浅谈高寒地区工业建筑采暖形式

(吉林建筑大学， 吉林 130000)

1 我国高寒地区公共建筑高大空间采暖方式

目前我国在工业建筑和高大空间内主要采用散热器、中高温辐射采暖、低温地板辐射采暖及空调散热风采暖等。

1.1 散热器加热风机采暖

在众多的空间采暖方式中，人们多数会选择散热器+热风采暖，因为这是一种让人体感觉最舒服的采暖方式。散热器加热风采暖采用空气环流的方式使室内温度均匀分散缓慢上升，各部位温度一致。在多数的高大空间建筑中，都会通过热风采暖达到空气环流的效果，在提升室内温度的同时给人带来非常舒适的感觉。

在工业建筑采暖方式中，散热器+热风的采暖方式是目前比较常见的一种，同时这种采暖方式出现的也比较早，在19世纪末广泛应用于工业厂房和机库中。这种取暖方式主要是利用冷空气下沉、热空气上升的基本原理，为大型建筑物的采暖取得理想的效果。

2000年以后我国才开始使有热风对流换热的采暖方式，并将其广泛应用于车间、体育馆、大型超市等空间较大的工业建筑内。该技术主要是利用风机使热风在室内直接与冷空气对流，达到提高室内温度并使之均匀分布的目的。经过不断的改进，又出现了横向热风幕分层供暖系统，新系统不仅可以保证在恒温时减少热负荷附加量，更能消除建筑物垂直方向上的室温梯度，这样便可实现该系统利用建筑物自身的热量降低供暖负荷。

1.2 低温地板辐射采暖

因为人体与底板接触较多，且距离底板比较近，所以采用低温地板辐射采暖可以快速提高室内温度，并且使热量散布均匀，使人体感觉更加舒适。采用低温地板辐射采暖有一半的热量会通过辐射的方式传递给建筑物的棚顶、人体及建筑物四周墙壁跟室内摆放的物体，剩下的部分热量由地面直接传给空气，会产生高低温度不对流的现象。低温地板辐射采暖会受到建筑物举架过高、供水温度不够高及冷风过多等诸多因素的影响，最终的采暖效果无法令人感到百分之百的满意。

1.3 中、高温辐射采暖

中温辐射采暖系统一般是指利用表面温度在 80-200度之间的辐射板进行采暖。将辐射板放置在举架较高的建筑物顶端或者是以倾斜的方式放置在建筑物的墙壁，也可以采用由上至下辐射的采暖形式。中温辐射的正面以热辐射的形式散热，同时也会有少量温度对流使得室内空气升高，随上升的热气流通过屋顶散失掉这部分热量。

高温辐射采暖系统是指温度在500度以上（包括500度）的供暖系统。高温辐射采暖是能够使人体接受的热量最多的采暖系统，同时地面和室内设备以及墙壁吸收的热量也是最大的。由于热辐射的温度都在 500度以上，所以一般情况下都是利用可燃气体通过特殊的装置进行燃烧，并且利用产生的红外线来进行取暖。

采用高温辐射采暖可以迅速地提高室内温度，并将室内温度保持在一定高度。但是受室内装修和装饰以及热媒温度、施工成本、消防安全和施工难度的限制，不论是高温辐射还是中温辐射都没有在工业建筑物和高大空间建筑体中得到广泛的使用。

1.4 空调热风采暖+低温地板辐射采暖

目前，在我国高寒地区工业建筑中较为常见的供暖方式是采取低温地板辐射+空调热风侧送的方式。空调热风可以将风直接输送入到室内，以达到热空气均匀分布的目的。空调热风又可以实现降低低温地板辐射产生热气流上升速度的效果，在保证室内温度的同时使室内空气有效流通，是当前相对比较经济实用的一种混合式采暖方式。

2 高寒地区工业建筑采暖特点及影响要素

2.1 高大工业建筑的传热特点

工业建筑物也被称之为厂房，是指生产工业产品的场所和构筑体，其高度绝大多数都在10米上下，且面积大于5000m2，此类建筑物的主要特征是尺寸和空间较大，比如像工厂、车间、库房等均属于此类。

我国北方地区的工业企业在冬季中涉及的采暖费用占企业生产经营成本的较大部分，且我们经过一系列的调查可以发现，普遍存在取暖能耗高、成本高且人体感知偏冷等问题。

普通工业建筑体的传热特征有四点：

（1）面积庞大且门窗较多，因此冷空气渗透导致耗热量较大；

（2）围护结构传热系数较大，保暖效果差；

（3）工业建筑物的跨度和体积庞大，影响空气分层，室温梯度大，最终导致冷空气对室内空间的自然对流影响和效果；

（4）采暖的热负荷较大。

2.2 受市政管网供暖因素的影响

由于我国高寒地区的工业建筑一般均采用市政管网作为其主要的采暖热源和渠道，这就使得产生的热源温度较低，流量和供暖周期受到热源限制等不利因素，使得高大空间的采暖标准不能得到灵活的设置以及有效地调节，必须设置二次换热加压或加热、制热设备（主要是蒸汽供应量不足），导致增加了较高的建设成本。

2.3 受外围护结构影响

随着幕墙式建筑在我国的不断发展，越来越多的应用在工业建筑中，这种形式使建筑在造型美观程度上得到很大提升，为了节省采暖的能耗和维持室内所需的热环境条件，工业建筑外围护结构特别是外墙必须具有足够的保温能力。但对于采暖能耗就造成极大的浪费，同时导致采暖热负荷指标显著增加。

因此，处理建筑维护结构特别是建筑外墙的热工性能，无论是对于改善室内热环境，还是节约能源都具有重要的意义。

3 结论

工业建筑普遍具有高度高、空间大、人员活动区域较小等特征，导致在冬季供暖时易产生热分层现象，造成资源和能源的巨大浪费。再者，当前每一种采暖方法都是有利有弊的，因此在制定此类高寒地区工业建筑物的采暖方案前，需根据每一栋建筑的空间布局而定，这样方可发挥采暖方案的最大优势，尽可能的减少室内温度的流失，保证工业建筑室内拥有舒适的工作环境，满足人们的需求。

同时，基于对高寒地区工业建筑采暖方式调研分析，发现当前的工业建筑物室内采暖方式存在相当大的改进空间，其性能、可靠性、舒适性均有待提升。为此，本文主要研究内容为对于不同类型的工业建筑所选用的不同的采暖形式，得出最合理的采暖方案，以此来减少采暖能耗，达到合理节能的目的，因此本文对高效、节能的采暖方式具有指导意义。

所以，高寒地区工业建筑的采暖能耗节能潜力巨大，研究一种适用于高大空间、并能减少热分层现象的采暖方式至关重要。

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