从节能角度看大跨度厂房的采光通风

杨士喆 刘江燕

【摘 要】厂房的通风采光设计方案，以节能降耗和改善作业环境为目标，通过设计合理的厂房结构，安装节能的通风设备，进一步降低能耗。

【关键词】节能角度；大跨度厂房；采光通风

一、前言

随着全球变暖，环境的恶化，能源的过度消耗，都促使国家乃至我们每一个人去关注节能减排，绿色环保的问题。为此国家提出了又好又快发展的号召，并采取了一系列措施，最终实现绿色环保的可持续发展目标。

二、大跨度厂房节能的简介

目前，大跨度厂房大都采用轻钢架彩钢板制造，相应的屋顶照明和通风采用自然采光面板和无动力通风系统，以满足节能，重量轻，短的要求建设期。无动力的自然通风系统利用建筑物内自然产生的热能或外部风力吸入建筑物下部的新鲜空气，并将室内污染空气分散到屋顶通风系统的顶部。自然通风系统提供更多优点：节能；安静无震动；低维护率；低成本。

无动力自然通风系统的主要组成部分是自然通风装置。自然通风装置的通风效率与室内外的温差不同，风量比与通风机的位置和室外风速成正比。三者的数值越大，通风效果越好。为提高自然通风效率，必须选择厂区进行通风换气，以增加室外风速和温差；植物通风口的人口一般是一面墙窗和门洞，其位置与呼吸机之间的高度可从窗户的设置进行调整。大型空间设备的高度通常较大，并且侧壁可以设置有两排或更多排窗口，使得最下一排可以设置为进气口以增加其与呼吸机之间的高度，并且上部窗口被设置为固定窗口仅用于照明。

三、大跨度厂房节能结构设计

（一）屋面结构比较

屋面形式的确定对厂房节能效果有非常大的影响，如图1为大跨度厂房两种屋面形式的剖面图。厂房的长是174米，宽144米，边柱顶标高为7.2米，厂房上部中间为空调、变电室等设备通廊。图中方案一的屋面形式采用的是单屋脊形式，方案二采用的是多屋脊形式。

第一个工厂的设计首先必须满足生产过程的需要。大跨度工厂有两个主要生产流程，即机械加工和组装测试。加工设备中使用的桁架机械手的高度为6.0米，这意味着电力线和空调供应管道等各种公用工程管道的安装高度应为6.0米或更高。根据工艺布局，内外部物流和配套设施，确定了长174米，宽144米，高7.2米的厂房的长度，宽度和有效使用高度，该列。

第二工厂的初期建设投资和运营维护成本也是决定工厂房屋结构的重要因素。如方案1和方案2的横截面图所示，阴影的下部是工厂的有效截面面积，Sa=174×7.2，Sa=1238.4平方米。根据工厂的排水要求，工厂建筑表面的坡度设计为5%。

方案一阴影面积Sb=424.8㎡，方案二阴影面积Sc=171.7㎡，方案一剖面面积为S1=Sa+Sb=1663.2㎡（不含厂房上部通廊），方案二面积S2=Sa+Sc=1410.1㎡。由此可计算出方案一的厂房体积V1=S1×144≈239500m3，方案二厂房体积V2=S2×144≈203054m3。通过以上的简单计算可得知方案一比方案二的厂房体积大约36446m3。

我们设置工厂将每小时换气次数改为每小时2次。这意味着方案1的通风量应该比方案2的通风量多7.3万m3/h。这表明采用方案2可以在满足工艺要求时大大减少工厂建筑物的数量。随着有效量的增加，相应工厂的制冷和制热能耗也将大大降低。方案2可以减少初始投资和运营成本。

屋顶由夹在100厚超细玻璃棉毡隔热层和轻质屋顶之间的双层钢板制成。双层钢板75-100超薄玻璃棉毡，隔热满足节能要求。同时，在屋顶设置照明窗，以便在建筑物内照射足够的光线，使工厂内的白天照明可以使用自然光，从而大大节省照明电力。

（二）厂房建筑采暖通风的节能设计

1.与屋脊垂直（与屋面同向平行）的自然通风器。目前倾向于替换其他类型的通风器，因为它具有以下优点：平行于屋顶，降低风压和强风侵入F.R.P.照明面板独立施工，无泄漏问题。轻便透气一体成型，成本低，效果好。钢结构易于制造，现有工厂可立即建造。美丽的外观，优秀的整体。灵活的屋顶布局，多种设置。安装的整体组合，维修率低。该通风器是国内新一代产品，在国外属于成熟技术。

2.与屋脊平行的自然通风器。该通风器具有广泛的应用范围，因为它具有以下优点：技术成熟，种类繁多，选择性强。轻便透气一体成型，成本低，效果好。钢结构易于制造，现有工厂可立即建造。站在山脊上方，空气压力增加，便于通风。

但它并不完美，首先它只能位于山脊，这意味着为了达到大型太空植物的通风要求，有时需要将屋顶设计成多个屋顶（锯齿）以增加通风器的长度和这将使屋顶排水复杂化；固定螺栓的方式是埋葬隐患；当下雨时，它将从通风的天窗流向建筑物。

3.点式设置的涡轮通风器。在风电带动下，特别是风力资源丰富的地区，其特点是：全天候运行；高灵敏度：工厂内的任何微风或热空气都可以驱动旋转排气装置。噪音防护：无噪音的安静操作、耐用，維护率低，采用日本制造的不锈钢高级轴承，不锈钢主支撑和稳定支撑，无润滑和腐蚀，不易生锈变形，经久耐用，维护率低。紧凑美观的外观。

四、结束语

在大跨度厂房选址时充分考虑到采光、通风等问题，并合理利用厂房屋顶结构及天窗，充分利用光能、风能节能减排，在设计厂房时多采用节能减排的设备，保证大跨度厂房绿色环保的生产结构。

【参考文献】

[1]邓卫东等，门式钢架轻型房屋钢结构的特点及其运用，江苏冶金，2016，（3）：59～60

[2]汪成林等，钢结构厂房性能及其施工工艺，科技创业家，2016，（11）：22