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合理設計進(jìn)排風(fēng)口位置和尺寸:
利用室內外空氣溫度差所形成的熱壓作用和室外空氣流動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)壓形成自然通風(fēng),但風(fēng)壓作用受自然條件限制,具有多變性,無(wú)風(fēng)時(shí)即無(wú)風(fēng)壓作用,因此不宜作為廠(chǎng)房自然通風(fēng)的動(dòng)力考慮。按照有關(guān)規定,在熱加工廠(chǎng)房自然通風(fēng)的設計計算中,僅考慮熱壓作用,風(fēng)壓作用只作為一項補充因素,不參與通風(fēng)計算。熱加工車(chē)間在生產(chǎn)過(guò)程中,散發(fā)大量的余熱和灰塵等污濁氣體,惡化了廠(chǎng)房?jì)炔凯h(huán)境,必須通過(guò)有效地組織廠(chǎng)房自然通風(fēng),迅速排除余熱和污濁氣體而改善內環(huán)境質(zhì)量。當廠(chǎng)房高度和生產(chǎn)散熱量為一定時(shí),合理協(xié)調進(jìn)、排氣口面積,是提高廠(chǎng)房自然通風(fēng)效果的關(guān)鍵所在。
在廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計中,必須合理協(xié)調進(jìn)、排氣口面積,力求進(jìn)氣口面積不小于或大于排氣口面積,這應該是提高自然通風(fēng)效果的極為重要和有效的技術(shù)措施。然而。在實(shí)際工程設計中,某些熱加工主體廠(chǎng)房,由于缺乏精心的合理規劃,造成公輔設施建筑和生活福利建筑,把主體廠(chǎng)房圍得嚴嚴實(shí)實(shí)、水泄不通,使廠(chǎng)房失去了大片可開(kāi)設進(jìn)氣口的寶貴位置,而廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計中。又未認真進(jìn)行研究推敲,只是遷就于既定的建筑設計現狀,不管合理與否,消極的拼命加大天窗面積,將天窗高度加大至8m左右,結果導致進(jìn)氣口面積不足排氣口面積的1/3,使廠(chǎng)房自然通風(fēng)模式形成極不合理的狀況.雖然為廠(chǎng)房自然通風(fēng)天窗增加了大量建設投資,卻未獲取應有的通風(fēng)效果。
總之,廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計,絕對不能停留在只是根據既定的建筑布局,單純的通過(guò)通風(fēng)計算來(lái)決定天窗開(kāi)口面積??梢哉f(shuō)這只是消極的設計。積極的設計應該是認真地進(jìn)行分析研究,反復試算、修改。合理協(xié)調進(jìn)、排氣口面積,力求以最低的經(jīng)濟投資,獲取最佳的通風(fēng)效果。具體而言,就是在進(jìn)行廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計時(shí),首先要在滿(mǎn)足通風(fēng)量需要的前提下,力求取得較低的中和面位置,即爭取將進(jìn)風(fēng)口面積集中開(kāi)設在下部作業(yè)區范圍內。也就是說(shuō),要盡最大努力將堵靠在廠(chǎng)房側墻部位的輔助建筑移位,為進(jìn)風(fēng)口讓出寶貴的下部側墻面。因某種原因實(shí)在搬不走的,則要將其下部架空,為主廠(chǎng)房留取進(jìn)風(fēng)口位置。這樣做表面上看出也許要多花一些投資,但與提高廠(chǎng)房?jì)拳h(huán)境質(zhì)量相比是值得的。而且即使在經(jīng)濟上,最終也不見(jiàn)得多花錢(qián)。因為如果堵塞了廠(chǎng)房進(jìn)氣口,造成F1和F2的比例失調,中和面位置提高,勢必顯著(zhù)降低排氣壓力而導致天窗面積大增,而抬高天窗所花費的投資,完全有可能高于輔助建筑下部架空的投資。
要想法克服進(jìn)氣短流問(wèn)題:
所謂進(jìn)氣短流,系指由進(jìn)氣口進(jìn)入廠(chǎng)房?jì)鹊男迈r空氣,在未進(jìn)入作業(yè)區范圍之前,就已經(jīng)被加熱而上升至天窗排氣口排出室外的現象。顯而易見(jiàn),這樣的進(jìn)氣,沒(méi)有起到提高作業(yè)區空氣質(zhì)量和改善作業(yè)區熱環(huán)境的作用。因此,為提高廠(chǎng)房自然通風(fēng)效果,應盡量避免這種進(jìn)氣短流的現象。
前面所述的高側窗進(jìn)氣,即會(huì )造成進(jìn)氣短流現象。除了上述特殊情況之下不得已而為之的原因之外,一般情況下是應該盡量避免的。因為花費較多的投資,設置大面積的高側窗,而又發(fā)揮不了應有的作用是得不償失的。這也就說(shuō):通常設置在廠(chǎng)房吊車(chē)軌面以上的高側窗,沒(méi)有必要設計為開(kāi)啟窗,采用造價(jià)低廉的固定式采光帶即可。但是考慮到吊車(chē)檢修時(shí)操作人員的換氣需要,尚須每隔一定距離在該采光帶上設置一個(gè)換氣口。當然,在某種情況下,為節省投資起見(jiàn),有時(shí)自然通風(fēng)設計將高側窗作為排氣口考慮,此種情況下當然需做成開(kāi)啟式窗。但為了避免因風(fēng)壓作用大于熱壓作用時(shí)出現倒灌現象,而擾亂了廠(chǎng)房的自然通風(fēng)組織、惡化了室內環(huán)境,因此當設計采用高側窗作為排氣口時(shí),必須像避風(fēng)天窗一樣,設置擋風(fēng)板裝置。造成廠(chǎng)房進(jìn)氣短流現象的因素有多種,因此在進(jìn)行自然通風(fēng)設計中,應仔細分析、對癥下藥、采取有效措施,盡量避免出現這種現象。比如當廠(chǎng)房?jì)鹊臒嵩床贾每拷鼜S(chǎng)房外墻側時(shí),進(jìn)氣必然出現短流現象,此種情況下最好的解決辦法是改變廠(chǎng)房布置,但有時(shí)較為難辦,只有采取在熱源間斷部位多開(kāi)窗、開(kāi)大窗,某種情況下,即使較高位置也應開(kāi)窗,以彌補進(jìn)氣短流所造成的損失。
對多跨熱加工廠(chǎng)房的自然通風(fēng)設計,必須采取有效的措施:
對多跨熱加工廠(chǎng)房的自然通風(fēng)設計,必須采取有效的措施在大型鋼鐵企業(yè)中,有一些多跨熱加工廠(chǎng)房,如熱軋帶鋼廠(chǎng)的熱卷庫、熱軋型鋼廠(chǎng)的冷床區等等。這類(lèi)廠(chǎng)房?jì)炔坏崃亢艽?,而且是多跨,有的廠(chǎng)房寬度竟達150m以上。因此是廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計中的老大難。由于廠(chǎng)房很寬,僅靠?jì)蓚韧鈮M(jìn)氣,不但進(jìn)氣口面積無(wú)法滿(mǎn)足要求,而且進(jìn)氣深度也遠遠無(wú)法達到。對于廠(chǎng)房中部而言,無(wú)可避免地將形成全面進(jìn)氣短流。此種情況下,如果不采取有效措施,只是勉強通過(guò)自然通風(fēng)計算求得天窗面積,再多的天窗也難以滿(mǎn)足要求。必須廣開(kāi)思路、另辟新徑,采取有效措施,才是自然通風(fēng)設計的出路。
不應忽視冷加工廠(chǎng)房的通風(fēng)換氣問(wèn)題在廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計中,存在一個(gè)誤區,即一提到自然通風(fēng),就只是與熱車(chē)間有關(guān)的事情。因冷加工廠(chǎng)房?jì)炔簧l(fā)余熱或僅散發(fā)很小的熱量,使當前按熱壓作用進(jìn)行自然通風(fēng)設計計算的工作,失去了依據。因而也就很少有人問(wèn)津冷加工廠(chǎng)房的通風(fēng)換氣問(wèn)題。有人曾對我國南方地區的一些冷加工廠(chǎng)房的夏季室內熱環(huán)境,做過(guò)專(zhuān)門(mén)調查。調查中發(fā)現,重慶、武漢、湖南、太原等夏季氣溫較高地區的絕大多數冷加工廠(chǎng)房的夏季室內熱環(huán)境質(zhì)量很差。盡管廠(chǎng)房?jì)壬l(fā)的生產(chǎn)余熱很小,但由于屋面輻射熱和通風(fēng)換氣不良,導致悶熱難當,且油污氣味令人難忍。工人叫苦連天,普遍反映有頭暈、煩燥、厭食等癥狀。而屋頂設置了采光天窗的廠(chǎng)房,由于部分玻璃窗扇為開(kāi)啟狀態(tài),起到通風(fēng)換氣作用,其室內熱環(huán)境明顯要好得多。因此,對于南方地區及北方夏熱地區的冷加工廠(chǎng)房,除了必須設置屋面隔熱層之外,設計上還必須創(chuàng )造良好的通風(fēng)換氣條件。兩跨及以下廠(chǎng)房,可以利用高側窗進(jìn)行通風(fēng)換氣,多跨廠(chǎng)房則必須結合采光需要,設置足夠的天窗,以解決通風(fēng)換氣及采光問(wèn)題。對于規模較小的廠(chǎng)房,亦可采取設置通風(fēng)屋脊的辦法來(lái)解決通風(fēng)換氣問(wèn)題。因為是冷加工廠(chǎng)房而忽視通風(fēng)換氣的設計是不可取的。
必須注意解決通風(fēng)天窗的飄雨問(wèn)題:
近些年來(lái),屢屢出現通風(fēng)排氣天窗嚴重飄雨的問(wèn)題,給生產(chǎn)造成一定的損失。廠(chǎng)房自然通風(fēng)設計,解決了廠(chǎng)房的通風(fēng)排氣問(wèn)題,卻帶來(lái)了飄雨的弊端,這是廠(chǎng)房使用功能所不能接受的。因此,設計中必須認真予以解決。目前一般常用的是矩形通風(fēng)天窗。在以往的設計中,矩形通風(fēng)天窗或在天窗垂直口設擋雨板,或在天窗水平口設擋雨片,其中在水平口設擋雨片的做法,無(wú)論通風(fēng)效果或防飄雨效果,均優(yōu)于前者,所以在工業(yè)廠(chǎng)房中應用比較廣泛。從直觀(guān)道理上講,這種構造的天窗是可以做到直線(xiàn)封閉擋住任何角度的飄雨,但實(shí)際上這只是對直線(xiàn)雨而言,當風(fēng)雨受到某種阻力后,會(huì )形成變異的渦流風(fēng)雨,此時(shí)其飄雨角可能出現0°角,甚至會(huì )出現負角度現象,即風(fēng)雨呈弧線(xiàn)上飄。此種情況下,這種天窗的飄雨就是不可避免的了。某大型廠(chǎng)的廠(chǎng)房設計即采用了這種類(lèi)型的通風(fēng)天窗,在當地的一次特大風(fēng)雨中,由于風(fēng)雨受山阻擋之后,局部形成變異的渦流風(fēng)雨,導致天窗嚴重飄雨,反映十分強烈。因此,這種類(lèi)型的矩形通風(fēng)天窗,只能用于排風(fēng)量要求大、對防飄雨要求不嚴或無(wú)大風(fēng)雨地區的工業(yè)廠(chǎng)房。
為此,建議可按下述原則進(jìn)行設計及構造:
(1)將高側排風(fēng)窗的位置設在緊靠廠(chǎng)房的檐口部位,排風(fēng)窗上部嚴禁留有實(shí)墻面,避免產(chǎn)生渦流而導致飄雨。
(2)將高側排風(fēng)窗的垂直擋風(fēng)板加高,設計成象全封閉式矩形通風(fēng)天窗的擋風(fēng)板一樣,擋風(fēng)板上部折向屋面成傾斜狀,以防止任何角度的飄雨。
(3)在高側排風(fēng)窗下口部位的墻面與垂直擋風(fēng)板之間,增設水平遮風(fēng)板,且不留設排雨水的縫隙。這樣一方面可避免風(fēng)雨由縫隙灌入廠(chǎng)房?jì)?,另一方面還可避免大量帶塵雨水由縫隙下瀉污染墻面及下部側窗,對廠(chǎng)區外環(huán)境不利。建議設置水落管,做有組織排水處理。近些年來(lái),通風(fēng)天窗出現的類(lèi)型較多,除上述幾種類(lèi)型外,常用的還有橫向天窗、井式天窗、球形天窗等。其中球形天窗亦屬全封閉式的,不會(huì )產(chǎn)生飄雨現象;其他幾種類(lèi)型天窗飄雨的部位及原因與矩形天窗類(lèi)似,故均可參照本文前述的分析及改進(jìn)原則予以治理。
布局:
通風(fēng)管道盡量選擇直線(xiàn),對任何通風(fēng)系統都是最重要的基本原則。這樣布局的通風(fēng)系統,運行能耗和成本都是最低的。氣流走直線(xiàn)的風(fēng)阻最小,能耗也最小。從成本上直管道比各種彎頭等管件要便宜很多。所以當設計通風(fēng)系統走向時(shí)應盡量將拐彎減少。
使用標準長(cháng)度的直管,將各種變徑和接頭的數量減少。標準長(cháng)度的通風(fēng)管道,可按標準寬度的鋼板卷材在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上加工生產(chǎn)。非標準長(cháng)度的通風(fēng)管道作為配件,因為它們不可能用標準卷材制作。螺旋風(fēng)管可做成任意長(cháng)度。橢圓風(fēng)管的標準長(cháng)度則取決于加工廠(chǎng)的標準。
首選螺旋圓風(fēng)管,圓形風(fēng)管風(fēng)速可以最大化,根據美國采暖制冷與空調工程師協(xié)會(huì )實(shí)驗,一個(gè)中型變風(fēng)量空調系統,其風(fēng)速可達21m/s,而一個(gè)大型變風(fēng)量調節系統,其風(fēng)速則可高達32m/S。矩形風(fēng)管的風(fēng)速一般都較低,風(fēng)速過(guò)高容易引起風(fēng)管壁的共振而產(chǎn)生噪音,特別是會(huì )產(chǎn)生低頻噪聲。使用螺旋風(fēng)管和較高的送風(fēng)速度,將可顯著(zhù)地節省投資。首先,與類(lèi)似的矩形風(fēng)管系統相比,圓形風(fēng)管系統將可節省15%的板材。例如,同樣輸送8000m3/h的空氣,根據控制噪聲的系數,圓形風(fēng)管風(fēng)速取18m/s,矩形風(fēng)管取9m/s,其次,圓形風(fēng)管的安裝成本也低于矩形風(fēng)管。
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