工业厂房通风管道设计面临的问题及对策

李成

广西中恒置业发展有限公司 广西梧州 543000

随着我国工业化进程不断推进，众多工厂生产能力稳步提升，技术改造阶段，由于工业厂房空气环境质量较差，引发一系列问题，不利于工业生产的有序进行。通风系统能够保障工业厂房的空气流通，根据规划安全的生产，对于工业厂房的透风量限制要求比较高。一般在通风管道设计时，要考虑正常运营阶段的风量需求。在这种情况下，如何改善工业厂房内部环境成为人们重点关心的话题。有效的通风管道设计能够带走厂房的有毒有害气体和大量余热，保证厂房空气的温度和洁净度，为人们营造舒适、健康的空气环境。

1 通风系统概述

从工作原理来看，通风是实现室内外空气的转化，将室内的废气进行处理后排放到大气中，同时导入室外的新鲜空气，保障室内空气的长期新鲜。 将室外的空气送入室内被称为送风，将室内的空气排入大气层成为排风。通风管道设计的目的就是实现排风和送风交互。按照使用途径和地区来划分，通风系统主要分为工业通风和民用通风。工业通风主要是为了排除工业生产阶段的废气、灰尘以及有害气体，保证工业厂房内作业人员的身心健康；民用通风则主要排除人们工作、生活和学习中制造的废气，同时还包括蒸汽、二氧化碳等，为人们营造健康、舒适的生活环境。按照作用范围的不同，通风系统又可以分为全面通风和局部通风。全面通风的覆盖范围较大，在工业厂房内，可以覆盖所有车间，其作用以排风为主，能够有效稀释房间内的废气，满足正常使用需求；局部通风主要局限在特定的点或区域，能够快速排出室内废气，减少废气可能造成的污染，不仅如此，局部通风还可以净化特定区域的空气，满足特殊的工业生产要求。通风系统示意图如1 所示。

图1 通风系统示意图

2 通风管道设计应注意的问题

2.1 进、排气口面积设计

自然通风主要靠内外空气温差产生的风压实现内外空气交换，这种情况下形成自然通风。由于风压容易受自然条件的影响，工业厂房通常不采用自然通风作为主要动力。工业厂房自然通风设计时，要确保进、排气口面积满足实际需求，进气口面积要大于排气口面积，这样才能有效提高自然通风效果。但是，不少工业厂房设计阶段缺乏合理的规划，主体厂房往往设计的比较严实，自然进气口位置被占用。一些设计人员不能充分考虑建筑情况，一味加大天窗面积，造成进气口面积远远小于排气口面积，严重影响工业厂房自然通风效果。在这种情况下，虽然工业厂房建设投资力度较大，往往难以达到理想的通风效果。

2.2 进气短流现象

在一些老式的工业厂房中，主要利用通风器实现排烟。但是，通风器的做工、工艺或者安装可能存在不少问题，容易造成工业厂房出现进气短流的现象。在这种情况下，进气不能有效改善工业厂房内的作业环境。在通风管道设计时，要尽量避免这类问题。

2.3 通风天窗飘雨

通风排气天窗飘雨对于工业生产造成严重的负面影响。厂房自然通风设计虽然解决了通风排气问题，如果设计不当，很容易带来飘雨问题，设计中必须认真予以解决。当前阶段，通风天窗主要采用矩形，以往的设计中通过加设垂直挡雨板，能够达到良好的防飘雨作用。某大型厂的厂房设计即采用了这种类型的通风天窗，在当地的一次特大风雨中，由于风雨受山阻挡之后，局部形成变异的涡流风雨，导致天窗严重飘雨，反映十分强烈。因此，通风设计时要结合工业厂房基本情况，采取恰当的防飘雨设计。

2.4 冷加工厂房通风换气

在工业厂房管理通风设计时，人们往往将其与热车间联系在一起。冷加工厂房内不散发余热或仅散发很小的热量，使当前按热压作用进行自然通风设计计算的工作失去了依据，必须也要考虑通风换气。正常情况下，冷加工厂房产生的余热相对较小，如果屋面通风不当，很容易引发厂房内部闷热，夹杂工业生产中的废气、油漆等，工作环境恶劣。而屋顶设置了采光天窗的厂房，由于部分玻璃窗扇为开启状态，起到通风换气作用，其室内热环境明显要好得多。因此，对于南方地区及北方夏热地区的冷加工厂房，除了必须设置屋面隔热层之外，设计上还必须创造良好的通风换气条件。两跨及以下厂房，可以利用高侧窗进行通风换气，多跨厂房则必须结合采光需要，要确保天窗满足要求，能够很好地解决通风换气问题。

3 工业厂房通风管道设计的策略

3.1 做好通风系统的划分

工业厂房包含的车间较多，不同的车间对于送风需求不尽相同，当车间工作面积较大时，需要的送风点也相应增加，为了达到工业厂房送风效果，通常设计多个送排风系统。在通风系统划分时，主要从以下几个方面来进行：一是室内通风要求和参数相同时，应划分为相同的送排风系统；二是运行班次、运行时间和工业生产流程相同时，可以采用相同的送排风系统；三是对于送排风有特殊要求的系统；四是除尘工业厂房，如果送排风系统混合，可能造成管道形成结露，应设置独立的送排风系统；五是当风机附近排风点较多时，应综合考虑送排风系统的基本情况，确保通风系统的科学性、合理性。工业厂房车间排风点间距应满足规范要求，在满足通风要求的同时考虑经济效益。

3.2 管道的形状和材料

在进行管道形状选择时，通常采用圆形和矩形。如果截面面积相同，圆形的阻力更小，同时有助于节约材料和空间；圆形通风管道制造相对方便，有利于防腐、保温施工，同时圆形通风管道放样和制作时存在一定难度，在进行管道布置时，要结合建筑和结构的基本情况，确保管道布置的科学、美观。对于通风量要求较大的管道，通常选择圆形。管道的材料主要分为耐热耐磨合金钢、薄钢板、矿渣石膏板等，用于排放粉尘较高的气体时，主要考虑管道的耐磨性，这时可以选用普通的钢管；当管道使用温度较高时，应优选选用耐热材料，比如合金钢。

3.3 合理布局通风管道

在工业厂房通风管道布置时，要加强与其它专业之间的联系，在满足基本规定的同时考虑其协调性。如果通风管道排风点较多，应选择大断面的集合管，同时做好与其它支管的联系。通风管道的布置要减少转弯，同时确保管件布置的简单、易操作。气体在输送过程中含有液滴，通风管道应合理设计坡度，同时将水封管设置在管道的低处，这样可以有效消除积液。此外，通风管道要设置测量装置，这样能够对送排风情况进行准确监控，出现问题及时改进。

3.4 控制通风管道温度

由于工业厂房气体复杂，送排风阶段可能消耗大量的热量和冷量，因此，控制通风管道温度显得更加重要，应采取适当的保温方式。通风管道保温结构主要由三个部分组成，即保温层、防潮层和保护层。保温层作为控制通风管道温度的重中之重，对于工序和材料要求较高；防潮层主要目的是减少水蒸气与保温材料的直接接触；保护层起到保护保温层和防潮层的作用。

3.5 通风系统的进排风口

在工业通风过程中，在室外空气清洁区设置进风口，同时注意选择在排风口上风向设置，高度明显比排风口低，同时防止排风口与进风口发生短路问题。排出新污染源的气筒一般不能低于15m。针对污染物相同的2 个排气筒，如果间距明显比几何高度之和小，可以将配气筒等效合并为1 个。排风口通常排出包含毒害物质的空气，应借助大气有效稀释和扩散，此时在气流的正负压区上设置排风口，禁止设置风帽，从而阻止通风管道内进入雨水。

3.6 加强通风管道监控

为了有效提升工业厂房通风管道的安全性，要加强通风管道运行的日常监控，在管道结构设计时，通过在内部植入监控系统，从而对通风管道的运行情况进行实时监管，送排风管出现问题后及时报警，检修人员根据报警信息尽快确定故障位置，确保送排风系统运行的安全性、可靠性。

4 结语

总而言之，工业厂房通常跨度较大，室内车间复杂程度高，污染源种类繁多，对于通风量需求较高。在进行通风管道设计时，要考虑送排风量、特殊工艺、车间特点等，合理布置通风管道，根据实际的情况对通风机的风量进行调控，这起到了一定的节能的作用，以达到将厂房内的污浊气体和有害气体带走，为操作人员提供良好的工作环境，不断提高工业生产效率。