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厂房设计高温环境温度原因分析

发表时间:2014-10-02 阅读:972次

厂房设计高温环境温度原因分析
二高线厂房设计内由于有2条生产线同时生产,有大量的余热产生,这是造成厂房内环境温度增高的直接原因。在夏季,南方地区室外气温高,厂房内、外温差减少,厂房效果图内热源向外散发的热量减少,室内空气温度升高,造成高温环境。
二高线厂房的高温环境除了上述客观原因外,通风能力不足(风量小)和气流分布不合理也是造成厂房高温环境的主要原因。影响厂房通风能力的因素主要有:进风口位置、热源与天窗的相对位置关系、障碍物、风流短路等。
1进风口位置的影响由热力风压的计算公式“可见。影响自然通风的能力的因素主要是进、排风口的标高差和室内、外空气的密度差,而空气的密度又主要取决于空气的温度,一般地,室内外的空气温度差是受环境卫生标准限制的。因此,厂房自然通风的能力主要取决于进、排风口的标高差。而排风口的位置与建筑物的高度有关,建筑物的高度以满足生产的需要为目标,高度越大,投资越大。因此,对于一定高度的工业厂房,通风能力主要取决于进风口的位置。
2热压通风中浮力羽流的作用热跨中若布置1条生产线,生产线(热量散发中心)位于天窗的正下方,有利于浮力羽流J,排热自然顺畅,排热量大。但在热跨中布置2条生产线后,2个热源中心处在天窗的两侧,浮力羽流受到了影响,排热量减小,这样,厂房内的余热就明显加大,气温会升高;2条生产线(2个热源)之间是一个用实心钢板制作的平台,面积大,这就使得浮力羽流的下方无空气补给,不利于浮力羽流的形成。热压通风在平台上方成为了厂房通风的涡流区,排热自然不好。
3障碍物(生产平台)对气流分布的影响二高线厂房自然通风时,室外的空气从进风窗口以水平方向进入厂房内,在热压作用下,渐渐变成垂直方向流经厂房的空间,从排风口排出。按照有利于通风排热的要求,进风窗要布置在生产平台水平以下,这样风流就会遇到障碍物,风流流经障碍物会发生绕流,经过一段距离后才能恢复原来的流动。障碍物迎风面的风速和风的紊流度会强烈影响气流的流动状况,特别是高大厂房内的大障碍物对空间内的气流组织有很大影响,逆风面压力会升高,背风面压力会降低,产生涡流区,从而使通风空间的气流分布很不均匀。为了考察生产平台障碍物对气流组织的影响,对生产平台上采用实心钢板和采用通风栅栏2种情况的风速分布进行了对比计算。通过对生产平台上采用实心钢板和采用通风栅栏2种情况的风流速度和温度进行对比测试,结果发现:实心钢板上方0.5范围内的风速几乎为0,空气温度为41.5oC;而采用通风栅栏的上方风速为1.2/s,温度为40.7℃。由此可见,生产平台上采用通风栅栏有利于改善生产平台上的热环境条件。
4全年各季节气候不同,通风工况变化的影响在冬季,由于室外气温低,室内、外的温差大,散热较快,为了使厂房内的工人不受室外寒冷气候的影响,进风窗大都是关闭的。据观测,二高线室外平均气温为10℃、相对湿度为90%,窗户关闭,室内通风仅靠窗户的漏风和大门的进风,室内的平均温度大约为28℃,相对湿度为70%,厂房的热力风压大约为8Pa左右。这样,厂房通风的阻力虽然较大,但热压也较大,窗户和门的漏风能满足厂房通风的要求,所以,热源厂房在冬天虽然封闭,但通风量还是能满足人们健康的需要。在夏季,室外气温高,室内、外的温差小,散热较慢,为了通风排热,厂房的窗、门需要全部打开。据观测,二高线室外平均气温为35℃、相对湿度为80%,厂房的所有进风窗和门都进风,这时,室内的平均温度大约为45℃、相对湿度为50%,厂房的热力风压大约为4Pa左右。这时,虽然通风阻力是最小的,但由于自然通风的热压小,难以满足排热降温的要求。因此,对于冬季和夏季这2种典型工况,在进行通风设计时,必须全面考虑。
5风流短路的影响风流短路是指进入厂房内的新鲜空气未到达工作区,就直接排出室外的现象。在二高线厂房内,东墙的上侧窗,对厂房通风是有影响的。由于它处于中和面位置附近,在外界气压和风压的影响下,上侧窗的通风状况很不稳定,当窗外的压力大于室内压力时,上侧窗就成了进风窗,这时空气从上侧窗进入室内,直接从天窗排出,这种气流对改善厂房作业环境是无益的,它除了会增加天窗的阻力外,还影响浮力羽流的上升,干扰正常的厂房通风。当上侧窗室外的压力低于室内压力时,上侧窗就成了排风窗,这对于减小天窗通风阻力,增加厂房有效通风量是有益的。因此,必须对上侧窗内外的全年气压变化规律进行调查,有效地利用和控制。



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