1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一. 印染通风的理论

印染厂在设计过程中，散发大量的热量和水蒸气，车间夏天高温闷热，冬天凝雾滴水，特别是北方地区凝雾滴水更为严重，为了解决这个问题，我国通过多年的探索，在印染厂的通风设计方面积累了一些经验。但近年来由于生产发展和改善劳动卫生的需要，一些老厂进行了技术改造并要求增加厂房，而在不少大城市里地皮紧张，不允许增加占地面积，所以提出了设计多层，多跨的楼房印染厂。这对解决车间降温和防凝雾增加了不少困难，因此如何解决印染厂的通风问题就成了一个新的问题。

本课题讨论的是印染厂房的自然通风优化设计。印染厂是高温生产车间，自然通风是利用室内外温度差所造成的热压或者风力的作用所造成的风压来实现换气，使厂房获得应有的新鲜空气，因此运用自然通风可大大节省生产运营成本。

自然通风的影响因素及基本原理：

与以风机为动力的机械通风有本质的不同。自然通风最基本的动力是风压和热压。

在具有良好的外部风环境条的地区，如沿海地区及空旷地带。风压可作为实现自然通风主要手段，这在我国许多建筑中事实上早已得到广泛的应用，利用风压促进建筑的室内空气流动，改善室内的空气环境质量。当风吹向建筑时，在迎风面上由于空气流动受阻，风速减小，使得风的动压转变为静压，在建筑物理迎风面上的压力大于大气压，形成正压区，而建筑物的背风面，屋面气流坏绕过程中形成负压区，为平衡压力差，气流会从迎风面洞流向室内，再从室内流向负压区。

利用热压形成自然通风主要是利用建筑物内部上下空气压差所形成的热压作用，既通常所说的烟囱效应。热空气由于密度差而上浮，通过建筑上部的排风口排出室外，室外密度较大的空气因此从建筑下部的开口流向室内，进入空气被加热后再次上浮，从而形成连续不断的气流流动。热压作用与进出风口的高差有关和室内外空气的密度差有关，室内外空气的密度差和进出风口高差越大，则热压作用越明显。

通常在建筑的自然通风设计中，风压与热压的作用是同时存在的，但由于风压作用的随机性、多样性决定了一般以考虑热压作用为主。在建筑进深较小的部位多利用风压作直接通风，而进深较大的部位多利用热压来形成自然通风效果。

二、印染厂的通风设计

（一）通风方式

印染厂不但散热散湿量大，而且还散发酸碱腐蚀性气体，对通风设备有腐蚀作用，尤其对排风设备的腐蚀更加严重。普通的排风机一般一年不到就损坏了。为降温去湿需要的排风量很大。采用机械排风系统不仅初投资高、耗电多，而且还增加了管理的麻烦。

因通风进入室内的空气温度高，不能满足卫生要求，此时需要空调机械送冷风到工人操作地点降温。冬季为了排除车间的雾气，需要大量的排风。这些排风若由室外的冷空气来补充，必然导致车间的雾气更大及车间温度过低。因此冬季空调机械送干热风到车间就显得非常必要了。

全年采用自然排风，春、秋及部分夏季时间采用自然排风，仅在最热天气和冬季开空调机械送风，其通风效果良好，满足生产和劳动的卫生要求，且大大节约了能源。因此印染厂应采用自然通风与空调机械送风相结合的通风方式。

(二）自然通风与降温

造成自然通风的主要原因是由于室内、外空气的温差而产生的热压和因为室内、外空气的温差而产生的风压。在自然通风计算中通常只考虑热压作用，不考虑风压作用，但在设计中必须充分考虑风对建筑的影响。

车间产生的热压可按下列公式计算：

试中：ΔP#8212;#8212;#8212;#8212;车间的热压，pa

ρw#8212;#8212;#8212;#8212;室外空气的密度，Kg/msup3;

Ρn p#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;室内空气的平均密度，Kg/msup3;

h#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;进风口中心至排风口中心的距离，m

g#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;#8212;重力加速度

车间产生的热压ΔP越大,自然通风量也越大,从上面的公式可知ΔP与h成正比，既进风口中心至排风口中心的距离h越大，自然通风量就越大。因此进风窗应尽量低，而排风口尽量高。所以印染厂应利用侧窗和地脚窗进风穿过楼层直通到屋顶上的排风口并排风的方法解决自然自然通风问题。

此在设计中尽量利用自然通风，特别需要利用自然排风。

（三）防凝消雾

印染车间冬季产生大量的凝雾滴水，主要是因为印染设备在生产过程中散发大量热量和湿量，热湿空气在车间上升，由于排风不畅，湿气越积越多，遇到冷空气凝聚成雾，或碰到低于该湿度空气状态的露点温度的屋顶等建筑物表面，并凝结成水滴下来。解决印染厂的凝雾滴水，首先要通过排风并把车间的热湿空气自然排走，防止湿空气在车间积聚。同时用空调向车间送干热风，补充车间的排风和降低车间的湿度，消除车间雾气。对于楼房印染厂来说一二层的”屋顶”温度是二三层的车间温度。即使在严寒的冬天，一二层”屋顶”温度”也有20℃左右，大大高于车间湿空气的露点温度，因此不易产生凝结水。对于屋顶虽然表面温度低，但由于是干车间，空气的露点温度低，因此也不易产生凝结水。楼房厂房各层车间为平屋顶，同时各跨还有大梁，把屋顶分隔成井字形，不利排风。因此每个井字屋顶内都应设有排风井，同时楼板下面还应避免有肋，防止湿空气积聚。

（四）空调机械送风

各车间空调机械送风量可以粗略按车间换气次数计算。见下表

印染厂车间换气次数表

车 间 名 称	换气次数（次数/小时）
原 布	3~4
烧 毛	5~7
漂 练 皂 洗	6~10
卷 染	12~15
轧 染	6~10
印 花	5~8
整 装	4~6

空调送风的风道用钢筋混凝土风道耐腐蚀，车间比较美观，但结构比较复杂，同时送风支管也比较长。可考虑用聚乙烯塑料喷镀钢板等耐腐蚀材料的风道。

三、案例分析（以北京第二印染厂的通风设计为例）

北京第二印染厂的印染车间为3层4跨楼房，长100米，宽30米，高25米。

工艺设备布置：一层为高温高湿设备，如烧毛机，退浆煮练联合机、热定型机、高温高压染色机，二层为热湿设备，如热溶染色机、皂洗机、平网、圆网印花机，三层为散热散湿量较少的设备，如树脂整理机、量布验布机等。

通风设计采用机械送风、自然进风和自然排风相结合的通风方式。

车间设3套空调送风系统。采用钢筋混凝土结构淋水式空调室，夏季空调用喷循环水蒸发冷却处理空气，使车间降温，冬季开加热器送干热风，消除车间雾气和滴水。空调室设在车间两端的附房内，经过空调处理的空气。通过附房的总风道及竖风道、车间的钢筋混凝土支风道和送风口送到车间工作地带。

车间南北外墙开窗和窗台下设地脚窗自然进风。车间两侧及中间共设5排排风井自然进风，车间机器上的局部排风也接入排风井内。

车间共设排风井116个，其中两侧51个，中间65个，排风井总面积为85.15平方米，每层排风井数量为：一层46个，面积为32.52平方米；二层44个，面积为31.35平方米；三层26个，面积为20.28平方米。

车间气流组织见图1，图2.

车间投产后，曾对空调送风系统及厂房自然通风进行了6天的测定，共测得8000多个原始数据，经计算机整理后，列出部分数据见表1、表2、表3、表4.

夏季空调（机械）送风风量表 表1

层次	送风量（米sup3;/时）	换气次数（次/时）
一层	138168	12.2
二层	115675	10.2
三层	72723	6.4
合计	326566

排风井风速表 表2

时间	室外温度（℃）	室外风向	室外风速（米/秒）	排风井内推风速度（米/秒）
北边跨	南边跨	中跨一层	中跨二层	中跨三层
8月11日上午	32.5	南	1.3	1.2	1.81	2.0	1.9	1.7
8月11日下午	31	南	1.5	1.2	1.9	2.2	2.1	1.73
8月12日	28.5	/	/	1.03	1.55	1.79	1.59	1.41
8月18日	30	南	1.1	1.24	1.75	1.74	1.2	1.6
1月12日	-1	西北	2.57	2.02	1.42	2.05	1.56	1.5
1月13日	1	南	1.0	0.55	0.88	1.0	1.1	0.8

排风量表 表3

	8月11号上午	8月11号下午	8月12号	8月18号	1月11号	1月13号
一层 排风井 侧窗	204753 关闭	254289 8270	200654 8270	172030 23705	208259 关闭	105109 关闭
二层 排风 井侧窗	207617 关闭	224658 8595	224658 8595	131207 29407	196069 关闭	114348 关闭
三层 排风井 侧窗	134374 关闭	107807 13981	107807 13981	141311 15635	127476 关闭	65446 关闭
总排风量 换气次数（次/时）	546774 16.1	613965 15.1	613985 18.1	513295 15.1	531795 15.6	284903 8.4

注：1、 8月11日开空调送风。1月11日、1月13日关闭侧窗，开空调送风。其余时间关 闭空调送风仅用自然通风。

2、 1月13日设备停台较多，排风量偏低。

夏季室外、车间工作地区及排风温度表 表4

测定时间	8月11日 9：00	8月11日 14：00	8月12日 9：00
室外温度（℃）	32.5	31.0	26.5
车间工作地区温度（℃）	一层 二层 三层 一层 二层 三层 一层 二层 三层	30.7 31.5 32.0 35.2 35.5 36.3 39.3 35.9 40.0	31.0 31.5 32.0 36.1 35.7 36.5 40.0 38.3 44.3	27.0 27.4 28.5 31.0 32.9 32.9 34.0 33.0 39.4
排 风 温 度 （℃）	全面排风
机械排风

注：1、 机器排风温度为同一个排风井内的机器排风与全面排风的混合温度

2、 8月11日开空调送风，所以工作地区温度较冷

从实测数据上看，夏季自然通风换气次数达15次/时以上，工作地区温度比室外温度仅高0.5℃到2℃左右。通风效果良好，车间湿度低。所以春秋季不需要开空调，夏季也仅在天气闷热时开空调，开空调的总天数在30天左右。

冬季当开空调送热风时车间基本上消除了凝雾滴水现象。该厂由于供汽不足，冬季很少开空调送热风，在不送热风时车间有少量雾气，并在钢筋混凝土支风道梁上有滴水现象，另外由于局部排风机罩未做，也有部分楼板凝水。

对车间来说一年开空调4到5个月，即可解决通风降温和防凝防雾问题。

四、小结

（一）北京第二印染厂的印染车间通风效果良好，夏季自然通风换气次数在15次/时以上，车间温度低，夏季送热风，基本上消除了凝雾滴水的现象，由于利用了自然通风，每小时可节省电量17到89千瓦。

（二）对印染厂通风设计的建议：

1.用侧窗及地脚窗自然进风和排风并自然排风的方法，解决自然通风问题。

2.排风井总自然排风量一般按15次/时换气考虑。

3.厂房应为东西长，南北短的长条形建筑，南北方向不应布置附房。

4.中间跨应尽量多设排风井，排风井宜用热阻较大的砖石和钢筋混凝土结构。中间跨设顶上有盖的排风井，其出口设调节阀，四周应安置挡风板。

5.楼板应做保温层或空气层隔热措施。楼板底面应平整无皱，防止湿空气积聚。

6.在设计中，空调、工艺、建筑、结构等专业的密切配合是通风设计成功的关键。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

通风是印染厂设计中重要的一个环节，印染厂散热散湿量大，而且还散发酸碱腐蚀性气体，对通风设备有腐蚀作用，尤其对排风设备的腐蚀更加严重。而且印染车间有大量的水蒸气，散发出大量的热量，车间夏天高温闷热，冬天凝雾滴水，都会影响正常生产，所以解决印染厂的通风问题就显得尤为重要。

本课题以北京第二印染厂为例，分析了印染厂通风设计的影响因素，自然通风与降温的有效方案，根据所测得的数据进行横向比较，整理，归纳出印染厂自然通风优化设计的最佳方案以及不同时间空调送风的控制，做到较好通风与节能平衡方案，既节约成本，又能为车间提供良好的工作环境，提高员工的工作效率，保障员工的身体健康。