基于高端医疗制造业大跨度大空间厂房的空调设置方案比选

基于高端医疗制造业大跨度大空间厂房的空调设置方案比选

朱小松

上海联影医疗科技股份有限公司  上海  201800

摘要：在现代高端医疗制造行业中，大跨度大空间形式的制造厂房越来越常见。而在此类厂房的实际设计与建设中，暖通空调的合理设置对其实际应用需求的满足和运行成本的节约等都十分有利。基于此，本文便以实际项目为例，对此类大空间厂房中的空调设置方案比选进行分析。包括本次所研究的大空间厂房空调设置项目概况，大空间厂房空调设置方案，以及大空间厂房空调设置方案比选。希望通过本次的分析，可以为此类厂房空调的合理设置及其应用提供一定参考。

关键词：高端医疗制造业；大跨度大空间厂房；空调设置方案；方案比选

前言：在对高端医疗制造业中的大跨度大空间厂房进行空调设置时，项目参与及管理者应从项目的高端定位出发，以此类厂房具体的设计结合建设方的应用需求及使用痛点等，为其制定几种可供选择的空调设置方案。然后再对制定好的空调设置方案进行对比分析，并将最终获得的分析结果作为依据，从中选出最佳的空调设置方案。通过这样的方式，才可以使此类厂房中的空调达到合理设置，以此来满足其实际应用需求，并实现各项成本的合理节约。

一、项目概况

    本次所研究的是某高端医疗制造企业中的大跨度大空间厂房空调设置项目。该项目建设目标为打造“国际一流的智能化生产灯塔”工厂，其中的大空间厂房长度为263m，宽度为161m，总面积是43100m2；其净高度为18m，跨度为33m。厂房内部主要为高端精密设备装配区域以及设备测试区域等。由于该项目定位、产业特色、高度和跨度都非常大的建筑特点结合项目参与及管理者提出的空调使用效果、投资性价比、不间断生产、生产区无水、施工便利、运营维保灵活及建筑整体美观、简洁等要求，所以对于暖通空调的形式也具有较高要求。基于此，在具体的空调设置过程中，需要结合以上要求对其暖通空调的设置方案做出科学制定，并通过多种方案优缺点对比的方式来确定最终的空调设置方案[1]。本文便是对该项目中的几种空调设置方案及其比选所进行的分析。

二、大空间厂房空调设置方案

（一）吊式风柜+新风处理机组

根据该项目所在厂房的实际情况，本次空调设置方案制定中，设计者首先制定了第一种方案，即吊式风柜+新风处理机组。在该方案中，经暖通计算需要应用到的吊式风柜为带有喷口的吊式风柜132台负担整个厂区的冷热负荷，其正常运行时的工作效率是2000m3/h，正常运行功率是0.32kW，正常运行电压是380V。根据该大空间厂房的建筑平面均匀布置，风柜吊装高度离地6m。应用在其中的新风机组5台以满足厂区内新风需求，新风机房5间，正常运行时的工作效率是15000m3/h，正常运行功率是11kW，正常运行电压是380V。经进一步的计算分析可知，该方案下的空调设备总功率为97.24kW，设备初投资在100万元左右，设备机房占地面积在420m2左右。

就该空调设置方案而言，其主要优点包括以下几方面：第一是该方案初期的投资成本比较低；第二是其空调输送相对距离比较短，具有较小的耗电功率，后期运行费用也比较低；第三是其中的风管数量比较少，风管尺寸比较小，具有较强的美观性，且不会对室内造成过大影响；第四是其设备的运行控制十分灵活，机房占地面积比较小，减少新排风分外墙百叶的分布，对外立面影响较少。但是在实际设置时，该方案也存在一定的缺点，首先是风柜设备需要进入到厂房区域，风柜所接供回水及冷凝水管在使用过程中也会出现漏水隐患，对生产区避水设备有一定损坏风险；其次因为风柜设备的吊装高度为6m，后期运维时检修登高等设备需要进入生产区，设备分散维保降效的同时在特殊检修位置可能会与厂房的实际生产运行等出现冲突，影响公司的不间断生产，运维成本将比较高[2]。最后在18m净空中6m高风柜机的吊装，吊式风柜若以桁架作为吊装受力点，吊杆或吊架长度需9米，设备吊装后稳定性较差，吊装方案需多方论证且施工难度较大，若车间立柱加牛腿架设横梁作为吊装受力点，33米跨度柱间距，普通槽钢横梁无法满足，需较大尺寸桁架结构，大大影响空间观感，建设成本也大大增加。

（二）全空气空调系统

     根据该项目所在厂房的实际情况，本次空调设置方案制定中，设计者也设计了另外一种全新的方案，即全空气空调系统。在该方案中，需要应用到的组合式空调机组正常运行时的工作效率是40000m3/h，正常运行功率是22kW，正常运行电压是380V。在此基础上，需设置了260个球型喷口及相关管路。经进一步的计算分析可知，该方案下的空调设备总功率为440kW，设备初投资在300万元左右，设备机房占地面积在1400m2左右。

    就该空调设置方案而言，其主要优点表现在厂房区域没有水管进入；整体空调系统中的设备都比较集中，且在非生产区域，后期维护更加便利，运维费用将会相对较低。但是在实际设置中，该方案也存在较多的缺点，第一是该方案初期的投资及后期营成本比较高；第二是该方案中的冷媒输送介质是空气，且输送距离比较长，风机功耗比较大，运行期间的费用也比较高；第三是该方案下的空调风管系统数量较多将会对大空间厂房屋顶的采光窗及其排烟产生一定程度的遮挡；第四是该方案下的空调系统机房占地面积较大，应用在其中的百叶面积也比较多

[3]。也会影响整个大厂房外立面无百叶的建筑方案设计初衷。

（三）周边吊式风柜+中间全空气空调系统

     经上述两种方案的深入分析可知，虽然每一种空调设置方案都具有一定的应用优势，但是在实际设置时，这两种方案却又都表现出了非常显著的缺点。为充分发挥出上述两种空调设置方案的应用优势，并合理规避其中存在的不足，项目参与者最终决定将这两种空调设置方案做一定的融合处理，从而形成了一种全新的空调设置方案，即厂房周边设置吊式风柜+中间设置全空气空调系统。该方案是上述两者的结合，厂房中间生产区域采用组合式空调全空气系统，（东、西、北面）三面靠近幕墙采用空调风柜安装高度6m。

    经进一步分析可知，此种方案的主要优点在于厂房中间区域没有设置空调水管，不影响正常生产工作的同时后续维护工作将更加便利；同时，应用在其中的空调风管数量比较少，也可实现整体机房占地面积与投资成本的合理节约。经该方案的空调设置情况分析可知，该方案中吊式风柜机沿四周幕墙安装有固定吊装支点，满足施工便利性及经济性，中间区域组合式空调机组风管系统减少，安装时贴屋顶钢桁架安装沿建筑立柱安装也考虑到建筑整体美观性。该方案既考虑到了空间美观、经济投入及运行成本，机房对建筑平面占地面积的需求，又考虑到了厂区生产空间无水源，四周风柜处于走到上方也有利于检修。

三、大空间厂房空调设置方案比选

针对上述的三种空调设置方案，在本次大空间厂房空调设置中，设计者特对其优缺点进行了全面的对比分析。表1为本次大空间厂房空调设置项目中的三种空调设置方案优缺点对比情况：

表1-本次大空间厂房空调设置项目中的三种空调设置方案优缺点对比情况

    经上述三种空调设置方案的优缺点综合对比分析之后，本次项目中参与者决定采取最后一种方案，即周边吊式风柜+中间全空气空调系统。通过该方案的合理应用，不仅可满足本次项目中大空间厂房对于暖通空调的实际需求，同时也可以使其投资、运维以及占地面积等都更加合理。

结束语：

    综上所述，在对大跨度大空间形式的厂房实施暖通空调系统设计时，设计者与工作人员一定要结合此类项目的实际情况，对多种空调设置方案加以科学制定。然后再通过不同方案优缺点对比的方式来进行方案比选，最终确定最佳的空调设置方案。这对于此类项目中的暖通空调系统合理设计及其后续应用、运维等都将十分有利，并使其初期投资和后续运营成本得到合理节约。

参考文献：

[1] 王 飞. 化工厂房暖通空调系统节能优化设计[J]. 工程管理与技术探讨,2024(9).

[2] 张明玉,肖武,郜义军. 医药洁净厂房空调系统节能途径及措施[J]. 化工与医药工程,2024(2):42-49.

[3] 王丹. 大空间工业厂房暖通空调设计与节能分析[J]. 模型世界,2023(34):62-64.