工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)綜述與展望

　　摘要：通風(fēng)技術(shù)是控制工業(yè)建筑室內(nèi)污染物最主要的手段。對(duì)國(guó)內(nèi)外工業(yè)通風(fēng)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了回顧，闡述了我國(guó)制造業(yè)迅猛發(fā)展過(guò)程中工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)面臨的問(wèn)題，總結(jié)了國(guó)內(nèi)學(xué)者近期在高污染散發(fā)類工業(yè)建筑通風(fēng)領(lǐng)域取得的進(jìn)展，列舉了在通風(fēng)氣流組織模式、污染物高效控制技術(shù)和凈化技術(shù)等方面取得的主要成果，并展望了未來(lái)我國(guó)工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)面臨的新挑戰(zhàn)。

　　關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑;通風(fēng)技術(shù);污染物;氣流組織;凈化技術(shù)

　　1工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)發(fā)展回溯

　　工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)水平的發(fā)展和職業(yè)衛(wèi)生要求的提升密不可分。工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)主要涵蓋廠房的整體通風(fēng)、污染源附近的局部通風(fēng)、工業(yè)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)和工業(yè)廢氣的凈化除塵等幾個(gè)方面，自20世紀(jì)50年代以來(lái)，大量工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家在上述領(lǐng)域進(jìn)行了不同程度及側(cè)重的探索，逐步奠定了工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)的基礎(chǔ)理論與工程設(shè)計(jì)方法。

　　例如，蘇聯(lián)多位學(xué)者在工業(yè)廠房的自然通風(fēng)領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，得到了工業(yè)廠房基于熱壓和風(fēng)壓作用的自然通風(fēng)模型和設(shè)計(jì)方法[1-2];美國(guó)學(xué)者Hemeon等人提出了塵化作用、控制風(fēng)速等工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)基礎(chǔ)性概念并進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，基于上述概念提出了相應(yīng)的工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)方法[3-4]。美國(guó)和蘇聯(lián)在20世紀(jì)50年代各自基于流體力學(xué)匯流理論，對(duì)外部排風(fēng)罩進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究。在蘇聯(lián)的研究中，排風(fēng)罩有效作用范圍使用了接近于流體力學(xué)中拉格朗日法的質(zhì)點(diǎn)分析，即通過(guò)分析空間上某些質(zhì)點(diǎn)在排風(fēng)罩作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，分析排風(fēng)罩的有效作用范圍，設(shè)計(jì)局部排風(fēng)罩[2]。

　　美國(guó)的研究則在排風(fēng)罩匯流等速面的基礎(chǔ)上，提出了用接近于流體力學(xué)中歐拉法的控制速度，即通過(guò)確定排風(fēng)罩口到污染源位置的有效控制風(fēng)速滿足捕集污染物的需求為前提確定排風(fēng)罩參數(shù)[4]。多位學(xué)者研究證明了置換通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)建筑環(huán)境控制的優(yōu)越性[5-7];Aaberg排風(fēng)罩[8]、低流量高流速排風(fēng)(LVHVventilation)[9]等新型通風(fēng)技術(shù)也被不斷提出并應(yīng)用于工業(yè)建筑。

　　總體而言，工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展歷程，是一個(gè)持續(xù)性的引入新理念新技術(shù)、提升現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)精度、淘汰落后技術(shù)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。例如，對(duì)于全面通風(fēng)而言，基本的設(shè)計(jì)方法仍是基于稀釋過(guò)程的計(jì)算原理，但設(shè)計(jì)過(guò)程更加注重氣流組織對(duì)通風(fēng)效率的影響;對(duì)于除塵技術(shù)而言，隨著對(duì)環(huán)境排放的要求不斷提高，重力沉降室、慣性除塵器等除塵設(shè)備幾乎被淘汰，布袋除塵器得到了廣泛的應(yīng)用且性能不斷提升;對(duì)于局部通風(fēng)而言，排風(fēng)罩作為捕集污染物的末端裝置，一直是工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)中最具代表性、最亟待提升的技術(shù)要點(diǎn)，其設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)精度的提升成為研究和工程應(yīng)用的焦點(diǎn)。

　　在理論簡(jiǎn)化分析和簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，針對(duì)局部排風(fēng)罩的研究主要包括局部排風(fēng)罩的流場(chǎng)精細(xì)化分析[10-12]、復(fù)雜工況適應(yīng)性匹配[13-15]和局部排風(fēng)罩新模式開(kāi)發(fā)與完善[16-18]等內(nèi)容，進(jìn)一步完善了局部排風(fēng)罩的技術(shù)細(xì)節(jié)，擴(kuò)大了其適用性。通過(guò)局部通風(fēng)技術(shù)中形式最簡(jiǎn)單的外部排風(fēng)罩技術(shù)的發(fā)展，可管中窺豹地了解工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展歷程。

　　從外部排風(fēng)罩研究發(fā)展歷程可以看出，外部排風(fēng)罩的研究從單純的理論簡(jiǎn)化分析和簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證開(kāi)始，隨著實(shí)驗(yàn)測(cè)試手段的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，在通風(fēng)過(guò)程的氣流流動(dòng)機(jī)制、通風(fēng)目標(biāo)及環(huán)境干擾因素特征匹配，以及通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行控制等多個(gè)方面的持續(xù)深入研究，最終實(shí)現(xiàn)外部排風(fēng)罩技術(shù)和設(shè)計(jì)水平不斷提升。我國(guó)工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展與蘇聯(lián)和美國(guó)都有著密切聯(lián)系。1957年，馬克西莫夫作為蘇聯(lián)援華專家到西安冶金建筑學(xué)院(西安建筑科技大學(xué)前身)指導(dǎo)科研和教學(xué)工作，指導(dǎo)學(xué)生出版了可能是國(guó)內(nèi)最早關(guān)于工業(yè)建筑通風(fēng)的學(xué)術(shù)文集《南方建筑降溫問(wèn)題的研究》。

　　隨后，我國(guó)學(xué)者相繼翻譯了Baturin、Hemeon和林太郎等人的工業(yè)建筑通風(fēng)著作，將發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)和理念引入國(guó)內(nèi)。在設(shè)計(jì)方面，為適應(yīng)國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)的需求，我國(guó)最早于1952年就將蘇聯(lián)的《工廠采暖通風(fēng)及照明設(shè)計(jì)》翻譯成中文，供我國(guó)建筑設(shè)計(jì)人員使用。隨后，我國(guó)又組織出版了多部通用工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，如1993年陸耀慶主持編寫(xiě)的《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，以及2007年孫一堅(jiān)組織編寫(xiě)的《簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》等文獻(xiàn)，都對(duì)工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

　　除了通用的工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)以外，我國(guó)多個(gè)行業(yè)部門(mén)還組織編寫(xiě)了行業(yè)內(nèi)部的工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，如《機(jī)器制造工廠采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》《鋼鐵企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》《重有色冶金企業(yè)采暖通風(fēng)設(shè)計(jì)參考資料》等，為各工業(yè)行業(yè)的工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)依據(jù)和有力保證。工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)近年來(lái)也有了新的進(jìn)展。2001年，加拿大的Goodfellow和芬蘭的Tahti組織來(lái)自全世界18個(gè)國(guó)家的近百名工業(yè)建筑通風(fēng)領(lǐng)域的學(xué)者出版了工業(yè)建筑通風(fēng)書(shū)籍《工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)指南》[19]。

　　該指南介紹了控制工業(yè)工作場(chǎng)所污染物的通風(fēng)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，涵蓋了工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)解決方案背后的基礎(chǔ)理論，還包括當(dāng)時(shí)最新的基礎(chǔ)研究和設(shè)計(jì)方程。2021年，Goodfellow等人重新修編了《工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)指南》[20]，修編過(guò)程中有92位來(lái)自世界各地的專家參與到書(shū)籍的更新工作，更新內(nèi)容涵蓋了自第一版《工業(yè)通風(fēng)設(shè)計(jì)指南》出版以來(lái)，在全球范圍內(nèi)為控制污染物的通風(fēng)領(lǐng)域中出現(xiàn)的大量新技術(shù)。在兩版的工業(yè)建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)指南中，可以觀察到的一個(gè)現(xiàn)象就是編書(shū)人員組成的變化。在2021年的第二版中，來(lái)自我國(guó)的參與者數(shù)量已經(jīng)從零變?yōu)檎紦?jù)三分之一的比例，這與我國(guó)20年來(lái)的工業(yè)快速發(fā)展，在工業(yè)建筑通風(fēng)領(lǐng)域的影響力提升的情況是相吻合的。

　　2我國(guó)工業(yè)建筑的發(fā)展及通風(fēng)技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

　　20世紀(jì)50—90年代是發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)發(fā)展的高峰，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級(jí)、環(huán)保要求提高，發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)出現(xiàn)了不同程度的衰退和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，尤其是鋼鐵、水泥、化工、建材等大量高污染產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移至新型發(fā)展中國(guó)家，導(dǎo)致發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)建筑通風(fēng)研究逐步回落。我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)建立了全世界最完整的工業(yè)體系，成為制造業(yè)第一大國(guó)，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)作業(yè)環(huán)境的需求，促進(jìn)了工業(yè)建筑的迅猛發(fā)展。2009—2010年，工業(yè)建筑每年竣工面積的年增幅超過(guò)14%。

　　2011—2020年，工業(yè)建筑每年竣工面積超過(guò)5億m2，保持在一個(gè)較高的水平[21]。從業(yè)人員衛(wèi)生健康條件亟待改善、室外環(huán)境排放容量減少、企業(yè)迫切要求降低能耗并減少運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)提出了新挑戰(zhàn)。隨著新的環(huán)境要求及生產(chǎn)工藝的不斷涌現(xiàn)，工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)面臨新的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在工業(yè)建筑及其室內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大、排放容量減少、健康環(huán)境要求提高3個(gè)方面。

　　從污染源的角度，工業(yè)建筑室內(nèi)污染物的散發(fā)與生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)程中，仍有很多生產(chǎn)工藝難以通過(guò)技術(shù)改良避免污染物的散發(fā)，同時(shí)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，使得污染源的尺度增大，污染散發(fā)總量和散發(fā)強(qiáng)度增大，因此伴隨工業(yè)建筑單體規(guī)模擴(kuò)大，大尺度、高強(qiáng)度的污染物散發(fā)是工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)普遍面臨的難題。

　　從室外環(huán)境排放容量的角度，隨著工業(yè)生產(chǎn)總量的增加，大氣環(huán)境排放容量減少，對(duì)工業(yè)建筑環(huán)境形成倒逼壓力，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性行業(yè)，比如鋼鐵、有色、機(jī)械加工等行業(yè)的熱車間，原本利用熱壓通風(fēng)方式能夠解決的室內(nèi)環(huán)境問(wèn)題，由于排放容量減少，廠房密閉程度提高，則需采用機(jī)械通風(fēng)方式替代，送風(fēng)量很難達(dá)到自然通風(fēng)水平，但卻帶來(lái)巨大的能量消耗;很多露天和半露天的生產(chǎn)作業(yè)，在大氣污染物減排強(qiáng)制措施要求下移至工業(yè)建筑內(nèi)部，在黑色金屬冶煉行業(yè)中，煉鐵工藝由原來(lái)露天生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)移至工業(yè)建筑內(nèi)部，對(duì)工業(yè)建筑通風(fēng)污染物控制能力提出了很高的要求，中等以上規(guī)模的煉鐵廠房通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)總額定功率超過(guò)5000kW。

　　高污染散發(fā)類工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)進(jìn)展冶金、化工、金屬制品、建材等行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免會(huì)散發(fā)高強(qiáng)度污染物和余熱，高污染散發(fā)類工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)難度大、任務(wù)重。國(guó)內(nèi)學(xué)者于國(guó)家“十三五”規(guī)劃期間針對(duì)高污染散發(fā)類工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)，在應(yīng)用基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)、評(píng)價(jià)方法和工程應(yīng)用等方面取得了系列成果，建設(shè)了一批代表性示范工程，形成了系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[22]。

　　3.1通風(fēng)氣流組織模式

　　解決高污染散發(fā)工業(yè)建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題依賴于通風(fēng)系統(tǒng)控制效果的進(jìn)一步提升，其核心在于提出氣流組織新模式和精細(xì)化設(shè)計(jì)方法。通過(guò)減少通風(fēng)氣流和建筑環(huán)境空氣的摻混，減少通風(fēng)氣流和污染物的摻混是提高通風(fēng)系統(tǒng)效率的新思路，而等速同向流和旋流是可實(shí)現(xiàn)上述思路的2種氣流流動(dòng)模式�；�于以上2種模式，相關(guān)研究研發(fā)了平行流通風(fēng)技術(shù)、渦旋通風(fēng)技術(shù)和渦環(huán)送風(fēng)技術(shù)。

　　針對(duì)于平行流通風(fēng)技術(shù)，研究明晰了送風(fēng)速度方向性、均勻性和湍流度等降低摻混、抑制污染物擴(kuò)散的關(guān)鍵因素[23];明確了蜂窩器整流裝置對(duì)實(shí)現(xiàn)平行流送風(fēng)的重要性，研究了蜂窩器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)速度方向性和湍流度的調(diào)控及其阻力關(guān)系，給出了蜂窩器的最佳參數(shù)范圍[24]。在平行流通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)廠房高大空間環(huán)境控制的過(guò)程中，進(jìn)一步提出了可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離輸新風(fēng)的平行流崗位送風(fēng)方式和可大幅降低排風(fēng)量的平行流吹吸通風(fēng)經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)思路[25-26]。

　　渦旋通風(fēng)的原理來(lái)自于自然界中龍卷風(fēng)和塵卷風(fēng)的形成機(jī)理，其對(duì)污染物的匯聚能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)，并且可以實(shí)現(xiàn)污染物的長(zhǎng)距離靶向輸送。相關(guān)研究歸納闡明了工業(yè)建筑空間內(nèi)形成單渦旋通風(fēng)的3種基本方式，明確了各方式下污染物擴(kuò)散范圍、排污性能及有效作用區(qū)間，揭示了渦旋通風(fēng)流動(dòng)特性差異及適用場(chǎng)合[27];提出了大空間廠房多渦旋通風(fēng)方式，明確了多渦旋通風(fēng)的組合流場(chǎng)特性[28];研發(fā)了多種形式的渦旋通風(fēng)裝置[29]。

　　渦環(huán)通風(fēng)技術(shù)具有可有效提高送風(fēng)輸送距離和效率的特點(diǎn)，相關(guān)研究分析了渦環(huán)形成過(guò)程及渦環(huán)送風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)[30-31]，開(kāi)發(fā)了系列空氣渦環(huán)送風(fēng)裝置。隨著新技術(shù)和新裝置的研發(fā)，相關(guān)成果也積極應(yīng)用于工程試驗(yàn)和示范。平行流吹吸式通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用于冶金行業(yè)鉛冶煉車間的鉛煙控制改造項(xiàng)目，解決了原有通風(fēng)系統(tǒng)難以將污染物有效輸送到排風(fēng)口的問(wèn)題。渦旋通風(fēng)技術(shù)在鋼鐵行業(yè)出鐵場(chǎng)、鑄造行業(yè)鑄造車間和金屬制品業(yè)的焊接車間等得到了應(yīng)用，有效地減少了污染物在建筑空間內(nèi)的滯留和擴(kuò)散。

　　3.2污染物高效控制關(guān)鍵技術(shù)

　　高溫?zé)焿m是黑色和有色金屬行業(yè)工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的典型污染物，工藝產(chǎn)生的高溫?zé)釟饬鞴鼟吨�高溫�(zé)焿m形成氣固兩相流，熱壓作用強(qiáng)且體積流量大，由于工藝限制難以在理想位置設(shè)置排風(fēng)罩，造成高溫?zé)焿m難以有效控制。研究人員提出了噴霧通風(fēng)技術(shù)，利用霧滴蒸發(fā)的吸熱作用有效削弱熱壓作用并降低氣流體積流量，抑制煙塵逸散[33-34]。通過(guò)獲得噴霧匹配排風(fēng)的熱軋機(jī)組噴霧位置、散發(fā)角度、排風(fēng)速度等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，形成了高效噴霧通風(fēng)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。

　　噴霧通風(fēng)技術(shù)成功應(yīng)用于控制鋼鐵行業(yè)不銹鋼熱軋車間產(chǎn)生的高溫?zé)焿m，有效地解決了污染物因強(qiáng)熱壓作用引起的逃逸問(wèn)題。同時(shí)，利用引射流通過(guò)壓力場(chǎng)改變氣流運(yùn)動(dòng)方向的原理，研發(fā)了高速射流誘導(dǎo)通風(fēng)捕集技術(shù)，闡明了排風(fēng)速度、高速射流速度對(duì)煙氣捕集效率的作用規(guī)律，給出了不同源散發(fā)速度下高速射流的速度推薦范圍[35-36]。

　　油霧漆霧是金屬制品行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的典型污染物。涉及油霧散發(fā)的工藝設(shè)備眾多，油霧散發(fā)機(jī)制差異巨大，使得表征和預(yù)測(cè)油霧散發(fā)規(guī)律存在困難，控制難度大。研究人員基于典型機(jī)加工車間中主要油霧散發(fā)工藝和設(shè)備的調(diào)研與測(cè)試[37]，明確了關(guān)鍵散發(fā)工藝，并揭示了關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)油霧散發(fā)量的影響規(guī)律[38]，建立了典型工藝過(guò)程中不同散發(fā)機(jī)制下油霧散發(fā)率計(jì)算模型[39]。對(duì)具有復(fù)雜幾何外形的大型工件進(jìn)行噴漆時(shí)，傳統(tǒng)的通風(fēng)氣流組織模式難以對(duì)漆霧進(jìn)行高效排除。通過(guò)粒子圖像測(cè)速(PIV)技術(shù)對(duì)噴涂槍流場(chǎng)特性進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了噴涂過(guò)程中的漆霧逃逸機(jī)理，進(jìn)而發(fā)明了基于環(huán)形空氣幕技術(shù)的新型噴涂槍[40]，可以顯著降低漆霧逃逸。

　　基于匹配漆霧散發(fā)源特性排風(fēng)的思想，提出了漆霧車間頂送與多點(diǎn)位可移動(dòng)衛(wèi)星排風(fēng)機(jī)協(xié)同的通風(fēng)系統(tǒng)，能夠適應(yīng)不同噴漆工況需求，并靠近源頭排除漆霧，有效減小漆霧污染物傳播路徑與范圍[41]。在金屬制品業(yè)的飛機(jī)噴涂車間，應(yīng)用了移動(dòng)衛(wèi)星排風(fēng)機(jī)高效通風(fēng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在高大空間中對(duì)大型工件噴涂過(guò)程中產(chǎn)生的漆霧的高效控制。有害氣體是橡膠化工行業(yè)典型的污染物，多點(diǎn)位、非穩(wěn)定散發(fā)特征使污染物高效控制難度大，相關(guān)研究在有害氣體的通風(fēng)系統(tǒng)增效和節(jié)能方面探尋了新的技術(shù)路徑。

　　其中，在廠房有害氣體通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究與裝置開(kāi)發(fā)方面，文獻(xiàn)[42]建立了多點(diǎn)位有害氣體周期性散發(fā)的重疊率計(jì)算模型，提出了設(shè)計(jì)同時(shí)系數(shù)的確定方法，奠定了變風(fēng)量控制策略的基礎(chǔ)。為了簡(jiǎn)化排風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控，研究人員開(kāi)發(fā)了適用于多末端風(fēng)量分配的均勻排風(fēng)裝置與設(shè)計(jì)方法，該裝置無(wú)需調(diào)節(jié)部件，可有效替代定風(fēng)量閥[43-44]，并提出了以均勻排風(fēng)裝置為核心的變風(fēng)量系統(tǒng)和基于水力失調(diào)度的總風(fēng)量控制方法[45]。系列污染物捕集增效和變風(fēng)量調(diào)控技術(shù)在橡膠行業(yè)硫化工藝車間得到了應(yīng)用，有效解決了多點(diǎn)位、非穩(wěn)態(tài)散發(fā)有害氣體引起的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量和能耗問(wèn)題。

　　3.3污染物高效凈化技術(shù)

　　工業(yè)建筑排放污染物是國(guó)家霧霾防治的重點(diǎn)，在評(píng)級(jí)、搬遷、限產(chǎn)、關(guān)停的壓力下，污染物超低排放的治理水平需要進(jìn)一步提升。在顆粒物除塵凈化領(lǐng)域，相關(guān)研究圍繞細(xì)顆粒脫除提效機(jī)制、濾料性能改進(jìn)、整體裝備及系統(tǒng)研發(fā)3個(gè)方面展開(kāi)。研究提出了電場(chǎng)力[46-47]、離心力[48-49]和磁場(chǎng)力[50-51]作用下脫出效率提升的優(yōu)化設(shè)計(jì)依據(jù)，闡明了多纖維捕集過(guò)程中細(xì)顆粒湍流團(tuán)聚機(jī)理。研發(fā)了用于凈化高溫?zé)煔獾牡妥韪咝��?qiáng)基覆膜濾料[52]、磁性濾料[53-54]。

　　文獻(xiàn)[55]提出了多塵源且分散、非穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工業(yè)建筑崗位環(huán)境循環(huán)風(fēng)凈化一體化技術(shù)，系統(tǒng)凈化除塵后氣體達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值的30%以下，實(shí)現(xiàn)了通風(fēng)用環(huán)境空氣一次供給后循環(huán)使用。循環(huán)風(fēng)凈化系統(tǒng)在鑄造行業(yè)多個(gè)車間得到應(yīng)用，降低了車間排風(fēng)量和對(duì)室內(nèi)空氣的需求量，實(shí)現(xiàn)了污染物近零排放，并減少了供暖能耗。

　　在對(duì)油霧漆霧污染物特征分析的基礎(chǔ)上，研究了更加適配工藝的凈化技術(shù)。在油霧凈化方面，提出了更加準(zhǔn)確的雙區(qū)靜電凈化效率模型，發(fā)展了雙區(qū)電場(chǎng)模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[56]，在此基礎(chǔ)上通過(guò)雙區(qū)電場(chǎng)模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)流場(chǎng)優(yōu)化，研制了工業(yè)油霧雙區(qū)靜電凈化器[57]。在漆霧凈化技術(shù)方面，文獻(xiàn)[58]利用羥基自由基的高級(jí)氧化和活性位點(diǎn)的協(xié)同催化效應(yīng)，開(kāi)發(fā)出了漆霧常溫催化劑，實(shí)現(xiàn)了漆霧常溫條件下的高效降解。

　　在易揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)凈化方面，提出了高濃度有害氣體高效冷凝回收新工藝[59-60]，研究建立了圓柱形吸附劑各向異性堆積力學(xué)模型，解決了常規(guī)球體假設(shè)下Ergun方程計(jì)算吸附阻力偏差大的工程難題，奠定了有害氣體高效低阻吸附的基礎(chǔ)[61-64]。文獻(xiàn)[65]開(kāi)發(fā)出有害氣體預(yù)處理中顆粒相離心分離裝置，運(yùn)行阻力穩(wěn)定，能有效保護(hù)纖維濾料壽命。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，我國(guó)制造業(yè)分為31個(gè)大類、179個(gè)中類和609個(gè)小類[66]。在我國(guó)深入實(shí)施制造業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略背景下，制造業(yè)是科技創(chuàng)新的主戰(zhàn)場(chǎng)，高效的工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)體系是綠色制造的重要保障。通風(fēng)系統(tǒng)能效與各行業(yè)的生產(chǎn)工藝密切相關(guān)，關(guān)于代表性行業(yè)中工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)取得的既有研究成果具有推廣價(jià)值，如基于等速同向流動(dòng)和旋流流動(dòng)提出的通風(fēng)氣流組織新模式，針對(duì)高溫?zé)焿m、油霧漆霧和有害氣體的高效控制關(guān)鍵技術(shù)和凈化技術(shù)，可用于解決類似的污染物控制問(wèn)題。

　　相關(guān)工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)研究進(jìn)展也表明，借助實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)的進(jìn)步，通過(guò)加深認(rèn)知水平來(lái)提高污染物控制效果并降低能耗及碳排放，具有巨大的潛力。面向雙碳目標(biāo)和超低排放需求，工業(yè)建筑通風(fēng)技術(shù)任重而道遠(yuǎn)，同時(shí)也為相關(guān)技術(shù)性能的大幅提升提供了良好的契機(jī)。很多行業(yè)的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量有待進(jìn)一步提升，亟待進(jìn)行更加深入系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究，在高效低耗通風(fēng)技術(shù)上取得新突破。

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　　作者：王怡☆楊洋曹智翔

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