泰安市规划院建筑设计有限公司 山东泰安 271000
摘要:近年来,随着人们节能环保意识的提升,暖通空调能耗问题与节能环保之间的矛盾也越来越严峻。原有的建筑业现状与人们对于环保节能的需求之间难免出现不协调之处,有时甚至会出现一些较为激烈的矛盾和冲突。这些暴露出的问题如果不及时改变和纠正,势必将制约我国整个建筑业的可持续发展。
关键词:建筑暖通空调;节能降耗技术
前沿:随着社会经济快速发展,建筑行业的发展迅速,人们对建筑的舒适性和安全性都提出了更高的要求,随着生态环境在人类活动发展中受到严重破坏,基于可持续发展理论,在建筑暖通空调设计中加强节能设计,减少能源消耗具有重要的现实意义。空调设计人员在设计中需要加强对节能的认识,并在空调设计中促进经济与生态环境的和谐发展。
1 暖通空调设计在当前建筑中的发展现状
城市化建设促使越来越多的人来到城市生活,对暖通空调的需求量也特别大,致使整个空调市场竞争太激烈,许多空调生产商将老式空调进行外观上的改变或者功能上简单的修改作为新型的空调再次投入市场销售,来实现利益的最大化,并没有更多的企业在空调的设计、技术研究上去投入更多的资金,暖通空调也只能适应市场的发展趋势收缩成本。
2 暖通空调节能降耗方向
建筑暖通空调系统包含供热采暖、通风工程、空气调节及配套输配系统,从减少需求和提高效率两个维度出发,暖通空调的节能降耗措施手段较多。项目可结合自身特点,量体裁衣,制定出行之有效的解决方案。
2.1主动式节能
在通过被动式节能措施,减少建筑耗能需求量的基础上,如何通过技术手段提高系统运行效率,是主动式节能的探究领域。伴随近年来伴随节能标准的严格要求以及设备厂商的产品升级,高效冷水机组,燃气热回收锅炉等主机设备已成为市场主流,同时风机、水泵等输配设备运行效率也得到提升。通过完善的暖通空调系统设计,并搭配可靠智能控制系统,实现系统整体运行效率的提升,是主动式节能的关键。
1)置换式通风系统。置换式通风系统中,新鲜空气通过调整后,通过利用下送风或顶回风的方式送入室内工作区,然后在密度差的作用下,使得冷气流由于较大的密度而向下流动,并在地板区域的位置形成温度适宜、空气清新的空气湖,热气流(向上)与冷气流(向下)形成对流气流向上部运动,并在房建顶部的排风口处排出室外。根据羽流原理,室内流场分成了下部低温单向流动区以及上部紊流混合区,上下两个区域形成一个热力分层高度,而通过合理控制这一高度值,就能使室内的空气质量得到保障,实现建筑的节能降耗功效。在进行置换通风系统的安设时,应注意符合以下几个要求:首先,置换通风器附近不能有体积较大的障碍物影响送风;其次,置换通风器较宜靠外墙或者是外窗的位置;另外,冷负荷较高的情况下,应根据要求安设多个置换通风器;此外,室内置换通风器的安设时,整体布局应与室内的整体空间相互协调。
2)地源热泵空调系统。地源热泵技术是通过对浅层地热能源的合理利用,来实现建筑暖通空调的冬季采暖或夏季制冷功能。主要分为两种模式:首先,供暖时,热泵机组通过埋设的水路循环吸收浅层水体或土壤的热能,转移地下热能至室内,实现室内冬季采暖;其次,制冷时,热泵机组将室内的热量吸收并通过水路循环转移至地下水或土壤中,并通过风机盘管,向室内提供13℃的冷风,以实现夏季的制冷效果。据统计,良好的地源热泵空调系统,能够为用户节约30%~40%的采暖制冷空调的运行费用。
并且,地源热泵能够一机多用,为用户提供采暖、制冷的同时,还能够为用户提供生活热水,COP值高达4.0以上。目前,新型地源热泵技術还可充分利用当地海洋资源,推广海水源热泵技术,从而解决目前面临的能源危机问题。
2.2被动式节能
在兼顾建筑功能及品质的同时,减少建筑对于暖通空调系统的配置需求,是减少后续设备选型运行能耗的最直接方式。目前,国家相关建筑节能标准已针对被动式节能相关的建筑体形系数、围护结构热工性能、建筑密封性能等指标做出具体规定,但最终效果保证,需要建筑专业利用建筑技术手段,配合精确的暖通空调负荷计算等评估方法,以及良好的施工质量来得以实现。
1)控制太阳辐射。太阳辐射对于建筑暖通空调技术而言有利也有弊:首先,提高太阳光进入室内的辐射量,可以充分利用太阳辐射热能,减少冬季暖通空调的采暖负荷,并能充分利用昼光照明,降低室内电气照明的能耗。但是在夏季,太阳辐射量的增加又会导致室内日间空调冷负荷升高。因此,必须对太阳能辐射能量进行有效控制。
2)利用自然通风。自然通风涉及因素较多,因此,比较难以实现有组织的自然通风。但是,可通过利用计算流体力学软件与能耗分析软件,并借助于先进的自动控制系统,使自然通风简单易行。在过渡季节,有组织的自然通风能够为室内提供新鲜空气,并有效降低室内温度。同时,在高温天气时,充分利用夜间进行自然通风,使建筑围护结构与室内家具的蓄热量得到有效降低,从而使白天空调的启动负荷大大降低。实践发现,在夜间进行充分的室内通风,能够使白天室内的温度降低至2~4°。对于外窗无法开启或双层、三层的玻璃幕墙通过间接自然通风,将室内空气引入双层玻璃的夹层,然后排放到室外。
3 增强节能意识,加强对暖通空调设计节能技术的管理
目前,多数暖通空调设计人员缺乏节能意识,完成设计就万事大吉,忽略各个环节节能技术的应用,规划不科学、系统不合理、节能细节缺失,导致设计与实际不符,过热、过冷现象严重,系统不合理等现象。还有一部分设计人员,缺乏节能技术的掌握,专业技能有待提高。
4 结论
随着人们生活质量水平不断提高,暖通空调的应用将会越来越普遍,其工程量也会不断增加。建筑暖通空调系统要在为人们提供舒适的工作及生活环境的同时,在实际施工的过程中采取相应的解决策略,全面提升暖通工程的质量,也要在一定程度降低能源的消耗以及对环境的污染。建筑生态环境是一种基于生态的建筑环境观,要求在建筑的范围内形成一种良性的生态循环,暖通空调系统在建立这种生态平衡中,发挥着重要的作用。建筑生态环境与暖通空调系统是相互影响着的,明确它们之间的相互影响,其目的是为协调这种矛盾服务的。建筑生态环境的观念在我国建筑设计特别是暖通空调系统设计中的地位还不突出,人们只是在口头上呼喊着建筑环境的恶化,期盼所谓的生态建筑。
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