摘要:现代大型建筑物具有独特的形状和巨大的尺寸,并且它们的能源消耗是庞大的,因此,大型建筑中暖通空调的节能设计尤为重要。现代大空间建筑的主要特征是较高的内部空间和较大的面积,这与其他普通建筑物明显不同。由于大空间中建筑结构的特殊性,供暖、通风和空调是主要问题。在暖通空调技术的支持下,我们需要进行有效的针对性设计,考虑节能问题,实现供暖、通风和空调的效果,降低运营成本并确保人们的生活和生产的舒适。
关键词:大空间建筑;暖通空调;设计与节能
引言
我国大空间建筑数量的增多,为暖通空调设计提供了大量的运用机会,尤其是南方在没有普及暖气的情况下,对暖通空调的需求急速增长。由于大空间建筑的空间面积较大,暖通空调在工作时会消耗大量的电能,如果设计不合理,将造成大量的能耗浪费,同时对暖调空调的运转效率也有一定的影响。因此,如何降低其在工作时的电能消耗以达到节能的目的,是暖调空调设计的重点内容。
1大空间建筑特点分析
相较于传统建筑,大空间建筑有着如下特点,一是大空间建室内高度一般都比较高,室内占地面积也非常大,甚至能够在建筑室内空间内形成一定的温度差异梯度,外界自然环境变化,比如温度、风速等,也会对室内温度、空气流通带来一定的影响。二是大空间建筑使用时间较为集中,人流较为密集,实际生活中典型的大空间建筑有体育场馆、音乐厅、剧院等,这些建筑所面向的服务人员众多,并且都是在特定时间内人流量较为密集,因此建筑运行负荷较为集中,需要结合实际需求进行集中制冷、供暖乃至通风,这些都对大空间建筑暖通空调设计提出了更高的要求,需要加强设计,从而确保建筑冷热负荷均衡,通风效果良好,为人们提供一个更加舒适安全的内部空间环境。三是大空间建筑不同功能区域,对于暖通系统要求也具有一定的差异性,例如剧院外墙一般外窗数量相对较少,为保障良好的通风,需要通过加强暖通空调设计,做好新风的集中供应,新风一般在0.4左右。
2大空间建筑暖通空调设计理念
2.1安全性理念
大空间建筑的暖通空调设计必须符合安全性理念,一切设计都必须以确保安全性为前提,如果建筑无法确保使用安全,那么将会对人们的生命产生威胁,这也的建筑最终也将无人居住。因此,设计人员在开始设计之前,必须对建筑内容有个全局的把控,将暖通部分的细节描述明确。此外,除了设计合理外,还要考虑到暖通空调在长时间的使用情况下是否会给居民带来安全隐患,提前排除安全隐患,为居民提供一个安全的居住环境。
2.2节能性原则
节能原则是大型建筑空调系统设计的基础,热舒适指数是节能设计过程中实际应用的指南。很多因素会对热舒适指数产生影响,通常包括温度、风速、空气湿度、辐射温度和劳动强度。进行空调设计时需要对以上的因素进行充分研究,并以适当的比例进行组合,以实现舒适性和节能之间的合理调整。此外,管道系统的设计需要简化,以减少消耗品并节省成本。
3大空间建筑暖通空调设计与节能方法
3.1合理设计选择新风系统
当新风系统需要同时负担多个房间时,应对系统的新风应对系统的新风量进行计算,并计算系统新风比,使得新风系统在满足建筑物中所有房间需要的前提下,实现最小新风比,这样可以大大节约空调能耗。对于建筑中有大量集中排风系统时,室内的冷热量会随排风一起排出室外。需要对建筑物进行经济技术分析,如设有集中排风的空调系统经技术经济比较合理时,宜设置空气-空气能量回收装置。采用全热型新风热交换机,利用室内排出浑浊空气所带的冷、热量,通过全热交换器,对吸入的室外新风预处理,回收排出室外空气中所带能量,是一种环保是一种环保、节能、高能效的新风预处理方式。充分利用新风,不仅和建筑类别有关,还和室外条件等多方面因素相关。
在条件合适的地区应充分利用全空气空调系统的优势,尽可能利用室外自然冷源,最大限度地利用新风降温,提高室内空气品质和人员的舒适度,降低能耗。
3.2积极应用蓄冷蓄热节能技术
建筑暖通空调系统蓄冷蓄热节能技术的应用可以显著降低空调系统的能耗和运营阶段的造价。城市用电收费标准中不同用电时间的电费是不同的,而暖通空调系统通过应用蓄冷蓄热技术可以在用电不紧张的时间段内储存能量,以维持整天运转所需能源。虽然在建筑暖通空调设计中使用蓄冷蓄热节能技术的前期投资费用较高,但该技术所带来的节能优势和后期运营低成本的优势是极为显著的。
3.3变频技术
变频技术在暖通中的应用较早,且是一项具有绿色化的节能型技术。其不仅能有效节省资源,还能提高对资源的有效利用率,还能起到保护环境与维护自然生态得以平衡的作用。所以说,变频技术在暖通设计中能呈现出绿色节能效果,并起到良好推促性作用。有了变频技术的应用,建筑内部环境能够得到很好调整,主要体现在以下两方面:第一,当自然的光线强度增强时,变频冷水调节机组在输出热量时也随之增大;第二,当建筑物内人员增加的状况下,调节风机在输出热量时也自动增加。可见,变频技术的运用可有效缩减能耗,起到节能效果。此技术优势主要在于:其一,可通过外温的转变而自行调节,满足用户的同时也更高效节能;其二,各能耗设施能实施单独控制,并且不不影响和干预。
3.4合理的气流设计
在大空间建筑中使用分层空调,只需要确保人类活动区域的温度和湿度要求,来减少空调系统的能耗。侧面供气使用出风口的中心作为接口,将整个多功能孔垂直分为两个区域,下部是空调区域,上部是非空调区域,必须保持在空调区域中的温度和湿度。地板供气由室内热源产生的浮力驱动,从而形成自下而上的气流模式。温度也从底部到顶部垂直升高,并且控制界面可以放置在顶部区域。
3.5加大可再生能源的利用率
可再生能源就是包括太阳能、风能、地热能、水能、生物质能等不会被利用枯竭的新能源。过去,人们在能源利用上主要以煤炭为主,煤炭不仅燃烧效率低、污染大,而且是不可再生能源。随着近些年能源危机的进一步加剧加,可再生能源因其可再生、污染小已成为建筑用能的主要趋势。而对于建筑暖通空调系统而言,常用的可再生能源有主要有太阳能、地热能和风能。
3.6选择高效节能的新产品和新设备
选择冷水机、水泵、热交换器、散热器和风扇等设备时,需要选择由国家或地方许可制造商制造的同一批组件设备,并选择高质量、高能效的产品,降低20%~30%空调运行的能耗,但同时,在机组选择过程中,有必要选择一个低温热泵机组和一个可以通过收集热量来降低能耗的设备,回收利用空气的余热。此外,设备和管道的隔热和冷却必须有效,以最大限度减少热量和冷却损失。
结束语
综上所述,相对于一般的建筑暖通空调系统节能设计,大空间建筑明显有着更高的要求,因此需要提高对大空间建筑暖通空调系统节能设计的重视程度,在了解大建筑空间系统的特点之上,采取有效的节能设计措施,有效满足大空间建筑运行功能要求,保障大空间建筑得以更好的运行。
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