绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用

发表时间:2020/9/17   来源:《建筑实践》2020年第14期   作者: 胡伟
[导读] 建筑暖通空调系统在当前越来越常见,由此带来了较为严重的能耗损失问题
        胡伟
        北京市地热研究院 102218

        摘要:
        建筑暖通空调系统在当前越来越常见,由此带来了较为严重的能耗损失问题。针对建筑暖通空调系统进行节能设计成为重要关注点,基于绿色理念进行节能优化改造极为必要。本文就重点围绕着建筑暖通空调系统节能设计中绿色理念的有效应用,首先指出了主要意义和价值,然后又具体介绍了常用设计举措。

关键词:绿色理念;建筑暖通空调系统;节能设计
前言
        伴随着建筑暖通空调系统的运行,产生了较为严重的能耗损失,致使当下我国能源短缺问题日益突出。基于此,从建筑暖通空调系统入手进行优化设计,以求更好提升其节能效益,成为未来改良创新的重要方向。绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用同样也需要引起设计人员高度关注,促使系统体现更强绿色节能效益。

1.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的重要性
        建筑暖通空调系统几乎已经成为当前我国所有建筑物的必要配置,对于暖通空调系统的运行而言,除了要确保其具备较强稳定性,以求更好降低后续出现故障问题的几率外,尽量降低能耗损失同样也成为重要目标,这也就需要在建筑暖通空调系统构建中切实做好节能设计工作。建筑暖通空调系统节能设计中绿色理念的应用成为重要手段,其具体作用如下:
        一方面,建筑暖通空调系统绿色节能设计可以实现原有能源损耗的控制,对于原有系统的改良优化作用较为突出。因为以往建筑暖通空调系统的运行往往伴随着较高的能源消耗,而其中很大一部分能源是做了无用功,实现这些被浪费能源的有效防控成为绿色节能设计的重要任务。建筑行业作为能耗较为突出的行业,暖通空调系统又是其中能耗较为严重的部分,如果能够实现绿色节能设计,伴随着大量能源的节约利用,我国能源短缺问题必然也就可以得到有效缓解。
        另外一方面,绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用往往还能够较好实现环境保护作用。比如在建筑暖通空调系统中积极引入应用一些先进绿色无毒材料,必然也就可以优化暖通空调系统运行效果,有助于提升其室内环境保护效果,营造更为舒适的居住条件;如果能够优化暖通空调系统热源选择,提高可再生能源应用比例,同样也能够更好实现环境保护效果,绿色化效果更为突出。

2.暖通空调系统设计原则
2.1回收原则
        空调内部需要大量零部件才能将整台机器带动使用,使用的零部件能实现回收就能将建造成本进行控制,当更换设备和维修设备时将其取出用于其它空调,可实现对零部件应用的绿色理念遵守和空调设计节能。

2.2节约原则
        能源是应用后需要很长时间才能再生的不可人工制造资源,实行节约原则能将空调内应用的能源控制于环节中,明确能源在我国区域内的严重不足和需求缺口情况,用相对较少的能源来达成设计中节约效应保证,为环保事业助力、企业成本控制进行设计内节约,把空调运行中利益考虑作为设计要求进行节约。

2.3经济原则
        在设计中要控制空调的制造成本、运行的能耗成本,就消费者们使用空调时注重的性价比进行材料、供能方面设计,对能耗所达到环保等级进行预估评价下经济原则考虑,选用达到标准又造价不高的材料进行整体建造。
        
3.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用
3.1恰当选择热源
        建筑暖通空调系统节能设计中体现绿色理念往往需要首先从源头入手,如果能够选用较为清洁高效的能源,必然也就可以有效实现节能优化,有助于环境保护。当前我国北方地区供暖基本采用集中供热方式,制冷冷源基本选择电能;而南方绝大部分建筑暖通空调系统的冷热源选择均为电能,借助于电热转化方式来为建筑物供热或者制冷,该方式的应用不仅仅会产生严重的能耗损失,还会因为电力系统的运行带来环境污染,成为绿色理念应用的重要着眼点。除北方地区的集中供热外,在热源选择方面,我们应该因地制宜,由建筑种类及使用特点进行分析,选择相应的热源,例如采用空气源热泵、地源热泵等、太阳能等。


        例如在部分地区地热能的应用可以表现出明显优势,借助于地源热泵能够有效取代传统电力能源的运用,进而发挥出较强的节能环保作用。地热能源的应用可以从建筑物所处区域的土壤中获取低品位热能,同时借助于少量电能,进而也就能够服务于建筑物,发挥暖通空调系统的功能。因为地缘热能的应用主要是完成建筑物和所处区域的换热交互,如此也就可以有效缓解热岛效应,避免因为暖通空调系统的运行给周围环境带来压力。当然,这也就需要相关人员充分调查建筑物所处环境,充分分析当地是否存在可用的地热能源,进而才能够辅助设计人员进行灵活设计,通过合理设计地源热泵以及相关热能传输体系,促使建筑暖通空调系统高效稳定运行。

3.2充分运用自然风
        建筑暖通空调系统节能设计在绿色理念下还需要充分关注于自然风的运用,如果能够在建筑暖通空调系统运行中协调运用自然通风,必然也就可以有效缓解暖通空调系统运行压力,达到理想节能效果。基于此,设计人员往往需要重点调查了解当地自然风状况,结合建筑物现有门窗结构进行恰当布置,促使自然通风效果更强,能够较好针对建筑物内部空间进行除热除湿,进而降低暖通空调系统运行带来的大量电能消耗。这也就需要暖通空调系统设计人员协同建筑工程主体结构设计人员,对于自然通风的方向以及风速进行协调,确保自然通风效果更强,尤其是在空气流通阻力的构建上,更是应该综合考虑。此外,在建筑物自然通风设计处理中往往还需要充分考虑到空气质量状况,可以综合利用新风系统进行优化配置,促使建筑物在自然通风中形成较强空气净化效果。

3.3优选元件和管材
        在建筑暖通空调系统节能设计中,为了更好实现以往能耗损失的防控,设计人员往往还需要具体着眼于系统自身进行优化设计,促使自身能够体现更强能源利用效率,杜绝热量损失。比如在建筑暖通空调系统的相关管材选择中,往往需要重点关注其隔热保温效果,尽量避免在该方面出现能源损耗,同时根据不同介质及使用环境等方面结合计算结果综合优选高性能管材,规避因为后续管材破损出现的能耗问题;针对暖通空调系统中较为关键的制热以及制冷元件同样也应该予以严格控制,促使这些关键部件的运行更为高效,能够实现热量转化效率的进一步提升,优先引入和应用一些先进元件;在暖通空调系统的一些关键区域还可
以采取加设围护层的方式,确保暖通空调系统能够具备更强运行性能。

3.4应用变频技术
        绿色理念下的建筑暖通空调系统节能设计还需要关注于先进技术的灵活运用,比如变技术的应用就需要予以高度重视。虽然当前变频技术已经在暖通空调系统中得到了广泛运用,但是应用效果参差不齐,依然难以发挥出较强节能效益,需要围绕着变频技术应用需求进一步研究,以求更好优化节能效益。变频技术应用于建筑暖通空调系统往往还需要考虑到自动化技术以及先进电子技术的协调配合,能够促使变频控制更为精确及时,可以较好实现整个建筑暖通空调系统的负荷降低,体现较强节能优势。这也就需要设计人员能够在暖通空调系统中合理布置温度感应以及湿度感应装置,进而设置科学合理的调控程序,促使暖通空调系统的运行更为精准,杜绝不必要的运行负荷。

3.5合理应用蓄能技术
        绿色建筑理念下的建筑暖通空调系统节能设计还可以灵活运用蓄能技术,空调蓄能技术是一种最有效地获取分时电价差效益、节省电制冷或电制热运行电费的技术。在国外已经是一项成熟的技术,目前国内正在大面积推广应用。
        电网的峰谷差是现代电网的一大特点,蓄能系统具有转移电网高峰用电量、平衡电网峰谷差的功能。由于蓄能系统的移峰填谷功能,提高了电网的安全运行性能,提高了现有发电设备和输配变电设备的效率,降低了变配电损耗,从而降低了发配电的运行成本,充分利用了不可再生的资源,其社会经济效益是巨大的。在用户扩容改造或新装制冷中央空调系统时,按蓄能方式设计系统,由于在空调负荷高峰时,可以使用预先储存的冷量来供冷,因此不必象常规空调系统那样按高峰负荷配备主机设备,而是按全天的平均负荷来配备空调主机设备,系统装机容量可减少达30—50%。从而使得按蓄能方式设计的系统比按常规设计的系统节约投资费用。?


结束语:
        在现阶段建筑暖通空调系统的设计运用中,能耗损失问题较为严重,如何实现能耗损失的控制成为设计人员的首要任务,这也就需要充分结合绿色理念的要求,针对暖通空调系统进行节能优化设计,灵活运用清洁能源,借助于先进技术予以合理布置,最终体现绿色节能价值,缓解当前建筑暖通空调系统运行带来的压力。

参考文献:
[1]张雨婷.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计上的应用分析[J].建材与装饰,2019(36):82-83.
[2]刘亚鹏.建筑暖通空调节能优化策略探讨[J].建材与装饰,2019(34):129-130.
[3]李志朋.公共建筑暖通空调系统节能设计措施研究[J].住宅与房地产,2019(33):67.
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