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公共绿色建筑中的暖通空调设计研究

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：陈景

[导读] 摘要：随着经济的发展，现在的建筑也越来越讲究节能和绿色。

        广东博意建筑设计院有限公司广东佛山 528000
        摘要：随着经济的发展，现在的建筑也越来越讲究节能和绿色。作为一项非常重要的公共建筑，公共绿色建筑的建设一直都是备受关注的话题。本文分别从公共场所的暖通布设的遵循方式出发，讲到了绿色建筑和设计理念，绿色体育馆的暖通设计的原则和具体措施。
        关键词：暖通设计；绿色建筑；设计
        随着人们生活水平的不断改善，空调已成为现代公共民用建筑和家庭住宅中基本的配置，特别是近几年来温室效应的不断加剧，夏天城市的温度特别高，在这种背景下空调应用得到了更加迅速的发展。由于空调需要消耗大量的电能，不利于可持续发展政策的实施，因此绿色节能的新型空调技术的应用也变得越来越迫切和重要，也成为衡量一个建筑现代化水平的重要指标之一。绿色建筑要求最大限度地利用自然界中的可再生资源，降低各种材料和能源的消耗速度，为人类的可持续发展奠定基础。
        1绿色建筑的含义
        绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度节约资源，节能、节地、节水、节材、保护环境和减少污染，提供健康适用、高效使用，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的设计需要通过被动与主动措施的综合，以达到最优化的设计。被动措施主要是直接利用阳光、风力、气温、湿度、植物等现场自然条件，通过优化建筑设计，采用不耗能或少耗能的方式，降低建筑的运行负荷，提高室内环境性能；主动措施是通过采用消耗能源的机械系统，提高室内舒适度，实现室内外环境性能。通常包括采暖、空调、机械通风、人工照明等措施。
        2.暖通空调绿色设计措施
        2.1 采暖与空调冷冻水系统设计
        采暖系统设计的合理性与绿色建筑暖通空调系统的节能运行有着重要的关系。通常采用的采暖系统有：下供下回垂直双管系统、上供下回垂直双管系统、上供下回垂直单双管系统、上供下回全带跨越管、水平单管系统、水平双管系统以及高层建筑竖向分区供暖系统等。采用的管路系统应该结构简单并易于操作，前期建设成本低后期维护费用少，可以实现不同建筑空间温度独立调节控制。而在空调冷冻水系统设计时，应依照相关国家标准，设置多台冷冻水系统，以能够跟随负荷变化实现自动改变系统流量为目标，尽可能降低系统运行中的能耗。目前，我国常用的空调冷水系统有一次泵变流量系统、一次泵定流量系统、二次泵变流量系统、两管制及四管制系统等。采用变频调速取代冷却水环路中的调节阀，并在一定范围内减少冷却水流量，加以冷却塔风机的通断控制或变速驱动，可以大幅度降低冷却水系统的能耗。不同制冷工作方式的冷水机组可根据机组实际的运行特性而采用不同的控制策略，与单片机自动控制相结合，来对冷却水泵进行控制，以达到节能效果。
        2.2 采暖与空调水系统的补水和定压设计
        系统补水管道、补水量及水泵水箱和水处理设备等的确定，需要严格根据采暖和空调系统的单位时间泄漏量来进行。在进行暖通空调设计过程中，应当根据系统的整体规模和不同系统的实现形式按系统的用水容量进行计算。在供冷和采用换热器供暖的空气调节方式下，全空气系统应按照 0.5（偏差 ±O.1）左右的单位水容量进行计算，在水空气系统下应按 1.0（偏差 ±0.3）左右进行计算；在热水锅炉供暖时，全空气系统下按1.3 ～ 2.0 计算，水空气系统下按 1.2 ～ 1.9 进行计算。封闭式采暖空调系统补水定压点应设置在循环水泵入口处。
        2.3 风系统设计
        公共建筑人员较多，所需新风量很大，冬夏季处理新风消耗的能源占整个空调系统的很大部分，因此要在满足规范要求的前提下尽量降低新风能耗。不同性质的建筑，室内人员数量和停留时间差别很大，因此所需的新风量差别很大。对于不同时间人员波动比较大的建筑来讲，宜采用新风需求控制。即在不能利用新风作冷热源的季节，根据室内CO2 浓度检测值增加或减少新风量，在CO2浓度符合卫生标准的前提下减少新风冷热负荷。
        空调风系统的设计时还应该注意：①减少风道的漏风量，降低风道的散热量。

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可在土建风道内设置保温风管，同时可将风管之间漏风量降到最小甚至严密不漏风。在潮湿或可能有水汽的地方，保温层外必须设防潮层，保温层含水率增加会大大降低保温效果；②控制风系统作用半径。对于一定温度的空气，其所能输送的冷量或热量是一定的，如果系统作用半径过大，风管尺寸就会比较大。对于高度有限的建筑来讲，占用吊顶空间就会比较高。系统作用半径大的时候，就要求风机压头相应增大，单位风量耗功率就会增加。通常办公建筑内风系统作用半径不宜超过 100m，商业建筑中风系统作用半径不宜超过 120m。
        2.4防排烟技术
        排烟系统在暖通空调设计中是一个很重要的功能。在传统建筑中，空调并不具备有消防安全中的排烟系统，但在现代绿色建筑中，排烟系统则占据着重要的位置。在暖通空调兼用排烟系统时，会设置可靠的安全电动密闭门或者自动切换阀门。暖通空调中的排烟系统有严格的设计要求，在进行防烟设计时，不能随意取数值进行机械加压送风量设计。从自然排烟效果考虑，排烟窗应尽量靠近外墙的上部设置并开启，这样的设计综合考虑了绿色建筑的环境和住户们的健康这两方面。
        3公共绿色建筑中的暖通空调设计注意事项
        3.1 设计蓄能系统运行方案
        蓄能空调是绿色建筑中的重要方式，由于其无法直接平衡负荷，所以，做好蓄能系统运行方案的设计就十分必要。一般而言，在绿色建筑暖通空调中，为避免能量浪费，在不同情况下，会分别进行 25%、50%、75% 和 100% 的热运行。蓄能系统的运行要遵循主机优先、部分荷载储能的策略，以免全蓄能运行引起的蓄热槽体积过大问题，保证 COP 效率的进一步提高。由于蓄能运行采用的是电能，所以，在设计时，要了解当地的电价情况，尽量使主机在低电价情况下运行，将需要的制热容量分别派发给不同的时间段，来降低系统运行的成本，提高暖通空调系统的能源利用效率。
        3.2做好绿色建筑中暖通空调的节能设计
        在科学技术不断发展进步的情况下，空调节能水平有了很大提升，变频空调的出现解决空调高能耗的弊端，对于实现绿色建筑设计目标有着重要意义。因此，在绿色建筑暖通空调设计中，应该加强对变频空调的使用，如此以来，虽然会在一定程度上加大建设的投资成本，但节约的能源可以收回这部分增加的成本。另外，在空调系统当中，最为主要的子系统是风系统和水系统，这两个子系统也是能源损耗较大的部分，对此，可以通过在暖通空调中加入变频，来根据外部环境情况，适当的调整电机的工作状态，避免转速过高造成的能源浪费或过低影响环境舒适性，起到节能效果。
        3.3改进建筑热工性能
        公共绿色建筑的热工性能设计面相对广泛，对于建筑内部的供暖有着极大的影响。和建筑热工性能有着密切关系的主要有建筑保温、建筑形成系数气密性、建筑这样这几个方面。建筑内部的保温性能的好坏直接决定了公共绿色建筑内部暖通的能力供应情况。据了解，建筑内部的热量主要是哟与外窗的气密性差，烟囱、风道等各种外界和建筑内部像连通部位的空气流动时，空气渗透消耗掉的，该处损失的热量据统计约为暖通所产生的热量的 40%。而另一大热量消耗就是热量通过墙壁等各项物质传热而损失掉的。故而要想要减小暖通的热损耗，增大暖通的热能利用率，就必须要对建筑内部的热工性能进行改善。
        结语
        建筑行业的快速发展，能源损耗越来越严重，这严重制约着我国的经济发展，加上能源过渡消耗对环境造成的严重破坏，对人们的生存环境造成了严重的危害。现代建筑行业当中，绿色建筑是其发展的一个重要趋势，暖通空调是绿色建筑设计中的重要部分，加强对暖通空调设计的研究，采取各种措施来提高暖通空调设计水平，降低能源效率，保证绿色建筑的舒适性。
        参考文献：
        [1]刘洋，李继领，刘尚斌.高层民用建筑暖通空调设计注意事项探讨[J].工程建设与设计，2020（15）：36-37+40.
        [2]肖贤.暖通空调设计节能措施分析[J].现代农机，2020（04）：21-22.
        [3]李玲.高层建筑暖通设计的优化路径[J].四川水泥，2020（07）：103+105.