基于环境调控理论的热带建筑学与热力学建筑概述

发表时间:2020/10/13   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:顾美利1 史作健2
[导读] 摘要:随着人们对现代化建筑舒适性要求的提高,暖通空调系统已经逐步走进千家万户,并成为实现环境温度控制的基本手段。
        1山东省方圆经纬设计集团有限公司  山东省济南市  250000 2北京中外建建筑设计有限公司  山东省济南市  250000
        摘要:随着人们对现代化建筑舒适性要求的提高,暖通空调系统已经逐步走进千家万户,并成为实现环境温度控制的基本手段。无论是在炎热的夏季热环境中,还是在寒冷的冬季冷环境下,降低建筑能耗最有效的方式在于围护结构保温的应用上,而墙体保温层对室内热环境和空调能耗的影响一直是大家普遍关注的重点。
        关键词:环境调控;建筑;节能
        引言
        在建筑中进行暖通空调设计能够有效满足人们日常生活需求,提升生活质量。但是,暖通空调设备在运行的过程中,不但会消耗大量电力资源,而且对建筑环境质量的提高也会产生不同程度的影响。为此,我国颁布了《能源节约法》,主要是强化能源管理,以此使能源利用率达到最高,这就需要在暖通空调系统设计的过程中采用节能材料,并且在此基础上完善管理制度,应用节能环保技术。这对能源消耗量的有效降低具有较大促进作用,同时也为建筑环境质量的提高奠定良好的基础。
        1建筑环境概述
        建筑环境一般情况下是由建筑空间与环境构成,其中建筑空间主要包括空气、热、光灯,其中建筑环境主要为自然环境与社会环境,在此过程中涉及建筑控制,其目的是通过不同的方法改善人们居住环境,以此满足人们对环境的需求,对建筑环境不断地改善,获取了较多能够利用的经验,比如冰块降温、开窗通风等,但是很难满足人们日常需求,这就需要通过暖通空调技术来完成。
        2暖通空调概念
        暖通空调,其功能在于实现暖气、通风,以及空气的调节,该设备借助于制暖手段以满足人类需求,通过加速空气对流促使风持续性的流动,增加空气湿度,使得区域内的环境更加的舒适。我们也可以将其看作是升级版的中央空调,多数的空调仅仅可以起到调节冷暖的作用,却难以调节空气质量以及湿度,其前者则是兼具这些功能。
        3暖通空调设备在建筑能耗中的占比
        根据发达国家的建筑能耗分析,建筑能耗占总能耗的35%,而建筑暖通设备能耗在建筑能耗中的占比高达65%。由此可见,要想减少建筑能耗,优化提升建筑暖通设备的节能是重中之重。经过分析,影响建筑暖通空调设备系统能耗的因素有很多,其中设备系统结构、室外气候变化、室内环境设计、相关照明设备、设备维护结构和新风系统配置等是主要因素。从建筑空调设备能耗的构成可以看出,建筑空调设备系统的能耗取决于空调系统的合理配置。除了常规的节能方法,还应该减少冷、热负荷的损失,以达到降低能耗的目的。
        4建筑环境对暖通空调节能的影响
        4.1绿化情况的影响
        随着我国城市化不断发展,人们在生活中较为关注的绿化问题,同时在进行城市绿化的过程中能够降低能源消耗与环境污染程度,这就需要在环境建设期间优先考虑环境因素。在建筑环境中,通过对建筑进行不同程度的绿化,能够在较大程度上对周围环境、热量以及污染等实施有效地吸收,确保周围环境温度有不同程度的降低,并且在此基础上还可增强防辐射效果,以此确保温度与湿度的有效平衡。
        4.2气象条件
        室外的相对湿度、太阳辐射、室外温度等气象条件对建筑暖通空调系统的负荷有很大影响,所以在建筑暖通空调的设计之初要充分考虑到空调的负荷值与气象条件特征的结合。空调设计人员应当充分了解当地的气象特征和地理特点,并且合理融入建筑暖通空调设计中,使空调负荷满足要求。
        4.3室内温度对暖通空调的影响
        由于暖通空调能够为人们提供适宜的湿度与温度,对人们生活质量的提高尤为重要。暖通空调在维持建筑环境的过程中,需要使用不同能源,并且还会增加能源消耗,其中电能是暖通空调运行中消耗量最大的能源,这就需要对暖通空调应用节能技术,在确保建筑环境质量提高的基础上,最大程度上降低能源消耗量。


        5绿色建筑暖通空调设计节能与优化措施分析
        5.1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[4]。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。
        5.2地源热泵空调系统
        地源热泵空调系统是以地表水、地下水或河湖水为冷热源的高效空调系统。地源热泵全年运行稳定,无需其他辅助热源和冷却设备,即可实现冬季供热、夏季供冷。地源热泵的COP值大于4.0,对于深井回灌的水源热泵,由于地下水是先抽出来,再通过换热器回灌到地面的,是全封闭的,因此不占用任何水资源,也不会污染地下水资源。
        5.3现代化自控技术
        以往的暖通空调设计,以人力自主调节为主,虽然说有时候室内温度已达到了人类舒适的一个温度,但空调系统仍然在运行,如此既出现了能源浪费的情况,也影响了室内环境的舒适效果。现代化自控技术的出现便可以很好地解决这一问题,将其以恰当方式应用到暖通空调设计之中,可借助于先进的信息化手段,就空调的软硬件设施加以优化,使其能够满足人类的自动调节需求。
        5.4水蓄冷与冰蓄冷系统设计
        水蓄冷系统设计理念是,在水冷机组加入蓄能设备,在晚上的低谷电用双工况电制冷机组制冷,随后将产生的冷量运用冷水放置到蓄冰设备,减少暖通空调白天的能源消耗。冰蓄冷系统设计理念,稍有不同,在晚上用电低谷期进行制冷,利用冰和水积蓄冷容量,到白天用电高峰期时,将存储的冷容量放出,帮助暖通空调的运转,以便帮助空调机组负载量高效运作,用电量自由变换,达到更高的经济效益。
        5.5注重设计环节的能源节约
        绿色节能技术的应用是从现有环境问题角度思考,之后采取合理措施解决环境问题,营造良好生存空间的重要技术,同时也是我国现今及未来发展的主流趋势,对于提高人们生活水平,实现生态环境保护有着重要意义。在暖通设计中应用绿色节能技术,需要加深设计人员的环保意识,根据实际需求合理规划设计方案,并做好细节处理,构建绿色暖通工程,以改进人们的生活质量。在暖通设计中,需注重暖通设备及系统运行的节能效果,通过先进技术及设备的科学应用,降低能源损耗及环境污染,增大可再生资源利用率,提高暖通工程设计质量,最终达到节能目标。
        结束语
        综上所述,暖通空调节能会受到建筑环境的较大影响,不管是气候还是建筑自身,建筑结构俊辉对室内外热能交换产生不同程度的影响。所以,这就需要提高暖通空调的有效设计,这就需要选择针对性技术提高空调工作效率,只有这样才能实现节能效果,以此提升整个建筑环境。
        参考文献
        [1]张彤.环境调控的建筑学自治与空间调节设计策略[J].建筑师,2019(06):4-5.
        [2]寿焘,张彤,刘巧.徽州乡土建筑热力学模型研究[J].建筑师,2019(06):35-44.
        [3]陈斯予.井冈山地区乡土建筑的环境调控策略研究[J].城市建筑,2019,16(34):71-73.
        [4]肖冰.建筑缓冲空间对室内外环境性能的调控作用[J].室内设计与装修,2019(10):136-137.
        [5]司轶芳.舒适与节能办公建筑环境的智能调控方法研究[D].西安建筑科技大学,2019.
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