绿色节能技术在暖通设计方面的运用

发表时间:2021/3/19   来源:《建筑实践》2020年11月32期   作者:曾永攀
[导读] 近年来,建筑业发展迅速,人们对生活质量的要求越来越高,
        曾永攀
        中信建筑设计研究总院有限公司,湖北省武汉市 430000
        摘要:近年来,建筑业发展迅速,人们对生活质量的要求越来越高,暖通空调系统的数量和质量也在不断提高。作为高能耗工程设备,HVAC系统将耗消耗大量资源。在新的发展时期,如何降低暖通空调系统的能耗,实现节能环保已成为当务之急。鉴于此,新技术已应用于暖通空调设计。其中,绿色节能技术在暖通空调设计中的应用越来越广泛,得到了广泛的认可,有助于减少资源浪费,实现建筑业的快速发展和社会的可持续发展。
        关键词:绿色节能技术;暖通设计;运用
        1绿色建筑中暖通空调设计的基本要求
        暖通空调系统是绿色建筑设计中非常关键的组成部分,其设计的合理性关系整个绿色建筑的节能效果。为了保证整个暖通空调设计的效果,就需要遵从基本的设计要求与原则:其一,节约性。设计人员需要根据绿色建筑设计的相关标准与要求,综合考虑循环控制系统、水泵、风机等的材料投资成本与利用率,力求可以最大限度压缩整体暖通空调系统的设计成本。其二,回收可利用。在设计暖通空调系统期间,要保证各个系统结构组成部分都是可拆除与回收的,力求借助这种可循环使用的方式提升整体材料使用率,降低整体材料成本损耗。比如暖通空调系统的管道以及其他零件都可以回收再利用。其三,环保与安全性。在设计暖通空调系统期间,要从选材、结构形式等出发,力求保证暖通空调系统对人不会带来危害,增强其整体环保性。
        2暖通设计中绿色节能技术的具体应用
        2.1选择恰当类型的冷热源
        除合理计算建筑负荷外,在开展暖通设计过程中,首先要选择恰当类型的冷热源。为提升建筑暖通空调设计的节能性能,应力求在对生态环境进行保护的基础上节省能源,进而更加有效地降低建筑暖通系统运行过程中的实际能源消耗量。
        对于北方地区的供暖设计,传统的燃煤锅炉作为热源已不能满足环保要求。热源的选择应结合环保政策、能源条件及地域气候特征等,综合考虑采用工业余热、燃气锅炉、蓄热式电热水锅炉、热泵等能源。热泵供暖是“煤改电”供暖的最佳方式,热泵可分为土壤源热泵、水源热泵以及空气源热泵。空气源热泵系统通过热泵技术直接将周围空气环境中的热量转移到供暖系统中,由于效率高、安装方便、初始投资相对较小,空气源热泵系统得到了广泛的应用。特别是近几年低温空气源热泵的出现,一些严寒、寒冷地区也将空气源热泵视为清洁供热的优选形式。
        地源热泵空调系统是利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源。冬季地源热泵把热量从土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内。地源热泵本身具有很小的污染性以及比较高的清洁度,还可以实现能源的可再生利用,在环境保护以及促进城市发展方面作用非常显著。通过调查研究和分析可知,如果建筑暖通设计中应用了地源热泵作为冷热源,可以减少污染物的实际排放量,并且相应地,暖通系统的维护成本比较低,整体使用寿命比较长。但是,并非全部地区都适宜采用地源热泵当作热源。
        因此,有关设计人员必须结合建筑所在区域的气候条件、当地能源条件以及建筑具体类别等实际情况,选择恰当类型的冷热源,以便更好地增强建筑暖通系统的节能性能。
        2.2利用地源热泵计供暖
        在绿色建筑中,经常选取地源热泵系统来为暖通空调提供能源,可以减少空调消耗的花费,这个装置同时还具有提供热量和制备冷气的能力,能够达到暖通空调的使用需求。在具体的计划中,应当在地下30~100m的深度来放置换热的设备,仅会对地面的温度浮动带来一定的干扰,不会给地面生物或地下水的生态系统造成破坏。利用稳固地源热泵可以达到换热器性能利用率达到最大程度化的运用,从而使得暖通空调在夏天和冬天都能进行热气的制备和冷气的制备。在夏天,换热系统可以将室内温度传输到地表以下,达到热量存储。

而且在冬天经过热量置换提供热量,使得房屋室内的温度温暖适宜的同时,也降低了空调的能源消耗。和中央空调进行比较,地源热泵空调汇集了中央空调、地面取暖、热水供应等使用功能,可以使用最新的热泵技术以及暖通技术达到地热能等可持续能量的合理使用。地源热泵冷热源温度相比之下恒定,夏天地面的温度对比室内温度很低,所以通过热量交换可以进行冷气的供应,与之相对应的冬天,你能够供给热量。所以,因为热量差的存在,使得空调装置能够一直保持一个较高的热量交换速率。
        2.3保温和保冷性能于暖通设计中的应用
        对于暖通设计而言,最为关键和核心的因素就是保温和保冷性能,是所有用户最关心的项目。从很多拥有暖通系统设计的建筑可以看出,无论是冷源或热源的传输都需经过一定路径,才能发挥其作用。在这之中传输管道是关键,影响着系统运行的最终结果,所以需注意传输管道材料性能。因此,设计师在进行设计时需在保暖和保冷性能技术基础上,重点选择相关材料,同时在选择过程中还应参考绿色节能理念。需注意的是在选择时还应让其符合耐低温和耐高温要求,例如铝箔离心玻璃棉、闭孔橡塑等材料。此外,在进行材料选择时,可进行多元化选择。例如,针对某一用户的暖通传输管道,在充分参考工程实情基础上,参考传输管道的走向和空间变化情况,然后阶段性地选择材料的厚度和类型,然后将各个阶段联系起来。此设计方式可在保证系统保暖和保冷性能的同时,降低系统能源损耗,以达到预期设计目的。
        2.4创新应用变频系统
        为了节约电能消耗,当前许多电气设备中都应用了变频技术与变频系统,以此改善整体暖通系统运行的节能性能。或者说,变频技术在建筑暖通空调系统设计中的合理应用,可以解决现阶段其实际运行中存在的许多问题,比如可以显著改善建筑暖通空调系统,在降低其能源消耗量的基础上提升其整体的使用效率。这是现阶段建筑暖通空调系统设计中必不可少的一个先进节能技术,尤其是可以伴随着外部环境气温的改变而自动化调整暖通空调系统运行的实际性能,从而更好地提升系统运行效果。如果暖通空调系统保持在额定功率运作状态,就容易消耗或浪费比较多的能源。通过创新应用变频技术,上述弊端与不足将得到显著改善。此外,暖通空调系统的输出功率随着负荷变化而相应发生改变,还可以延长暖通空调系统的实际使用寿命。
        2.5绿色环保材料于暖通设计中的应用
        若将绿色材料合理融入暖通设计,除了能达到相应的环保效果,还能在一定程度上提升暖通系统的运行效果。因此,相关设计人员需重视绿色材料在暖通系统中的应用:首先,设计师在进行设计之时,要依据本地实际情况,如空气湿度、最高温度、夜间温度等,将其作为系统设计的指标;其次,在选择绿色材料时除了需考虑材料的使用寿命,还应重点关注其实际效果,如排除对人体不利物质;其三,可回收利用冷暖气传输管道剩余材料,这种材料基本对人体和环境无害。通过上述方式选择绿色材料,不仅能拓展暖通材料使用渠道,还能在一定程度上带动当地经济发展。
        结论
        综上所述,绿色建筑暖通空调在现阶段应用较为广泛,其设计质量和居住环境的舒适度存在直接关系,暖通空调的使用,在为人们提供舒适的同时,也加快了环保事业的步伐。作为暖通空调的设计人员需要掌握空调设计的基本原理以及节能环保的关键技术,从空调的功能性和节能性出发,将绿色环保作为空调系统的设计理念,将暖通空调设计推向全新的高度。
        参考文献:
        [1]程朝阳.基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计思路及运用[J].绿色科技,2020(08):182-183.
        [2]张文好.试析绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用[J].居舍,2020(10):93.
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        [4]邹宇亮,杨少林,金鹏.某示范建筑暖通和给排水绿色节能设计分析[J].建筑节能,2020,48(03):121-125.
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