浅析绿色建筑中暖通空调节能技术的应用 赖鸿强

发表时间:2021/5/21   来源:《基层建设》2020年第31期   作者:赖鸿强
[导读] 摘要:现代化社会背景下,人们物质生活水平的提高也带动了生态自然保护意识的提升,环保、节能成为了当前人们生产、生活的重要词汇,建筑行业以“绿色建筑”实现着建筑节约资源的目标。
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        摘要:现代化社会背景下,人们物质生活水平的提高也带动了生态自然保护意识的提升,环保、节能成为了当前人们生产、生活的重要词汇,建筑行业以“绿色建筑”实现着建筑节约资源的目标。供暖、通风与空调调节(下文简述为暖通空调)系统作为建筑耗能中的主要因素,设计人员在暖通空调设计时,应转变传统设计理念,注重节能设计,减少暖通空调的能源损耗,真正实现绿色、节能、环保。
        关键词:绿色建筑;暖通空调;节能技术
        引言
        在全球能源日渐紧缺的趋势下,节能技术的研究备受重视。现代化城市建筑的生活及生产中,暖通空调系统的运转需要耗费大量能源,研究表明,在建筑整体的能耗统计中,暖通空调的占比高达45%。因此,如何灵活运用暖通空调节能技术,促使建筑中的暖通空调系统能耗达成节能环保的目标已成为了相关行业人士重点关注的内容。
        1绿色建筑理念概述
        绿色建筑是将可持续发展理念引入建筑领域的成果。早期,绿色建筑源于美国的生态建筑理念,但尽管美国的LEED标准被许多国家作为绿色建筑的评价标准,但它不完全符合我国的国情。我国幅员辽阔,不同地域的气候差异较大。因此,我国因地制宜地制定符合我国国情的绿色建筑标准。从基本国情、人与自然的和谐发展、节约能源、有效利用资源和保护环境的角度出发,提出绿色民用建筑的定义为:绿色建筑是“在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑”。
        2绿色建筑中暖通空调节能技术的应用
        建筑用能的一个主体就是暖通空调系统的用能。暖通空调系统的节能要求主要是控制设备的能效比、管网系统的输送效率和设置分项计量、自动控制系统、优化实际运行用能等方面。主要涉及以下内容。
        2.1电驱动压缩机的集中空调系统,冷源的能耗是空调系统能耗的主体,因此冷源的能源效率对节能至关重要,性能系数、能效比是反映冷源能源效率的主要指标之一,因此当建筑采用集中空调系统时,所选用的冷水机组的性能系数、能效比,相对于《公共建筑节能设计标准》GB50189中的有关规定值宜提高一个等级。
        2.2采用集中供暖和集中空调机组供暖(冷)时,设置用户自主调节室温的装置(采用恒温控制阀、电热阀或电动通断阀);计量用户用热(冷)量的相关测量装置及制定合理的费用分摊计算方法,是实现行为节能的根本措施之一。对于集中供暖系统,楼前安装楼栋热量表,房间内设置水流量的调节阀,末端设温控器及热计量装置;对于集中空调系统,设计用户可对空调的送风或空调给水进行分档控制的调节装置及冷量计量装置。
        2.3建筑设计选用效率高的用能设备和系统。除冷源外,集中供暖系统热水循环水泵的耗电输热比、集中空调系统风机单位风量耗功率和冷(热)水循环水泵的耗电输冷(热)比,应符合现行国家有关建筑节能标准的规定。
        2.4采用集中供暖和集中空调系统的建筑,设置能量回收系统或装置。如设置集中新风和排风系统,由于供暖、空调区域的排风中所含的能量十分可观,在技术经济分析合理时,利用排风对新风进行预热或预冷处理,降低新风负荷,对排风能量的回收利用,可以取得很好的节能效益和环境效益。不设置集中新风和排风系统时,可采用带热回收功能的新风与排风的双向换气装置,这样既能满足对新风量的卫生要求,又能大量减少在新风处理上的能源消耗。
        2.5不采用电热锅炉、电热水器作为直接供暖和空气调节系统的供暖热源和空气加湿热源。因为高品位的电能直接用于转换为低品位的热能进行供暖或空调,热效率低,运行费用高。
        2.6自然通风是暖通空调技术在绿色建筑工程应用中一项非常重要的技术措施。无论北方地区还是南方地区,在春、秋季和冬、夏季的某些时段,普遍有开窗加强房间通风的习惯,而外窗的可开启面积过小会严重影响建筑室内的自然通风效果,为了使室内人员在较好的室外气象条件下,通过开启外窗通风来获得热舒适性和良好的室内空气品质,具有足够的外窗开启面积是一个前提条件,此外,保证一定的外窗可开启面积,可实现良好的自然通风气流组织设计,减少房间空调设备的运行时间,节约能源,提高舒适性。
        2.7合理利用蓄冷蓄热技术。蓄冷蓄热技术,虽然从能源转换和利用本身来讲并不节能,但其对于昼夜电力峰谷差异的调节具有积极的作用,能满足区域能源结构调整,减少发电厂的建设,带来行业节能和环境保护的效果,为此宜根据当地能源政策、峰谷电价、能源紧缺状况和设备系统特点等进行合理采用。


        2.8冷热源、输配系统等各部分能耗进行独立分项计量。对于商业用途的建筑,建立合理的冷(热)计量公示或收费制度。能耗的独立分项计量,对于了解和掌握各项能耗水平和能耗结构是否合理,及时发现存在的问题并提出改进措施等具有积极的意义。
        2.9合理采用温湿度独立控制系统,既满足高品质的空气要求,又带来节能效果。空调系统中,温度和湿度分别独立的控制系统具有较好的控制和节能效果,表现在温、湿度的分控,它可消除参数的耦合,各控制参数容易得到保证。
        温湿度独立控制空调系统的基本组成为:处理显热的系统与处理潜热的系统,两个系统独立调节、分别控制室内的温度与湿度:即利用湿度控制系统承担建筑全部的潜热负荷,实现对室内湿度的控制。利用温度控制系统,处理剩余的建筑冷负荷,实现温度控制,虽然各种除湿方式都难免对室内显热负荷产生影响,但温度控制系统可承担这种影响产生的显热负荷,从而实现对室内温度的控制。
        2.10全空气空调系统采取实现全新风运行或可调新风比的措施。空调系统设计时,不仅要考虑设计工况,还应考虑全年运行模式,在过渡季,空调系统采用全新风或增大新风比运行,可有效改善空调区域内的空气品质,大量节省空气处理所消耗的能量,故应大力推广应用。
        2.11供暖及空调水系统水泵采用变流量节能技术。供暖及空调系统的设计是按照最不利的条件进行的,所以在绝大部分时间内,实际负荷小于设计热(冷)负荷,并且在一天之内也是不断变化的。那么,水作为热量和冷量的的载体,其流量也应当是随着负荷的变化而变化。因此,动态地控制系统的流量,既能满足经常变化的负荷要求,实现供暖、空调区域的舒适性,又可节约供暖、空调系统的运行能耗。
        3可再生能源的利用
        根据当地气候和自然资源条件,充分利用太阳能地热能等可再生能源。
        3.1被动式太阳能建筑
        被动式太阳能建筑建设中不可或缺的三个要素是集热、蓄热、保温。被动式太阳能建筑是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择,使其在冬季能采集、保持、储存和分配太阳能,从而解决建筑物的供暖问题;在夏季又能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,从而使建筑物降温,达到冬暖夏凉的目的。
        因此,在绿色建筑工程中,应大力且合理的采用太阳能技术,降低能源消耗。
        3.2水(地)源热泵系统
        水(地)源热泵系统的工作原理主要是通过工作介质流过埋设在土壤或地下水、地表水中的一种传热效果较好的管材来吸取土壤或水中的热量(制热时)及排出热量(制冷时)到土壤中或水中。与空气源热泵相比它的优点是出力稳定,效率高,且没有除霜问题,可大大降低运行费用。
        在应用水(地)源热泵系统时,不能破坏地下水资源。地源热泵系统化设计前,应进行工程场地状况调查,并对浅层地热能资源进行勘查。另外,如果地源热泵系统采用地下埋管换热,要注意并预测长期应用后土壤温度的变化趋势,因此,在设计阶段,应进行长期应用后,土壤温度变化趋势平衡模拟计算,或者考虑如果地下土壤温度出现下降或者上升变化时的应对措施,如采用冷却塔、辅助热源、复合式系统等。
        3.3冬季或过渡季节供冷
        对冬季或过渡季存在供冷需求的建筑,应充分利用新风降温;经技术经济分析合理时,可利用冷却塔提供空气调节冷水或使用具有同时制冷和制热功能的空调热泵产品。
        结语
        在绿色建筑已成为建筑行业发展趋势的大环境下,合理的在绿色建筑中运用暖通空调节能技术已势在必行。暖通空调节能技术的运用不仅能减少资源的消耗,保护环境,实现人与自然和谐共处,同时也能带来可观的经济效益,对推动建筑行业实现可持续发展,具有积极的意义。
        参考文献:
        [1]李祥.绿色建筑中暖通空调节能控制方法研究[J].智能建筑与智慧城市,2019(10):49-52.
        [2]张凯锋.暖通空调施工中的节能技术[J].居业,2019(10):62+64.
        [3]于戈.浅谈绿色建筑技术在暖通空调设计中的应用[J].四川建材,2019,45(06):170-171.
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