绿色生态理念下暖通空调的设计策略分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月第6期   作者:王华鹏 胡亚军
[导读] 随着人们生活品质的不断提升,对建筑空调供暖需求也越来越高,
        王华鹏 胡亚军
        济南热电集团有限公司 山东省济南市 250100
        
        摘要:随着人们生活品质的不断提升,对建筑空调供暖需求也越来越高,这种现实需求必然会在一定程度上增加建筑的整体能耗,反而会对环境带来一定程度的不利影响,因此,如何解决人们对高品质生活的需求与节能减排环境保护这一矛盾问题是建筑暖通空调系统设计领域必须面对的问题。对此,文章提出基于绿色生态理念下的暖通空调设计原则,并结合工程实践经验,针对具体的生态绿色空调施工技术应用进行详细分析,以期为我国建筑空调设计领域提供一些有价值的参考。
        关键词:暖通空调;绿色生态理念;设计策略
        引言
        建筑暖通空调的设计水平对建筑能耗的环境友好性的影响是巨大的,在当前我国绿色生态环保理念深入人心的时代背景下,利用新型的暖通空调设计方案和施工技术来降低建筑的能源消耗,是符合可持续发展潮流的必然选择,建筑设计施工单位要从设计理念优化和施工技术创新等多个方面提升建筑暖通空调设计水平,在给建筑用户提供高质量的服务前提下,实现建筑领域节能环保的高质量发展需求。
        1建筑暖通空调绿色节能优化设计的重要性
        目前政府非常支持新型暖通空调节能设计,相关领域的工作人员需要抓住发展的良好契机,完成技术的优化升级,关注地源热泵供热系统、太阳能制冷、地热热泵空调系统的设计,通过系统功能的应用,在获得采暖制冷功能的前提下,做好空调能源消耗的管控工作,让暖通空调在节能设计的作用下,获得良好的环境效益以及社会效益。另外,还需要在当下根据国家对能源方面作出的指示,大力推进可再生能源暖通空调系统的研究和发展,根据大众应用需求优化暖通空调系统,使其获得良好的作用效果,加强对此类空调系统的推广,为广大群众输送优质的服务项目。
        2暖通空调绿色节能设计原则
        2.1循环利用
        在绿色建筑暖通空调设计环节,为控制施工成本、减少材料消耗量,必须遵循循环利用原则,在保证施工质量达标、满足技术标准的前提下,尽可能使用各类由废弃材料二次加工形成的,或具备回收利用价值的绿色材料。因此,在开展返工作业,或材料破损时,可以将所产生的废料进行二次加工,从根源上减少建筑废弃物产生总量、控制施工材料的实际用量。
        2.2经济适用
        设计人员必须遵循经济适用原则,在制订建筑暖通空调设计方案时,应以降低系统施工成本、运行能耗,减少材料消耗量为主要目的,采取合理的设计措施。例如,可选择在建筑墙体结构中额外铺设一层新型保温材料,这虽然会提高建筑工程的前期建设成本,但是可以改善建筑热工性能,从而在客观层面上降低建筑暖通空调系统的运行负荷、能耗,进而起到降低建筑总体使用成本的设计效果。
        2.3节约原则
        在制订绿色建筑暖通空调设计方案时,应遵循节约原则,在保证暖通空调系统质量达标、稳定运行的同时,尽量减少各类施工材料、设备配件的使用量,以及降低系统的实际运行负荷、电能消耗量。为实现这一目标,需要设计人员综合分析已知工程信息,从暖通空调系统中的制冷子系统、水泵、风机等角度着手。但是,节省设计原则并非指节省个别部件、材料,而是要求设计人员从全局统筹角度出发,对建筑暖通空调系统进行整体优化设计。


        3绿色生态理念下暖通空调的设计策略
        3.1多元化冷热源节能设计
        暖通空调系统的核心功能在于对建筑实现供热和供暖,因此,合理选择冷热源是降低系统能源消耗最直接有效的技术手段,在进行暖通空调系统设计时,要充分考虑建筑所在地的自然气候特点、能源禀赋以及电网负载能力等客观因素,充分地利用多元化的清洁可再生能源用于暖通系统的冷热源,比如风能、太阳能、地热、潮流能等新能源具有很好的环保特性,可以充分利用这些能源为楼宇空调系统进行供能,不但能够满足环保要求,而且会带来很好的经济效益。在冷热源技术方面,还可以采用冰蓄冷和热泵相结合的技术手段来实现节能需求。冰蓄冷空调的技术原理主要是利用水在固液相变时的放热进行蓄冷,相变能量释放量要远大于水降温放热量,因而蓄冷效率更高,也具有更强的经济性,利用蓄冷空调可以充分利用电网夜间多余电能,实现电网填谷功能,不但能有效利用多余的电能,而且对缓解电网供需不平衡的问题有非常广阔的应用前景。热泵技术也是能够有效提高暖通空调系统节能环保性能的一项新型技术,利用压缩机、蒸发器和冷凝器实现能量的转换。由于在建筑空调系统中的供热需求一般在30℃以下,对热源温度要求并不高,一般热源达到50℃左右就可以满足建筑的供暖需求,在此温度下正式热泵工作效率较高的理想区域,能够最大限度地发挥热泵的供热能力,而且热泵设备具有很高的稳定性和环境适应性,环境温度变化对其产生的影响较小,是一种可以广泛应用于建筑供热的很有发展潜力的新兴技术。
        3.2送风节能设计
        利用高效节能送风技术不仅可以有效地节能,而且可以保证室内空气质量,常用的节能送风系统有三种形式:冷辐射送风系统、地板送风空调和置换回风系统。其中,冷辐射天花板系统可以平衡建筑物内设备和照明产生的热量,实验表明,辐射冷却可以提高人体的舒适性,因此,冷辐射具有优良的环境质量特性,而冷吊顶空调具有良好的节能特性。1998年,日本东京三共总部大楼和德国杜伊斯堡商业促进中心均采用辐射板与室内吊顶相结合的冷辐射吊顶空调方式,目前,该系统已广泛应用于空调设计中。地板送风系统可以根据环境温度调节送风温度,使地板处于合适的温度状态,这种送风方式可以保证人体的舒适性,对于夏季地板空调送风,可利用送风余压和自然对流将冷空气限制在一定高度,从而降低空调负荷,有效实现空调系统的节能。
        3.3水系统节能设计
        为了降低暖通空调设备能耗,控制系统应该根据空调负荷的变化对水系统进行节能控制,具体可以采用以下技术方案:①采用变频调速取代冷却水回路中的调节阀,在部分负荷下,将冷却水流量在一定范围内降低,辅以冷却塔风机的开关控制或变速驱动,将大大降低冷却水系统的能耗;②根据不同制冷方式的冷水机组的实际运行特点,可采用不同的控制策略,对冷却水泵进行控制,以达到最佳的节能运行工况;③使冷冻水变流量控制,可以有效地降低空调系统提供单位制冷量的运行成本,因此,本工程制冷采用二次泵变流量系统,在水回路中广泛采用二次泵变流量系统,以降低冷冻水回路的运行成本主泵系统用于直接改变蒸发器中的冷冻水流量。
        3.4暖通空调智能控制设计
        随着物联网和智能图像识别技术的应用,暖通空调系统也可以利用智能化控制技术进行负载分配,空调智能控制系统可以依托于楼宇自动化进行功能扩展,需要在建筑内的各个功能区域可以安装具有图像识别功能的摄像头和各种带有通信功能的环境温湿度观感器,利用物联网技术将图像画面和传感器采集数据传输到计算机控制系统内部进行分析评估,根据实时采集信号、人员密度和不同功能区域的需求等信息动态调整暖通空调系统的负载分配,减少不必要的负载输出,从而实现暖通空调系统的节能减排需求。
        结语
        综上所述,建筑暖通空调绿色节能设计需要遵循设计原则以及国家相关部门对建筑行业提出的规范要求,考虑影响暖通空调使用效果的因素,做好各个方面因素的控制,提升建筑内部的气密性,将空气渗透形成的热量损耗降至最低,并且优化相关技术,完成暖通空调系统参数优化配置,加强节能技术在暖通空调使用的合理性,有效的控制空调应用期间造成的能源损耗量。相关领域的工作人员需要密切关注国家对此方面提出的要求,还应该不断优化空调系统参数以及设计方式,借此降低空调运行期间无用能耗的损耗量。
        参考文献
        [1]杨雅坤,郭欣玥.绿色生态建筑暖通设计中的问题及对策分析[J].居舍,2020(03):83.
        [2]兰根成.绿色生态建筑暖通空调设计技术分析[J].建材与装饰,2016(39):86-87.
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