公共绿色建筑中的暖通空调设计分析

发表时间:2021/6/28   来源:《工程管理前沿》2021年2月5期   作者:王弘哲
[导读] 随着社会经济建设的快速发展,国家对环境保护越来越重视,为了实现国家的可持续发展
        王弘哲
        机械工业第六设计研究院有限公司   河南郑州  450000
        摘要:随着社会经济建设的快速发展,国家对环境保护越来越重视,为了实现国家的可持续发展,在建筑行业融入绿色设计理念是十分必要的。在建筑活动中推动绿色设计,首要原则是要改进在建筑中浪费最多的环节,尤其是暖通空调建筑设计,只有充分优化暖通空调设计,
才可以提高建筑能源的利用率。文章从绿色设计的理念和原则方面进行公共绿色建筑中的暖通空调设计分析。
关键词:绿色设计;公共绿色建筑;暖通空调设计
1 暖通空调的设计原则
        暖通空调的设计首先应尊重舒适原则。建筑物内的温度、湿度、平均辐射温度、风速、劳动强度等指标是影响暖通空调热舒适度的主要因素。建筑物的暖通空调节能设计是在舒适度及节能中达到一个平衡。片面的追求凉爽等效果,不仅造成资源浪费,也不利于人员的健康。因此,绿色公共建筑中暖通空调节能设计任务主要是在满足人员舒适度的前提下,针对性的降低空调冷热源及输配系统的能耗。
空调系统的冷热源能耗主要由建筑物所需要的冷热负荷决定,影响建筑物的冷热负荷主要有室外气象参数(如室外空气温度、空气湿度、太阳辐射强度等),室内空调设计参数,维护结构的传热特性,室内人员、照明、设备的散热、散湿状况以及新风量的选取等。空调输配系统的能耗受输送空气量;水量,风系统及水系统的系统形式、送风温差、供回水温差、送风送水流速、空气处理设备和冷热源设备阻力和效率等因素有关。
2 绿色建筑中暖通空调的设计理念
良好的设计理念可以推动设计的实行,在绿色建筑中的暖通空调设计也有一些原则性的理念作为建筑设计的基础,以下从四个角度介绍如何实现绿色建筑中的暖通空调设计。
(1)节约理念。勤俭节约是中华民族的传统美德,一个国家的发展和进步离不开节约的影响,在绿色建筑中也要遵循节约这一理念。在暖通空调设计中的节约不仅仅局限于设计的某一方面,而是在整个设计环节中都要有节约意识,从前期设计到后期建筑施工要时刻重视资源节约。
(2)重复使用理念。在暖通空调拆除的过程中,许多暖通空调设备在经过维修和翻新之后可以再次使用。作为建筑师可以使用这些翻新之后的设备进行建筑设计,达到资源重新利用的目的。
(3)广泛回收器材。器材回收并不是指简单进行器材的笼统回收,而是合理分类回收那些受损程度较小的零件设施,从而提高零件设施的利用率,这符合绿色建筑设计理念原则。
(4)零件回用理念。零件回用就是把一些没有受到破坏的零件重新加工使用,把一些看似无用的废材变成有用的器材,这样可以避免建筑器材的浪费,达到节约建材的目的。
3 绿色建筑中的暖通空调设计
3.1 选择适宜的暖通空调系统
不同建筑物在暖通空调的设计方案上存在着不同程度的差异,并且暖通空调系统的设计过程是一个很复杂的环节,只有选择合适的暖通空调设计系统,才可以保证建筑整体暖通空调的顺利使用。将绿色建筑理念融入暖通空调的设计中进一步提高了设计的难度,设计中
任何一方面的失误都将影响建筑的施工,因此在设计时需要合理选择暖通空调系统。在进行公共建筑设计时,可以使用空调冷热源系统。例如,在某建筑项目中,设置该系统空调计算热负荷值为 1085kW,计算冷负荷为 1356kW,一共布置了 2 台水冷螺杆式热泵机组,用
于冬季供热、夏季供冷。在供热时利用该系统可以提供40 ~ 45℃的热水,供冷时可以提供 7 ~ 12℃的冷水,设计耗电量为 125kW,设计单机容量为 700kW,设计制冷系数为 5.6。

此外,还布置了 2 台闭式冷却塔,设计冷却塔的容量为 90m3/h,可以平衡地进行吸热和放热,并且有助于地源侧的土壤温度稳定,防止土壤产生热堆积的情况,保证空调冷热源系统稳定、高效运行。在空调冷热水系统中使用了一次泵变流量系统,各台热泵机都搭配了 1 台热水泵、1 台冷水泵和 1 台冷却水泵。地源侧热水循环泵流量为 100m3/h,设计扬程为23m,利用效率超过了 80%。空调冷热水泵设计流量为132m3/h,设计扬程为 28m,空调冷水系统输送能效比达到了 0.0164,优于规范要求,取得了良好的节能效果。
3.2 控制暖通空调系统的噪声
空调系统中所产生的噪声是空调运行中不可避免的,严重的噪声会对在建筑物中生活的人们带来严重的影响,设计师所能做的是尽量减少空调噪声对环境的影响。下文分析了空调噪声的来源和一些减少噪声的处理方式,希望可以建设一种适宜的建筑环境,给人们带来舒
适的生活氛围。
(1)空调噪声的来源。空调噪声的来源有 3 处,包括空调管道内液体的流动、排风口的运转及空气压缩机的震动。空调噪声不可能完全被消除,只能通过技术手段缓解。
(2)减少空调噪声的方式。首先,在机器中使用高质量的线圈,从而降低转轮的质量。空调中转轮的质量减轻可以减少电动机和转轮的碰撞次数,从而起到减噪的作用。其次,使用减噪设备,隔离室内环境和空调噪声产生的位置。在某些隔音死角使用一些隔音建筑材料,做最后的消声处理;在室内生活的区域中也可以放置一些吸收声音的物品,减少噪声污染。最后,为了减少机房噪声对人们生活的影响,机房的位置应该选择在人少的位置,如将机房设计在地下室中,同时在空调机房的周围铺设吸音建材,能最大程度减少噪声对居住环境的影响。
3.3 设计蓄能系统运行方案
暖通空调的运行动力是能源中的能量,能源储蓄可以保证在一些特殊情况下正常维持空调运行,其中蓄能空调的存在缓解了能源的消耗。在蓄能空调的设计上大多使用太阳能转化能源,大量的太阳能为空调的运行提供了源源不竭的动力。太阳能作为白天空调使用运行的
动力来源之一,避免了能源的浪费,并且太阳能通过转化可以变为可储存的电能,进一步提高资源的利用效率,这样的能源转化方式也符合绿色建筑的理念。
3.4 充分利用可再生能源
在公共绿色建筑施工时,为了充分利用可再生能源,可以在公共建筑暖通空调设计时将地源热泵系统作为空调冷热源。在设计时将传统空调器的蒸发器和冷凝器延伸到地下土壤,进而实现和浅层岩土体换热。在冬季时可以从土壤中获取热量,并将热量转移到建筑物中进行供暖;同时,可以对冷量进行储备,夏季时将土壤中的冷量提取出来,并将提取得到的冷量转移到建筑物室内进行供冷。通过采用这一设计方法,实现了地表浅层能源的可循环利用,是一种绿色、节能的能源利用形式,可以降低暖通空调能耗。
3.5 完善绿色建筑中室内暖通空调的节能设计
在对建筑中暖通空调系统进行设计时,可以根据不同的区域和不同的房间划分空调系统,实现各个空调区域和房间单独调节的目标,房间中的风速参数、湿度参数和空气温度也可以达到对应要求。空调系统设计的新风量如表 1 所示。从表 1 可以看出,室内排风口和新风进气口水平距离设置都超过了 10m,确保建筑物充分将室外新鲜空气吸入室内;然后在空调通风系统中布置过滤器过滤空气中的尘埃,并在室内密集场所布置二氧化碳浓度监测系统。采用这种设计方法不仅保证了建筑室内空气质量,而且也达到了环保节能的目的。

结束语
现代社会中,人们越来越注重绿色理念,在建筑行业中引入绿色设计理念成为社会发展的必然方向,也是建筑行业在向绿色化转型过程中优化和设计转变的重点。在建筑暖通空调的设计中引入绿色理念,可以减少空调运行中对环境产生的污染,建筑师要采取各种措施提高暖通空调的设计标准,为营造绿色建筑做出努力,让人们的生活环境变得更加舒适和健康。
参考文献
[1]徐春英,于秋生.公共建筑暖通空调系统节能设计措施分析[J].绿色环保建材,2018(1):15.
[2]潘雅坤.浅析建筑暖通空调工程的节能减排设计[J].中国高新区,2018(4):19~20.
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