绿色生态理念下暖通空调的设计策略分析

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷5期   作者:黄亮1 赵宇2
[导读] 同时要充分利用物联网和远程监控技术对建筑不同区域和时段的空调负荷进行动态调整,尽量避免能源的不必要浪费,从而有效降低建筑的整体能耗,为节能环保做出应有的贡献。

        黄亮1  赵宇2  
        1.中煤科工集团北京华宇工程有限公司  北京市西城区 100120
        2.中核工程咨询有限公司 北京市海淀区 100089
        摘要:在绿色生态环保发展理念下,建筑暖通空调设计必须与时俱进,在设计过程中要坚持功能和环保需求相协调原则,坚持以新技术为驱动,在暖通空调系统设计施工中融入太阳能、辐射能等新能源技术,并在供水供风电机驱动中加入变频驱动技术,根据实际的需求动态调整负载功率,同时要充分利用物联网和远程监控技术对建筑不同区域和时段的空调负荷进行动态调整,尽量避免能源的不必要浪费,从而有效降低建筑的整体能耗,为节能环保做出应有的贡献。
        关键词:绿色生态;暖通空调设计;策略分析
        一、绿色生态建筑暖通设计原则
        (一)暖通空调功能设计标准要严格
        暖通空调系统对建筑用户的舒适性是至关重要的,因此,系统的功能需求和性能指标必然是设计施工最核心部分,不能简单地为了降低能源消耗或减少建设投资经费就降低暖通空调系统性能指标,必须严格依照国家和行业的相关标准和设计规范进行设计施工,保证完工后的暖通空调系统能够满足建筑楼宇的空调需求,给用户提供健康舒适的建筑环境空间。
        (二)全面性
        暖通空调系统是建筑中的一个子系统,其设计过程中要充分结合建筑的整体结构特点进行设计,要注重暖通空调设备安装布置的位置、减少对建筑其他功能的不利影响。此外,要充分考虑到设备安装施工完成后运行维护保养的便利性,在一些支路通道区域设置便于检查维修的检查口、手动阀门等装置,如果局部设备出现问题可以更加快捷高效地进行维修维护,而不影响其他部分的正常使用,这对于暖通空调系统全寿命周期运行的效率有很大的提升作用,并对设备维护成本能够起到有效的控制作用。
        (三)性价比最优
        在绿色生态理念下进行暖通空调施工设计不仅要满足系统使用性能和环保标准,而且要考虑系统施工的成本价格。因为依照市场经济原理,高成本投入本身就意味着在建设过程中需要投入大量人力、物力资源,因此,追求暖通空调系统的高性价比这种设计原则本质上来讲也是一种节约型发展方式,不能片面强调系统内设备的能耗指标而过分增加设备本身的成本支出,设计单位应该依据暖通空调系统全寿命周期的实际工况计算出性价比最优的设计方案,找到建设投资与降低能耗之间的平衡,不但能够有效节约社会资源,而且能兼顾系统的环保指标。
        (四)低噪声控制
        建筑暖通空调系统运行过程中通常会产生较大的噪音,这主要是由于压缩机振动和风机工作时产生的,噪音虽然不是直接污染空气自然环境的污染源,但对人和动物的健康都会产生不利影响,也属于环保治理的一项重要内容。因此,在暖通系统设计时,要利用降噪技术来控制机械、电气设备产生的噪音,并采用隔音材料将大型功率负载进行隔离处置,使室内外噪音分贝值控制在合理的范围内。
        二、基于绿色生态环保理念的暖通空调应用
        建筑暖通空调节能环保应用技术的核心目的在于协调建筑的舒适性与环保性之间的矛盾,在具体的工程应用实践时主要有三方面的技术手段来实现这一目标。
        一是,在空调系统设计时要充分利用自然的清洁可再生能源,减少电力和其他化石能源消耗,达到节能减排的目标。
        二是,机械电气设备的优化设计,利用变频驱动技术,动态负载调节技术等减少电力负荷。
        三是,利用现代信息技术加强建筑空调系统的动态管理,利用自动化手段对不同需求区域进行分别控制,具体而言,主要有以下应用技术。


        (一)多元化冷热源节能技术应用
        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。
        (二)送风节能技术应用
        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。
        (三)水系统节能技术应用
        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。
        (四)暖通空调智能控制技术应用
        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。
        结束语
        综上所述,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。
        参考文献
        [1]原云飞,宋宇.绿色生态理念下暖通空调的设计策略分析[J].建材与装饰,2020(14):124+127.
        [2]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.
        [3]张群.绿色生态理念下暖通空调的设计策略分析[J].居业,2019(07):46+48.
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