关于绿色建筑中暖通空调设计的分析论文_严定传

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摘要:近些年来,我国经济在迅速发展的同时也造成了很多问题,诸如能源浪费、环境污染等。因此,在新时代绿色建筑设计中应以提高生活舒适性、增进健康性、节约能源性及降低污染性为设计出发点,通过各种措施来进行建筑暖通空调设计,实现以可持续发展为主题的绿色建筑设计目标。

关键词:绿色建筑;暖通空调;现状;要点

引言

暖通空调就是绿色建筑的重要组成部分,在建筑节能中发挥了关键作用。绿色建筑作为环保问题的重要领域之一,将是社会发展的必然环节,也是未来建筑行业的必然方向。为此,我们要加强绿色建筑中暖通空调设计的分析。

1.绿色建筑的内涵及基本原则

1.1内涵

所谓绿色建筑就是充分利用可再生的材料和能源,亲和自然,尽量不破坏环境和文化传统,保护居住者的健康,充分体现可持续发展和人类回归自然的理念。绿色建筑体系中的暖通空调系统,在项目建设期也需根据绿色建筑总原则,并在建设实施过程结合实际问题,解决相关问题,使暖通空调的绿色建设方法更加科学及合理。

1.2原则

1.2.1节省原则

包含整个空调系统内涉及的制冷机、水泵、风机、冷却塔、控制系统等方面的初投资过程中,产品原材料、能源关联材料的运行费用的节省;对于新型的绿色建筑而言,其暖通空调系统还需充分考虑与建筑物围护结构、室内照明等之间的相互关系。

1.2.2广回收原则

广回收应包括暖通空调系统中的零部件和材料的回收,如对系统管道、设备维修或报废后对拆卸零件等进行系统回收。

1.2.3回用

暖通空调系统的回用涉及到系统整体或部分的回用,绿色建筑设计的暖通空调系统中各部分具有相对独立性,其大部分可以拆分,在其经过一段时间运行甚至报废后,其中的诸如管材、运行设备中的部分非运转件等部分设备及材料经过维修、保养以及清洗等过程仍可回收再利用。

1.2.4循环原则

作为节约资源和保护环境的有效措施之一,对暖通空调系统中设计的材料设备等进行回收、回用等后将废料送到专门的工厂进行再生,从而实现原料—产品—废料—原料为闭环的良性循环,保护环境。

2.我国绿色建筑中的暖通空调设计现状分析

绿色建筑的发展推动了建筑能源消耗的减少,促进了建筑业的可持续发展。但对于建筑领域,要广泛推用和具体实施“绿色建筑”,仍存在一些亟需解决的问题。

2.1用能系统的研究不够

用能系统的研究属于基础研究,相对而言阻力较大,如果没有政府相关政策扶持,经济效益难以在短时间内见效,而且不同的工程具有不同的特点,需要因地制宜制定方案,进一步制约了用能系统方面的研究。

2.2暖通空调设计的体制和法规不够完善、建筑积极性不高

对于设计和建筑开发单位而言,绿色节能建筑需牺牲一定的经济利益,但是由于建筑节能强制性法规、管理措施不够完善,经济激励政策力度不够,使得目前执行节能标准的建设项目比例不高。

3.绿色建筑中暖通空调的设计要点分析

3.1改进建筑热工性能

建筑物热工性能涉及到建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等方面,建筑内部绝大多数的热量是通过建筑围护结构散发掉的,因此热量传递速度与建筑外表面散热面积。

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采暖建筑内通过空气渗透消耗热量达到30%~40%左右,而热量消耗主要通过外窗的气密性薄弱点、导线/管道等的出入口、烟囱风道、结构连接缝隙等部位产生,可以通过提高门窗制作及安装精度、选用新型材料、加强密封减少空气渗透措施等措施可大幅降低该部分能耗。

为避免夏季不同方位造成的直接或间接太阳能辐射,对建筑能耗产生不利影响,采用可调节的通风双层玻璃窗内置百页的形式并根据太阳辐射角度及强度来调节遮阳百叶窗高度,可大幅降低暖通空调系统的使用功率。

3.2积极利用门窗节能技术

门窗是建筑节能的最薄弱部位,在保证日照、采光、通风、观景等功能需求条件下,尽量减少外门窗洞口的面积。此外,还可以采用以下几点措施以做好门窗的节能工作:

3.2.1合理设置遮阳设施。通过设置遮阳设施可以有效地减少阳光直接辐射,可采用门窗遮阳板、窗帘、特种玻璃等方式,此外还可以采用阳台、挑檐、外廊等土建结构实现遮阳。

3.2.2尽量使用新型保温节能门窗。玻璃窗的功能用途是采光,数据显示玻璃窗的耗冷量占制冷机最大负荷的20%一30%,冬季单层玻璃窗的耗热量占锅炉负荷的10%一20%,因而建议按节能规范要求控制窗墙比在30%-50%范围内,并选用吸热玻璃、反射玻璃、隔热遮光薄膜等功能/结构的特性玻璃。

3.2.3合理控制窗墙比。计算数据显示建筑物通过外窗损失的热量占建筑物总消耗热量的35-45%,在对建筑进行设计时必须在保证采光及通风的前提下尽可能控制窗墙比。

3.3暖通设计利用太阳能暖通节能技术

太阳能暖通节能技术是指将太阳能以光热、光电等技术转化为热能,并利用换热水箱和相应加热设施组成集热器和贮热器,温度控制器、地板采暖构成循环控制系统的节能技术。

在暖通空调中,太阳能供暖系统主要包含循环控制系统和集热器两个部分。集热器负责收集太阳能,作为加热设备;而循环控制系统则包括地板采暖、生活热水系统和温度控制器等部件。集热器将太阳能收集之后,转化为热能,而热导循环系统需要对热能进行处理,并将其传到换热中心,加热水体,最终进入地板采暖系统。在太阳能节能技术中,还可以通过电子仪器对室内的温度进行调节和控制,实现太阳能暖通空调的功能。在太阳能技术遇到阴雨天气而不能收集太阳能时,控制系统将会自动切换至燃气炉设备加热工作状态,确保暖通空调系统的基本功能实现。

3.4自然风利用系统

对于建筑工程而言,自然通风能够在过渡季节,为室内提供新鲜空气,也可以在炎热的夏季,有效降低建筑围护结构的储热量,从而减少空调系统的负荷。

相关实验数据表明,如果室内在夜间可以得到充分通风,次日室温可以降低3℃左右。若建筑采用的是封闭式外窗或者双层玻璃幕墙,则可以结合通风设备,将室外的新鲜空气先送入玻璃间层,然后进入室内,实现良好的通风。自然通风在绿色建筑中的应用,能够在很大程度上减少空调系统的运作时间,大幅降低能耗从而减少环境污染。

3.5地源热泵空调系统

地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源,其温度适宜、稳定,蓄热性能好。地源热泵全年运行工况稳定,不需要其他辅助热源或冷却设备便可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的COP值可达4.0以上。

对于采用深井回灌方式的水源热泵,由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下,属全封闭方式,因此不使用任何水资源,也不会污染地下水源。

结束语

综上所述,随着人们对居住环境能源需求和利用品质的提升,人加强了建筑的设计与建造要求。为避免建筑暖通空调设计与建造高消耗、高浪费的弊端,必须将绿色观念融入到建筑暖通空调全生命周期中,才能达到建筑暖通空调科学、集约、绿色的建设目的。

参考文献

[1]张莉,李尧,朱玉明.暖通空调节能设计分析[J].山西建筑. 2010.

[2]卜增文,刘俊跃.实现绿色建筑暖通空调设计的技术措施[J].制冷与空调,2014.

[3]杨涛.对绿色建筑的几点思考[J].科技信息,2010(07).

论文作者:严定传

论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期

论文发表时间:2017/8/10

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