新型节能技术及材料在民用建筑暖通设计中的应用研究论文_郁凯杰

新型节能技术及材料在民用建筑暖通设计中的应用研究论文_郁凯杰

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摘要:随着我国社会经济水平的提升,人们对于住房要求越来越高,加之国家近年来大力提倡发展绿色经济,因而建筑公司开始使用一些新型的节能技术及材料来设计民用建筑暖通,这极大改善了人们的居住及工作环境,满足了人们对于住房质量的需求。因此,本文对新型节能技术及材料在民用建筑暖通设计中的应用进行研究。

关键词:节能技术;节能材料;民用建筑

前言

为了能够让人们拥有更舒适的生活环境,建筑企业开始使用新型节能技术及材料进行住房建筑施工,由于此技术及材料具有降低资源损耗、供应稳定等优势,所以将其应用在民用建筑暖通设计之中,可以有效地降低暖通设计所使用的材料资源损耗,同时还能够加强暖通设计结构的高效利用,进而实现绿色化发展。

一、民用暖通空调系统运行中存在的问题

(一)人们对暖通空调系统的作用认识不足

通常情况下人们衡量空调好坏的标准是夏天越冷越好,冬天越热越好,但是这种认识是片面、错误的。空调系统是否符合标准规定应观察其环境冷热适用性。由于人们对于空调好坏的衡量标准认知有误,所以使空调系统自身的能耗增加,不仅使室内与室外之间的温度差距较大,而且人们对于环境变化的适应力也逐渐降低,从而导致人们的抵抗力下降。

(二)民用建筑暖通空调设计不完善

一般来说,空调系统是否具有良好的节能性与其系统设计有直接关联,但经过有关调查发现,空调系统设计人员并没有对其设计产生重视,这就使得因设计不完善,加大了空调的建设资金投入力度及其运行能耗,严重违反了国家相关规定标准[1]。另外,通过对公共建筑空调能耗的调查,发现其能耗占比此建筑总能耗60%左右,若是有关人员继续忽视此问题,不完善其设计,就会造成更大的资源浪费。

(三)空调系统的运行管理

虽然完善空调设计能够减少资源浪费,但是无法保障暖通空调一直处于低能耗运行状态。在我国市场中有各种类的空调系统,虽然其具有开关机以及季节转换等功能,看起来十分完善,但是与其理想效果相差甚远。除此之外,在管理空调系统的能耗上,不同管理人员之间的管理差异较大,甚至会存有约为50%的能耗差距。

(四)空调与其节能技术的创新

随着科学技术水平的提升,人们对传统的空调及节能技术进行创新,虽然新型空调、新型节能技术能够使空调能耗大幅度降低,并且对其研究年限较长,研究成果也较为成熟,但是由于我国政府对其扶持力度较小,所以其并未形成产业化的发展趋势。

二、民用暖通空调系统节能的重要性

现阶段,我国建筑能耗在国民经济总能耗中占有极大比重,根据有关数据发现,在发达国家中的建筑能耗占其总能耗40%左右,而在我国,仅仅在暖通空调的能耗上就占据了建筑总能耗的30-50%左右,并且此占比率正在逐年上升,这使得我国能源供给与需求之间的矛盾愈发严重[2]。而且民用建筑的暖通空调所使用的资源多为非再生资源,特别是电能,占比极大,从而造成了不可再生资源的浪费及环境恶化程度加深。根据有关研究发现,对空调的设计及运行进行完善,能够节约15-20%的电力,同时还能解决在室外天气过于炎热,电力系统负荷过大而引起的停电事故。

三、新型节能材料在民用建筑暖通设计中的应用

目前,我国市面上最常接触的节能材料主要以透明隔热的纳米材料为主,尤其在民用建筑的玻璃上得到了有效的应用。另外,透明隔热的纳米材料具有较多特点;首先,在力学性能上,其比贴膜隔热的材料更高。这是由于透明隔热的纳米材料中的纳米微粒较大,成膜物也较大,在保证其性能稳定的同时,还能够增强膜的硬度。此外,纳米的导电氧化物因其自身结构特点,使得其涂膜硬度较高,光洁度良好。

其次,新型节能材料具有较强的耐磨腐蚀性及抗老化性,并且还有良好的透明性。这是因为纳米微粒对不同的光线会发挥不同的作用,主要有吸收作用与反射作用等,使涂料具有高强度的耐腐蚀性及抗衰老性。因为纳米的粒径比可见光波长要小很多,所以可见光可以穿过此微粒,进而产生透明效果。

然后,新型节能材料具有较强的自净能力。这是因为纳米材料的表面积较大,具体较强的活性,所以提升了其催化能力,受到紫外线与氧气的影响,新型材料能够发挥其自净能力。

另外,新型节能材料价格低廉,能够解决玻璃透明及其隔热等问题,但是由于纳米涂料在我国还未得到广泛的应用,因此,有关人员要加强对纳米材料的认识程度,提升其应用力度。

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四、新型节能技术在民用建筑暖通设计中的应用

(一)热泵技术

热泵就是将地表水、地热以及大气等在自然界中多种低温热能当作热源,使用压缩机将此些低温热能转变为高温热能。目前,在我国多个暖通空调设计上,热泵技术已得到广泛应用。热泵技术具有三大优势:第一,它能够长期使用海水、工业废水、城市污水等低温热能资源,还可将生活中一些无法使用的低温热能发挥其效用[3]。第二,热泵技术是当今时代最佳节省能源的一种技术,可以使天然气等多种热能资源得到有效利用。第三,热泵技术除了可以为人们提供热能,还可以进行制冷,在某一条件下能够逆向使用,进而使其具有热源和冷源。此外,使用热泵技术,还能够降低不可再生能源的消耗,还可以减少CO2等有害气体的排放状况。

(二)排风余热回收技术

一般情况下,由于夏季空调所排出的空气温度比室内新风的温度低,而且在含湿量上,室外较室内的低,如果想要降低室内新风的温度及湿度,就要使用热回收装置交换其冷热度;但是如果是在冬季,可以使用同种方式,对室内新风进行加湿。针对实际状况来看,上述操作可以使用全热回收型及显热回收型的设备进行。另外,排风余热回收设备除了可以应用于民用建筑空调中,还可以用于其它建筑行业中,既能够达到节能环保的目的,又可以改善室内的空气质量,其应用前景较为广泛。但是此项技术在我国尚未成熟,仍需探索,进而提升民用建筑暖通质量,改善人们生活环境。

(三)变流量技术

由于民用建筑暖通空调在其系统设计上是根据良好的气象条件设计的,所以空调每天变化负荷比其实际运行产生的负荷要小很多。另外,水和空气都是冷热的载体,也会根据空调的负荷进行一定的变化。因此,使用变流量技术不仅是为了提高民用建筑暖通空调的质量,同时也是为了节省能源,进而实现节能环保的目的,促使我国的暖通空调技术能够得到更好的发展。

(四)蓄能空调技术

蓄能空调技术相比于其他新型节能技术而言较为成熟,而且在我国一些地区已经有众多民用建筑暖通建设开始使用蓄能空调技术。但是单单使用蓄能空调技术,不能够直接达到节能环保的目的,所以其需要通过一定的转化来完成。在蓄能空调技术的使用上,主要有两个作用。首先,移峰填谷。就是将一些高峰电负荷转移到低谷中,这不仅可以减少电力系统所产生的负荷量,还可以提高发电厂天然能源的效用。因此,蓄能空调技术是一种广义上的新型节能技术。其次,就是使用蓄能空调技术,此技术可以缩小电力的生产规模。我国的一些中南部城市,一年中大分部的温度都较高,所以人们使用空调的频率较高。尤其在夏季使用的最为频繁,由于夏季温度较高,所以使得夏季的空调负荷占其总负荷的比重较大,一些城市已经远远超过50%以上。因此,在民用建筑暖通空调系统中使用蓄能空调技术,不仅可以有效地进行移峰填谷,还可以在很大程度上缓解我国电力供应紧张的问题。

(五)建筑热电冷三联供技术

与直接燃烧相比,天然气作为天然能源,在城市中已被大规模的使用,为了有效提高其能源利用率,可以先使用天然气进行发电,再利用发电剩余的热量进行制冷及供热[4-5]。另外,使用建筑热电冷三联供技术,主要是实现大型建设进行自行发电,从而降低其运行中的负荷,能够有效提高居民用电安全,还可以在很大程度上减少因输电线过长造成的电力损失。与此用时,利用建筑热电冷三联供技术能够将城市供热及空调能源等问题解决,并且对于整年存有稳定的电负荷、冷负荷及热负荷的建筑来说,建筑热电冷三联供技术能够发挥极佳的节能效果,进而提升其经济价值。

结束语

综上所述,新型节能技术有热泵技术、排风余热回收技术、变流量技术、蓄能空调技术及建筑热电冷三联供技术,而新型节能材料主要为透明隔热的纳米材料。在民用建筑暖通设计中的使用此些新型节能技术与材料,不仅能够实现节能环保的目的,还能够促进我国建设事业更好的发展。

参考文献

[1]毛锡双.广西加强建筑节能工程质量监管大力推广使用自保温复合保温新型墙材、节能门窗以及建筑节能与结构一体化技术[J].墙材革新与建筑节能,2017(09):12.

[2]陈久旺,赵佳伟,郭智.新型建筑节能结构一体化技术探析——浅析以轻钢龙骨结构为支撑的泡沫混凝土现浇体系[J].建设科技,2015(21):38-39.

[3]肖红梅.打造“绿色、高效、节能”的新型高科技工厂——华星光电与世源科技联合举办“高世代低温多晶硅(LTPS)洁净厂房共性技术研讨会”[J].洁净与空调技术,2015(02):108.

[4]赵宇晗.关于建筑工程中新型节能环保材料的应用[J].建材与装饰,2016(19):187-188.

[5]袁瑗,马信海.合同能源管理与新型节能技术在星级酒店节能改造中的应用研究[J].绿色建筑,2015,7(06):48-51.

论文作者:郁凯杰

论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期

论文发表时间:2019/1/3

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