暖通空调技术在绿色建筑中的应用论文_黄晓君

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摘要:绿色建筑能够实现对能源、材料的充分利用,并在尽量不对环境产生影响的基础上,确保居住人员的身心健康,体现“绿色环保”理念与“可持续发展”的观念。而在绿色建筑中暖通空调技术扮演着重要角色,如何充分发挥暖通空调的作用,为居住人员创造良好的室内环境,已逐渐成为暖通技术人员关注的热点问题。本文介绍暖通空调技术在绿色建筑中的应用原则,根据现阶段暖通空调技术在绿色建筑中运用的主要问题,提出相应的可行性建议,以便于促进我国暖通空调技术在绿色建筑中的应用。

关键词:绿色建筑;暖通空调;应用;节能;环保

引言

在绿色建筑中的应用原则循环原则:对暖通空调系统的部件进行回收,并且进行分类整理,如果有可以循环利用的应充分利用,如果不能利用的应进行其他方式的处理,将处理后的转化为生产原料。岩棉、玻璃钢等材料无法回收再利用,所以在设计的时候应尽可能的减少此类物品的使用。节能原则:暖通空调用在绿色建筑中的目的是节能,暖通空调实施离不开暖通空调系统,其中包括暖通施工设计方案、设备类型选取、设备安装、系统检修、养护、调控等环节,将暖通空调技术应用在绿色建筑中,有利于控制系统设计和运行成本。回用原则:绿色建筑中,系统的回用离不开暖通空调系统,暖通空调系统内的每个部件都是独立的,多数部件都可进行拆卸。暖通系统长时间运行后,个别零部件无法使用,其中的管材、运行设备或原材料等经由检修和养护,可以回收再用。

1建筑能源消耗的原因及影响因素

产生的原因:建筑在使用过程中,自然采光无法穿透或满足室内的要求,人们对采用照明设备来满足人们的需求,这对采暖设备与暖通空调能耗产生一定的影响。暖通空调产生能耗的原因比较复杂,能源的消耗主要目的是为了提高居住者的生活质量,创造出健康、舒适、安全的生活环境。但是室内与室外会产生温差,使得建筑的围护结构传热,使得室内的热量不断减少,这需要暖通空调持续运转,以满足室内长期处于舒适状态下,此时暖通空调向建筑物所提供的冷、热量就是建筑物的能耗。冷热产生能耗的主要影响因素:室内外温差的影响:当建筑物在使用过程中,室内外温差越大时,为了保证室内具有更好的舒适度,应增加暖通空调的运转,这过程中产生大量的能耗,在夏季环境温度过高,为了满足人们舒适度的需求,会加大制冷的消耗,在冬季环境温度过低,为了满足人们舒适度的需求,会加大制热的消耗。室内热源的影响:随着人们生活水平不断提高,室内各种电器不断增加,人体和电器都会散发大量的热量,在夏季制冷需求增加,冬季制热需求量减少。围护结构面积大小的影响:建筑物的围护结构面积对能源的消耗也有很大的影响,如果室内热源对建筑围护结构产生很大的影响,当建筑围护结构很大的时候,制冷量会不断减少,如果室内热源对维护结构不产生较大的影响,随着围护结构面积不断增大,建筑能耗不断增大。

2绿色建筑中的绿色节能暖通空调技术

2.1被动式方式

利用被动式的方式提高室内生态环境,主要是通过合理布置建筑朝向与周围环境,科学选择建筑材料与结构等,有效调节太阳能辐射、处理自然通风,使日光、热能、空气流等仅在合理、有益的时间进入建筑室内,实现对热、冷空气的良好储存与合理分配,使建筑物能够充分利用自然资源,实现“冬暖夏凉”。

(1)控制太阳辐射。太阳辐射对于建筑暖通空调技术而言有利也有弊:首先,提高太阳光进入室内的辐射量,可以充分利用太阳辐射热能,减少冬季暖通空调的采暖负荷,并能充分利用昼光照明,降低室内电气照明的能耗。但是在夏季,太阳辐射量的增加又会导致室内日间空调冷负荷升高。因此,必须对太阳能辐射能量进行有效控制。首先,选择节能玻璃。优先选择双层玻璃、Low-E玻璃、镀膜玻璃,使可见光能够顺利穿过,并对长波辐射进行有效遮挡,提高温室效应。其次,应用内置百叶技术。双层玻璃夹层中空腔安装百叶,百叶的角度可通过光电或磁力控制而发生改变,从而对直射光进行有效遮挡,并使可见的散射光通过。另外,布置建筑外遮阳板。将外遮阳板结合太阳能电池,起到降低室内空调负荷的目的,同时为室内提供照明能源,实现了照明与空调负荷的有效协调。

(2)利用自然通风。自然通风涉及因素较多,因此,比较难以实现有组织的自然通风。但是,可通过利用计算流体力学软件与能耗分析软件,并借助于先进的自动控制系统,使自然通风简单易行。在过渡季节,有组织的自然通风能够为室内提供新鲜空气,并有效降低室内温度。同时,在高温天气时,充分利用夜间进行自然通风,使建筑围护结构与室内家具的蓄热量得到有效降低,从而使白天空调的启动负荷大大降低。实践发现,在夜间进行充分的室内通风,能够使白天室内的温度降低至2~4°。对于外窗无法开启或双层、三层的玻璃幕墙,可通过间接自然通风,将室内空气引入双层玻璃的夹层,然后排放到室外。比如厦门第一个绿色三星建筑海沧生态花园住宅项目的超高层住宅,外飘窗正面采用三玻两腔内置百叶玻璃,侧面采用开启式双层中空玻璃,玻璃均为高透型Low-E玻璃。既控制了太阳辐射,又可以自然通风。

2.2主动式方式

建筑规模的日趋复杂,使得很多建筑气候区无法通过被动式方式保持良好的室内环境。因此,就需要借助相关的机械设备、电气设备,使室内保持良好的生态环境。

(1)置换式通风系统。置换式通风系统中,新鲜空气通过调整后,通过利用下送风或顶回风的方式送入室内工作区,然后在密度差的作用下,使得冷气流由于较大的密度而向下流动,并在地板区域的位置形成温度适宜、空气清新的空气湖,热气流(向上)与冷气流(向下)形成对流气流向上部运动,并在房建顶部的排风口处排出室外。根据羽流原理,室内流场分成了下部低温单向流动区以及上部紊流混合区,上下两个区域形成一个热力分层高度,而通过合理控制这一高度值,就能使室内的空气质量得到保障,实现建筑的节能降耗功效。在进行置换通风系统的安设时,应注意符合以下几个要求:首先,置换通风器附近不能有体积较大的障碍物影响送风;其次,置换通风器较宜靠外墙或者是外窗的位置;另外,冷负荷较高的情况下,应根据要求安设多个置换通风器;此外,室内置换通风器的安设时,整体布局应与室内的整体空间相互协调。

(2)冷辐射吊顶系统。冷辐射吊顶系统主要是利用铜盘管内循环的冷水和热水,对室内的人们、地面、墙面以及电气设备等提供冷热辐射,实现对室内温度的调节,并达到制冷或供暖的效果,并由独立的新风系统满足室内的通风换气需要(如图1)。冷辐射吊顶系统搭配独立新风系统,能够合理控制室内湿度,提高室内舒适度,并能有效缓解冷辐射吊顶系统的室内空气结露问题,因此,合理搭配新风系统就显得尤为重要。

(3)地源热泵空调系统。地源热泵技术是通过对浅层地热能源的合理利用,来实现建筑暖通空调的冬季采暖或夏季制冷中实现计划目标。

3绿色建筑中的暖通空调的应用分析

太阳能暖通节能技术在绿色建筑中的应用:太阳能是一种可再生资源,是自然界中主要的热能和光能,而且太阳能是一种清洁能源,所以应用在建筑工程中避免环境污染。太阳能暖通技术的原理是通过集热设备采集太阳热量,然后在热导循环系统中将热量导入到换热中心,再将热水导入采暖系统中。这种太阳能供暖工程寿命在20年以上,所以有很好的推广前景。蓄冷技术:由于到了夏季用电量急剧增加,很多地区通过拉闸限电的方式,为了降低用电峰谷差,一种新型的高效节能蓄冷空调应运而生,这种方法的出现有效的解决用电量增加受限拉闸的问题。蓄冷技术实现了生态环境改善、资源配置优化的改革创新,具有很好的经济效益和社会效益。主要是通过夜间用电低谷期,在蓄冷设备中,通过将冷量以冰或水的形式进行储存制冷,当到达电力高峰阶段,将储存的冷量释放出来,这种方法有效的节约运行电费,而且可以达到节能环保的目的。地源热泵技术:我国目前面临着严重的能源危机,所以在进行节能技术使用和推广的时候,更应该做好相关的技术论证、经济论证,这样才能使节能技术达到理想效果。地源热泵技术可以达到节能和清洁的效果,但是如果使用的不正确,就会产生严重的不良效果。地源热泵技术的运用范围受到一定的限制,地源热泵通过土壤进行蓄热,利用土壤进行热能的存储和释放,所以应考虑其规模和用地面积,当冷热取存不平衡的时候会消耗大量的电能。

4暖通空调技术的应用前景

随着世界能源危机的不断加剧,人类在能源减少使用方面面临很大的压力,有很多应用在建筑工程中的暖通系统只是在房子的温度和湿度上满足人们的需求,没有充分的考量到节能和环保,导致对空气来回的制冷加热,使得能源的严重浪费。过去建筑在外面对保持湿度的要求不高,所以其使用寿命降低。随着人们节能环保意识的不断提高,暖通空调技术以节能环保的形式出现,有效的减少能源的消耗、减少风量、降低照明,在屋内形成舒适的环境,暖通空调技术的优点决定着其在未来会得到广泛的应用。

5结语

随着人们环保意识的不断增强,促使城市绿色建筑数量的增加,人们享受着绿色建筑所带来的舒适和安全生活,在绿色建筑中,暖通空调系统采用节能环保技术进行设计,有效的实现能源的节约。尤其是科学技术快速发展新形势下,绿色建筑暖通空调技术不断提高,为社会的可持续发展奠定良好的基础。

参考文献:

[1]张磊,陈丽芳,胡文,等.绿色建筑中暖通空调设计方法初探[J].智能建筑与城市信息,2014(08):56-60.

[2]杨健.绿色建筑暖通空调设计的技术研究[J].低碳世界,2016(16):138-139.

[3]尹鹏,李德英,张思健.暖通空调系统在绿色建筑中的设计与应用[J].建筑节能,2018,46(04):74-77.

论文作者:黄晓君

论文发表刊物:《建筑细部》2018年第26期

论文发表时间:2019/7/22

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