浅谈办公建筑暖通节能设计论文_庆杉,李德英

浅谈办公建筑暖通节能设计论文_庆杉,李德英

北京建筑大学 环境与能源工程学院 北京 100044

摘要:办公建筑暖通节能设计与技术并大力推广应用意义重大,它不仅仅能使当前我国城市能源紧张的局面得到有效缓解,同时更能在广大的范围内倡导一种能源节约的当代生活理念,对于促进经济社会的可持续发展也有着不可替代的作用。

关键词:办公建筑;暖通节能;节能设计

引言

研究发展办公建筑暖通节能设计与技术并大力推广应用意义重大,它不仅仅能使当前我国城市能源紧张的局面得到有效缓解,同时更能在广大的范围内倡导一种能源节约的当代生活理念,对于促进经济社会的可持续发展也有着不可替代的作用。同时我们也要看到,节能设计与节能技术的进步和发展必须要有一个完善的节能法律法规体系作为其发挥作用的环境才能达到节能设计的最优化效果。

1 影响节能暖通空调的因素

在房屋的建筑热工设计时,为了使房间内产生舒适的微气候,往往需要恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此,围护结构在热工设计中是十分重要的,除此之外还有建筑规划设计、太阳辐射、空气温湿度等多方面。

围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户(包括阳台门等);内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中,围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的。

建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素―辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响,通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。

2 办公暖通节能的设计

2.1非电驱制冷技术

夏季天气炎热,往往也是城市用电量大幅上升的时期,特别是空调耗电已经成为夏季城市耗电的主力军,甚至直接导致了近些年来我国部分省市出现了拉闸限电的现象,究其根本还是由于能耗水平过高导致电网无力负担。在这种情况下,针对性的采取合理有效的节能措施以降低空调能耗就显得十分必要和迫切,非电驱制冷技术因此应运而生,其主要包括燃气空调和蒸发冷却空调两种。

2.1.1燃气空调

顾名思义,燃气空调便是直接以燃气作为能源来源的空调,我们通常所说的燃气空调是指燃气直燃机方式(广义的燃气空调方式还有:燃气锅炉+蒸汽透平驱动离心机、燃气锅炉+蒸汽吸收式制冷机等等)。当前技术条件下,利用天然气燃烧产生热量的吸收式冷热水机组、利用天然气发动机驱动的压缩式制冷机以及利用燃烧余热的除湿冷却式空调机等等是天然气在空调系统中主要的几种应用形式。燃气空调的投入使用为有效的解决用电高峰期电网负荷过重的问题提供了一种现实可行的途径,可有效的改善用电紧张的状况,同时也可起到节约电能的作用,减少电能浪费。

2.1.2蒸发冷却空调

水由液态变成气态需要吸收、带走热量,蒸发冷却空调所运用的便是这个原理。可以毫不夸张地说,这是迄今为止最为环保的一种制冷技术,它甚至被人们称赞为“零费用绿色制冷技术”。蒸发冷却空调目前在我国的西北地区得到了相当程度的推广运用,这无疑是建筑暖通节能技术的典范,也是经济社会可持续发展理念所催生的产物。

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2.2热回收技术

热回收系统是指回收建筑物内、外的余冷(热)能或废冷(热)能。并把回收的冷(热)能量作为供冷(热)或其它加热设备的热源而加以利用的系统。建筑节能的一个发展方向就是利用热回收系统提高办公建筑能源的利用率。以空调为例:空调系统中可供回收的余热(冷)主要分布在排风和冷凝热中。在空调房间一般都装有新风系统。同时在各个房间内设有排风系统。因为排风的空气参数比较接近空调房内的参数,排气的温度相对自然温度具有一定的温差,直接排入自然当中就会造成热量损失。因此,在送入新风时,可以回收利用这部分排风中的能耗(包括冷量和热量),以达到达到节约能源的效果。空调的冷水机组进行冷凝热通常通过冷却塔排入大气当中,这样既造成环境的热污染,又浪费了能源。在使用中央空调的建筑当中,大多数是要求供应60度左右的热水,根据两种热量性质的不同,对排除的水源,可以采用直接回收和间接回收,以节约能源。

2.3蓄能技术

实际生产生活中,能源的消耗水平是呈现动态变化的,其很大程度上跟季节变化直接相关。用电高峰期电力供不应求,而用电低谷时电力供应充沛的状况已经长久存在,这就促使人们发展出在用电低谷时的蓄能技术,也就是在电力供应充足的时段将富余的电力存储在特定的媒介中,而等到用电高峰时段再将存储的电力释放,以此来平衡电力供求关系,降低电能损耗,提高电网运行效率。在办公建筑的暖通设计中积极采取蓄能技术,可以在很大程度上降低办公建筑的能量消耗。巴西是这一技术应用非常成功的国家,比如其使用的抽水蓄能电站,将每度电的成本由3.5美分成功降低到2.5美分。

2.4热泵技术

热泵是一种利用高位能使热量从低位热源刘翔高位热源的装置。在我国,热泵技术中的低位热源主要是指水源热泵、地源热泵和空气源热泵。其中水源热泵包括海水、污水、地下水和地表水等热泵。地源热泵包括土壤和地下水热泵等。热泵在我国有着广泛地应用。据统计,1996年我国的空调设备的总制冷能力约为200万kW,其中,热泵型机组的制冷能力就约占60%。尤其在人口集中的大中城市,能源消耗大,污染问题突出,这就为热泵的应用创造了条件。

水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源,进行转换的空调技术。水源热泵在我国南方的深圳、广州,过度地区的南京、上海,以及北方北京、大连等城市的办公建筑中有着广泛的应用。水源热泵具有许多优点。水源热泵既高效,又节能;还可有效利用可再生能源,节水省地;环保效益明显;一机多用,应用范围广;运行稳定可靠,维护方便以及符合国家政策,获得国家政策性支持等。

地源热泵是一种利用浅层地热资源,既可供热、又可制冷的高效节能空调设备。其利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖制冷空调系统,其利用的是清洁的可再生能源。它的成功使用,使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。此外,地源热泵既可供暖,又可空调制冷,还可提供生活热水。并且,使用地源热泵具有自动运行、无环境污染、维护费用低、使用寿命长、维护生态环境平衡和节省空间等优势,因此,在城市办公建筑中有着广泛地应用。

空气源热泵是指将空气中低温热能“泵送”到高温位来供应热量需求的热泵设备。其利用冷媒,在压缩机的作用下,在系统内循环流动。冷媒在压缩机内完成气压升温、升压过程,进入换热器后释放出高温热量加热水。冷媒不断地循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程。它具有使用安全,省钱,厨房制冷,绿色环保,低碳时尚等特点,因此也备受办公建筑群的青睐。

结束语

我国商业经济的飞速发展也促使了城市办公建筑的增多,同时由于办公建筑本身的特点,其巨大的能源消耗情况也越来越受到社会的关注,这其中尤其是暖通能耗为甚。因此,针对办公建筑的暖通能耗进行相应的节能设计,实施有效的暖通节能措施对于办公建筑能耗水平的降低意义重大。

参考文献

[1]黄绪,戴煜.建筑暖通施工难点与改善技术研究[J].信息记录材料.2018(02).

[2]崔艳青.论暖通空调施工与设计中节能技术[J].绿色环保建材.2016(10).

[3]《暖通空调》理事会章程[J].暖通空调.2016(11).

论文作者:庆杉,李德英

论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期

论文发表时间:2018/7/18

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