广东博意建筑设计院有限公司 广东佛山 528000
摘要:随着现代社会城市化进程的加快,建筑行业获得迅猛发展,相应的能源能耗逐渐增大。在建筑能耗中,暖通空调的耗能占据较大比重,因此,如何节约暖通空调的能耗,成为建筑设计的一项重点内容。文章主要就绿色建筑暖通空调节能技术与设计方法作了相关的分析,以供参考。
关键词:绿色建筑;暖通空调;节能设计
前言
伴随着社会经济水平的快速发展,人们生活水平的提高,人们对建筑设计有了更高的要求,除了对建筑房屋舒适美观的要求,同时,为了响应保护环境的口号,在绿色、节能、环保方面有着越来越高的要求。由于可持续发展观念的提出,建筑设计也开始重视绿色环保,而且也形成了一系列设计理念。暖通空调作为建筑设计的一部分,在节能设计方面占据非常重要的位置,因此建筑设计师应该充分重视建筑暖通空调节能技术的应用。
1 暖通空调的能耗分析
建筑楼宇的暖通空调系统对环境的温度、湿度、通排风是通过交换形式完成的。建筑能耗中的暖通空调系统的能耗,主要表现在:首先,受到环境系统及设备的设计与选型、运行维护与管理以及各种技术配置与能效比未能合理有效使用等的影响,都会使实际能耗升高,能量使用效率及能费比下降。其次,建筑物内实际空气环境的冷热质量及其变化因素的存在,也会影响到暖通空调系统的设计运行质量。
2绿色建筑中暖通空调设计技术
2.1通风技术
作为暖通系统中的一种,自然通风是最具有原始性和环保性的方法,同时是最节能的通风技术。而在建筑暖通系统中,主要利用热压与风压作为促进自然通风的主要动力提供方式。而在对绿色建筑室内自然通风进行设计时,主要注意
以下两点:第一,在采取风压作为自然通风的动力时,应着重考虑建筑的结构、格局以及朝向,避免因不合理设计而使室外风无法进入到建筑中,反而影响建筑通风;第二,在采取热压作为自然通风的动力时,应针对室内外热压进行合理设计,确保能够通过热压带走室内浊气,并为室内提供自然风,达到促进建筑通风通畅的效果。
2.2 太阳能技术
太阳能取之不尽,如果能够利用合理,设计得当,太阳能量是完全可以满足日常的采暖需求的。太阳能供暖系统由真空管太阳集热器、热水储罐、辅助能源和地板采暖四部分组成。其工作原理如下,首先利用特定的设备直接采集源源不断的太阳光,将其转化为热能,然后在热导循环系统的处理下将热量传至换热中心,转换成热水后再进入地板采暖系统,最后通过电子仪器来控制调节室内温度。运用这个系统,我们可以对现有的非集中供暖的住宅进行改型。对于城镇中住宅小区的家庭,有的是地板采暖,有的是暖气片采暖,不管是什么样的采暖方式,都会有带一个温控回路的燃气炉作为采暖的能量源。只要在燃气炉的进水口前串联一个小型的热水储罐,同时该储罐与室外的真空管太阳集热器形成一个简易的定温放水的回路即可达到太阳能采暖的目的。
2.3变频调速技术
与传统技术相比,变频技术空调消耗的功率仅为传统空调设计的66%,进而能够提高暖通空调设计的优化,降低能源的消耗,节约能源,保护环境。在设计中,需注意充分考量空调负荷的动态性,可以在循环水泵、相关处理机组中配备变频调速电机,从而使水泵、风柜能够更好地适应空调负荷内在规律。如果空调负荷低于峰值负荷,则应当采用变频设备,适当调整风机、水泵的转速,尽可能减少送风量、水泵循环流量,从而达到降低暖通系统输送能耗的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.4冰蓄冷系统优化技术
冰蓄冷系统的优化不仅可以减少用电量,有着良好的经济效益,还能降低能耗,实现低温送风,实现节能。一方面是在用电低谷的夜间将冷量蓄积在水中,在用电高峰期的白天释放冷量用于供冷,降低了电费支出。另一方面是同等条件下冰的蓄冷量远高于水的蓄冷量,所以蓄冷池的容积相对较小,热损失较小,一定程度上节约了耗能。当冷水温度在 1℃~ 4℃左右时,可采用低温送风,减小风机动力和风量,自然起到节能效果,虽然冰蓄冷系统中的冷冻机的制冷效率降低,但是整个系统的 COP 值增大,尤其是在夜间室外温度较低的时候,COP 值较高,此外制冷剂基本处于满负荷工作,工作效率和设备利用率也较高,即冰蓄冷系统的优化具有良好的节能效果
3实现绿色建筑暖通空调设计应用方法
3.1 改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
我们知道对于暖通空调系统而言,维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,如采用 PMV-PPD 指标对空调系统进行调控,可使空调系统在人体舒适的条件下节能 30% 左右。
3.2 减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计
暖通空调系统的节能设计应在各环节上减少能源的消耗,从具体的设计和运环节出发,建立整体的节能空调体系。热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料,如用热水预制保温的直埋管等措施,从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试,并采用平衡阀以及智能管网,实现对管流量的科学分配和有效管理,通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统,从而能实现对动力系统的优化设计和施工,为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。动力系统可选择效率较高、负荷特好,具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道,运用输送效率较高的载能的动力设备,有效提高输送效率,建立节能的空调系统运行模式。
3.3 优化对建筑热工性能的设计
在设计建筑方案的阶段,空调的负荷能力基本已经确定。外围护结构具有传热损失高的特点,尤其是寒冷地区,传热损失可以在 70% 以上,由此可见,优化设计外围护结构对于减少暖通空调能耗是非常重要的。首先,方案设计的初期,应全面分析建筑平面布置、外立面、自然通风、不同朝向太阳的辐射照度等各种
因素会对建筑能耗产生的影响。其次,围护结构在设计其热工性能时应符合国家规定的节能规范,对围护结构设计给予一定优化,选择传热系数相对较小且热阻大的材料,窗墙比与形体系数严格控制,避免选用玻璃屋面或者玻璃幕墙。外窗接受的日照时间较长,受到的太阳幅度也会明显较大,因此设计时应考虑到建筑内外遮阳问题,增加屋顶与外墙的绿化植被,提高建筑的节能特征,改善建筑自身构造完善节能措施。
4结语
总之,随着国内绿色建筑的发展,暖通空调系统的节能成为重点,所以节能设计的研究是暖通空调系统、建筑系统节能的基础。建筑作为人们生活中不可缺少的一部分,起着十分关键的作用。在建筑中融入绿色元素,是建筑发展过程中的新突破。所以我们要重视暖通空调系统的设计,加快新技术的开发。只有更加注意节能环保,才能保护好我们赖以生存的地球家园。
参考文献:
[1]高志强.绿色建筑暖通空调设计实现技术[J].山西建筑,2018,44(34):105-106.
[2]李祥.浅谈绿色建筑技术在暖通空调设计中的应用[J].中国设备工程,2018(21):165-166.
[3]李晓芳.绿色建筑的暖通空调设计节能与优化措施[J].居舍,2018(31):107.
论文作者:胡同喜
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/23
标签:建筑论文; 节能论文; 空调系统论文; 暖通空调论文; 系统论文; 暖通论文; 空调论文; 《防护工程》2019年第1期论文;