摘要:绿色建筑作为当下我国建筑体系中“人与自然和谐共处”的理念具象化,对我国的建筑行业而言,无疑是革命性的的改变。绿色建筑设计中强调人与自然的和谐统一,建筑元素中大量运用自然、节能、和谐的相关元素,使得建筑本体与自然的相互关系更加的融洽。在本文中,笔者对当下绿色建筑在暖通空调方面的节能措施进行简要的阐述,以期望为同行的工作人员提供相关借鉴。
关键词:绿色建筑;发展趋势;暖通空调
前言
随着我国经济的不断发展,人们的生活水平也在不断提高。近年来,城市建筑与自然环境的矛盾越来越明显,环境污染、能源消耗、居住体验下降••••••都是人类与自然环境冲突的主要表现。基于解决人与自然的矛盾关系,重新审视人类在自然中的地位,绿色建筑概念应运而生。在绿色建筑的设计理念钟,人类建筑与自然的关系是和谐统一的。人类建筑作为自然环境中的一体而存在,与周边的生态环境能够进行有限的能量交换,从而减轻了人类建筑与自然环境的矛盾。但在我国的绿色建筑标准中,绿色建筑设计的实现具有一定的难度。
1 我国绿色建筑的理念
1.1节能减排理念
在绿色建设计中,节能减排作为绿色建筑与自然环境和谐共处的指标之一,是绿色建筑设计的核心价值体系。在实现的绿色建筑的措施中,绿色建筑通过合理的朝向布置、节能减排设备的设置等手段,实现建筑0排放的同时也造就了一个适宜人类生活的环境。
1.2与自然和谐统一的理念
绿色建筑的本质理念在于建筑本体与周边环境及的和谐统一。为此,设计师需要从建筑的外形、功能、排放等相关方面入手,根据周边的生态环境对建筑进行设计,将建筑本体融入周边的自然环境当中,创造一个既适合人类居住又与自然和谐统一的理想环境。
2 绿色建筑的能耗概况
作为工人类居住的建筑,绿色建筑在使用能源的方面要求相对较为严格,其中暖通空调设备作为建筑能耗中的主要部分,其主管节能的措施更加严格,下文中,笔者将从绿色建筑体系中的暖通空调设计角度入手探讨绿色建筑在暖通空调方面的节能措施。
2.1设计角度
2.1.1采暖
1)体形系数与窗墙面积比的确定。在设计建筑时应当选择合理的体形系数和窗墙面积比。体形系数大,同体积的建筑,外表面积越大,在相同条件下通过外围护结构传热量也越大,增加建筑的冬季采暖能耗。因此应当尽量减小建筑物的体形系数;某一朝向上的窗墙面积比越大,则该朝向上的开窗面积越大,窗玻璃的传热系数一般较相应墙体的传热系数大得多,实际施工中窗与墙接缝处保温效果一般也较差,窗缝数增多还会增加房间的冷风渗透,因此增大窗墙面积比也会增加建筑物能耗,但是开窗过少会影响建筑物的采光、通风,因此窗墙面积比也不宜过小。在实际设计过程中,暖通专业应当与建筑学专业沟通,严格按照《公共建筑节能设计标准》,对建筑物的体形系数、窗墙面积比、外围护结构的传热系数进行综合考量。
2)热负荷计算。一般的民用建筑,在施工图设计阶段,应当严格遵照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,对每个房间进行热负荷计算,计算时,应注意各类附加和不同采暖系统负荷计算时的差异,不可热指标直接计算,因其计算结果往往偏大,会直接影响后续的系统、设备选型,增加建筑物能耗与运营成本。
3)系统形式选择。在能采用重力循环系统的前提下,应选择重力循环系统;系统的选择还应便于分户计量,因此常选用双管系统或单管跨越系统,同一住户的各个房间最好还应实现温度独立调节;应当加大供、回水温差,减小水流量实现节能;低温热水辐射供暖系统比传统的散热器对流散热器供暖系统室内设计温度低2℃~3℃,因此可优先选择低温热水辐射供暖系统,降低供暖耗能。
4)热源选择。加强集中供热基础理论研究,大力推广集中供热技术,优先采用城市热网热量,取代传统的小锅炉房,提高燃料的燃烧效率,达到节能环保的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于有条件利用工业余热或热电联产余热的地区,可以采用余热锅炉,减少传统化石能源的燃烧。农村地区,可以采用生物质锅炉、沼气锅炉等特种锅炉作为建筑热源,充分利用当地的生物质资源代替煤炭。
2.1.2通风
常见的通风方式从通风动力上可分为自然通风和机械通风两类。自然通风的动力是由温差引起的热压和建筑物外气流引起的风压,不需要借助风机的动力,因此更加经济、节能,在设计时应当充分利用建筑物自然通风。
1)平面布置
对于一定区域内多栋建筑的布置,采用斜列式或错列式的布置更有利于将自然通风的气流导入建筑群内部,故应优先考虑这两种布置形式。
2)自然通风形式的确定
在炎热地区,应减少房间相对通风洞口之间的隔断,充分利用穿堂风,但也应同时考虑人体热舒适性的要求;在寒冷地区,尤其针对于公共建筑,应采用中庭进行自然通风,如果对中庭的气流组织设计有较高要求时,还可用CFD辅助建模模拟计算。
3)自然通风动力
当自然通风动力不足时,除了增大风压、热压外,还可减小窗扇的局部阻力系数(如使用平开窗)来强化自然通风。
4)通风量
通风量大小的确定应兼顾室内空气品质和建筑物能耗两方面的要求,当采用机械通风时,通风量过大势必引起建筑物能耗增加。对于通风量的选择设计则应遵照国家规范和相关行业标准,若国内相关标准没有涉及的问题,还可以参考 ASHRAE Standard62.1等相关国外标准作为补充。
2.1.3首个现代空调自20世纪初由美国开利公司发明至今已有100多年的历史。空调可直接调节室内热湿环境的温度、湿度、空气流速、洁净度,比传统采暖系统更具优越性,无论使中央集中式空调还是家用空调器都得到了广泛的应用,但高能耗也是其应用过程中不可忽视的问题。
1)室内空气设计参数的选择
室内空气设计参数的选择应严格遵照国家相关规范。其值的确定一要考虑人体对热湿环境的反应,常用预测平均评价(PMV)进行评估;二要考虑节能要求,避免过冷、过热使空调用电能耗过大;三要考虑建筑物的实际运营工况,对不经常使用的房间降低负荷和温、湿度要求,减少使用能耗。《绿色建筑评价标准》中将“人员短期逗留区域空调供冷工况室内设计参数宜比长期逗留区域提高1℃~2℃,供热工况宜降低1℃~2℃”作为控制项要求,设计时应特别注意。
2)中央空调节能
对于工业建筑的中央空调,应当设计一套中央空调能效管理平台,一般包括:冷机智能控制系统、水泵变频智能控制系统、空调箱变频智能控制系统、冷却塔变频智能控制系统,使中央空调系统能够灵活适应负荷变化,设计时还应注意空调空气压缩机余热的回收利用,降低使用能耗;对于民用建筑,也要注意中央空调的自控调节,以酒店为例,ASHRAE189.1—2014中要求“客人离开后30min内在设定温度基础上自动调高3℃(供冷工况)或调低3℃(供暖工况);空房状态时或客人离开时间达16h后自动设定为不低于27℃(供冷工况)或不高于16℃(供暖工况)。”依据房间的负荷变化,设置空调供冷、供暖工况的温度限值和调整范围,对于降低建筑使用能耗十分有利。
结语
本文中,笔者从绿色建筑的概念入手,阐述了绿色建筑作为未来建筑的发展方向之一,其价值体系的核心核心组成部分的现况。并就绿色建筑在暖通空调方面的节能措施做了相关的分析与介绍,希望这篇文章能够起到抛砖引玉的作用,引发读者更多的思考。
参考文献
[1]GB50736—2012,民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].
[2]GB50189—2015,公共建筑节能设计标准[S].
[3]GB/T50378—2014,绿色建筑评价标准[S].
论文作者:付珍
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/28
标签:建筑论文; 节能论文; 工况论文; 自然论文; 建筑物论文; 系数论文; 自然环境论文; 《基层建设》2017年第14期论文;