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摘要:随着我国经济实力的提升与建筑行业的发展,再加上城市化过程中城市常住人口逐年增加、土地资源日渐稀缺,高层建筑作为应对城市人口增长和经济提升的主要措施,已成为国内现代化城市的建设趋势。暖通空调设备是高层建筑中调节室内温湿度、促进空气流通的基础设施,与高层建筑居住使用的舒适性和安全性息息相关,同时由于其运行过程中需要消耗大量能源作为动力,与建筑节能和环境保护也紧密相连。因此,暖通空调设计作为影响高层建筑功能和能耗的关键一环,对节能环保理念在其设计中的应用进行研究自然也很有意义。
关键词:节能环保技术;暖通空调;应用
1暖通空调节能环保技术应遵循的原则
1.1经济性
建筑暖通空调系统的设计方案决定了该系统施工安装中的建设成本,也关系着其投入使用后的运行维护费用,因此,经济性是投资者和运营方等多方关注的焦点。在对该系统进行节能环保设计时,一方面要从长远角度考虑其投入使用后的能源消耗与运维费用,另一方面也需兼顾所选暖通空调设备、配套设施材料以及施工安装调试等过程的费用支出。
1.2调节性
建筑暖通空调系统的设计应保证建筑物在一年四季中应对不同气候变化时,设备能满足用户居住舒适度和能源消耗最小的要求,因此,调节性是暖通空调系统顺应不同使用时期负荷变化的关键。在对该系统进行节能环保设计时,首先应根据项目所处区域全年最不利的气候条件计算出系统容量,其次应结合建筑物实际情况制定出可调节性的暖通空调设计方案,在此基础上综合考虑技术、经济等因素,优先选用自动化控制技术,在达到节能降耗目的的同时减少运行管理中的人工成本。
1.3稳定性
建筑的暖通空调系统承载着高层建筑物的供暖、供电、供气及通风等功能,因此,稳定性是关乎高层建筑功能实现和安全性能的重点。在对该系统进行节能环保设计时,其一应严格按照国家标准和地方规范,结合项目所在区域气候、建筑物功能等进行规划设计;其二应考虑建筑物投入使用后采暖、用电、用气等方面的变化,注重设计的灵活性;其三还须重视相关设备在建设安装和运行维护中的安全问题,以提高该系统的安全性能,保障其稳定运行。
2影响暖通空调系统节能减排的主要因素
2.1工程设计不规范
在暖通系统的实际设计过程中,一些设计工作者存在一些设计不规范、缺乏实践调查、专业基础不牢固等问题。还有一些方案设计人员更注重工程经济效益的控制,没有结合建筑内部构造、自然环境等开展设计工作,一味地增加暖通空调的数量,没能依照使用要求来提高设计的质量,这不仅会在施工过程中浪费大量的能源,不仅使得工程建设成本提升,对于后期暖通系统的使用也有着不利影响。与此同时,尽管部分工作人员在实际设计阶段,融入了节能环保理念,但由于缺乏实际经验,设计规划的指导作用不强,难以达到预期的建设效果。
2.2设计方案的执行缺乏有效监管
在结合设计要求筛选工程技术方案时,为有效保证设计与工程装设的质量,确保暖通空调系统建设的有序推进,应加强技术方案的审核,对其环保性能与经济成本进行具体、全面的评估。但现阶段,由于暖通空调工程技术要求存在差异,因此在施工监管方面,监管体系覆盖不全面、反馈不及时,阻碍了设计方案的有效执行。从相关暖通工程的设计情况来看,存在设计方案与建筑实际情况脱节的问题,导致在后期指导过程中,设计变更频繁。而部分技术人员根据自身的工作经验来进行工作,在出现操作失误后,不能及时采取合理的解决措施,对暖通系统的安装施工有着不利的影响。
2.3对节能减排原则的重要性认识不足
现阶段,部分设计人员在开展暖通工程设计规划工作的过程中,受传统设计习惯与思维的影响,对节能减排原则的重要性认识不足,设计方案脱离实际,不能有效协调设计成本、施工成本、能耗成本之间的关系。环境效益与经济效益不均衡,影响了暖通工程的建设与使用质效。
3暖通空调的节能环保技术探究
3.1应用变频节能技术
现阶段,变频节能技术得到了大范围的应用。分析来看,其优势主要体现在如下几点:(1)暖通空调设计阶段,为有效地降低系统的运行压力,延长暖通空调工作年限,存有相应的冗余产生。(2)众所周知,诸如室外气候、温湿度等因素均会在一定程度上影响到整体空调系统的运行负荷。(3)建筑自身的特点会影响到暖通空调的实际使用性能。以恰当的手段将变频节能技术引入到暖通空调系统的节能设计之中,可以大幅度的减少能源消耗,促使运行模式更加的多样,如此便能够达到节能增效的效果。除此之外,该技术对于暖通控制系统的进一步优化与完善也有着一定的积极作用,可以改善系统的不足之处。具体而言,其能够按照人类的实际需求恰当化的调节空调系统的工作频率,可避免空调在额定工作状态下处于全负荷工作状态,延长了空调的使用寿命。
3.2开发新能源、新技术
(1)可再生的能源。顾名思义,可再生能源指的是能够再次被利用的能力,如常见的风、太阳能,以及地源热等等,倘若能够有效地将这些能源应用到暖通空调之中,便可以达到节能的目的。在冬天,地源热泵空调能够通过吸收自然资源从而转化为热能传达至相应的建筑之中,而这里所提到的自然资源便涵盖了地下水、土壤、地表水等等;到了夏天,传达冷空气便需依托于靠自然资源进行热量的释放。实践来看,此类空调系统节能效果十分显著,因而被引入到办公楼、学校等区域;太阳能源是广泛存在的一种可再生能源,可以大幅度的缓解供电压力。应用太阳能进行暖通空调的节能设计,可以有效地改善城市的热岛效应,减小氟污染。(2)天然气资源。天然气属于一种常见的环保性能源,制冷时应用天然气可以在一定程度上减小排污量,可以降低对人体的伤害。且现阶段的天然气储量还是十分丰富的,因而,在不久的将来天然气或许能够被广泛应用到空调行业之中。
3.3系统运行管理方面
高效的运行管理制度对建筑节能起着很重要的作用,如果管理不善,将会造成较大地能源浪费。空调系统的运行基本都是在部分负荷下进行,室外气象参数也与设计不同,那么系统的运行工况和设计就是不同的。所以在设计时我们应注意,系统部分负荷运行时,系统和设备应可调,并能使系统和设备在部分负荷工况时在高效状态下进行,避免“大马拉小车”。当室外空气的温度或者焓值低于室内空气时,要考虑尽量使用室外新风,这样可以减少空调主机开启的时间,因为一台主机能耗一般是一台新风机组能耗的几倍甚至几十倍,而此时新风的使用即降低了能耗,又对室内空气品质得到保证,这也是所谓的过程设计的重要性了。同时,空调房间一般设有排风系统,排风的空气参数与空调房间的室内空气参数相仿,如果新风在送入之前可以与部分排风混合,吸收排风的冷量或者热量,这样就可做到部分能量的回收。间歇工作的空调通风系统,尽可能在预冷时采用循环风,不引入新风。人员数量变化大的系统,最热月和最冷月的新风量应该根据人员需要自动控制新风入口阀门,调节新风量。过渡季节应尽量采用室外新风的自然冷却能力,节省人工冷源的冷量。根据室外气候的变化,合理设置被控制房间的温度,避免夏季室内过冷,冬季室内过热的现象。
3.4改善建筑维护结构的保温性能,采用新型节能舒适健康的空调方式也可对节能起一定的作用
对于暖通空调系统而言,通过维护结构的传热量占总负荷很大比例,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传热量大小。所以国家节能规范中要求提高维护结构的保温隔热性能。影响人体热舒适性的环境参数很多,不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗却是不相同的。例如在冬季,如果我们采用传统的空调方式,通过加热的室内空气实现人体与环境的热湿交换,就需要较高的空气温度,此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果,改变传统的空调方式,增加辐射热(如低温地板辐射采暖),此时所需要的空气温度将会显著下降,一般12~14度即可,而传统方式设计温度在18~20度,显然后者比前者具有明显节能效果。
4结语
暖通空调系统节能设计与施工是一项系统性极强的工作,若要从根本上达成高效、节能效果,相关设计人员需从实际角度出发,顺应当前节能设计理念和要求,并围绕暖通空调系统节能设计中的节能技术和施工技术进行全面分析,从而确保暖通空调系统实现节能效果的稳定性发挥。
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