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摘要:近年来,我国的建筑工程建设有了很大进展,其对能源的消耗也在不断增加,绿色建筑逐渐兴起。暖通空调是绿色建筑中的能源消耗大户,因此在绿色建筑暖通空调设计过程中需要遵守节能减排的理念,确保空调设计与可持续发展目标相符合,实现能源的有效节约。基于此,文章首先指出相应的设计原则,然后围绕绿色建筑暖通空调系统的绿色设计展开分析,希望可以进一步提高绿色建筑设计水平,实现建筑行业的可持续发展。
关键词:绿色建筑;暖通空调;设计原则
引言
建筑暖通空调的设计水平对建筑能耗的环境友好性影响是巨大的,在当前我国绿色生态环保理念深入人心的时代背景下,利用新型的暖通空调设计方案和先进的施工技术来降低建筑的能源消耗,是符合可持续发展潮流的必然选择,建筑设计施工单位要从设计理念优化和施工技术创新等多个方面提升建筑暖通空调设计水平,在给建筑用户提供高质量的服务前提下,实现建筑领域节能环保的高质量发展需求。
1暖通节能空调的设计原则
首先,暖通节能空调设计所遵循的基本原则为节能。在对空调节能设计过程中,实际应用指导指标以人体热舒适度为准则。在空调热舒适度指标中,影响因素有多个方面,如空气温度、相对湿度、劳动强度、辐射温度等。通过对以上方面的参数进行调整,能够在确保室内人员处于舒适状态的同时,实现空调系统能源的节约;通过对空调所处建筑物的热工性能参数进行分析,使室内空气状态参数随室外参数的变化进行及时感应调节,以保证室内人员有良好的工作条件和生活条件;另外,在相应空调系统中合理选用设备及布置管路,如优先选用COP值高的空调设备、尽量控制管路长度、降低输送能耗,确保好材料与投资用度以节约成本。其次,暖通节能空调的设计原则需要满足日常生活环境的要求,除了必要的舒适温度,环境的舒适程度同样能够对人体的舒适性造成影响,因此在进行暖通节能空调设计过程中,可以从环境的光线、声音以及相应的空调室内机形式、色彩上与整个环境进行搭配。再次,空调节能设计要正确处理局部与整体之间的关系。例如,在北方,冬季大多采取集中供暖的方式,该方式不仅能够降低能源的消耗,同时还能提升能源的综合利用率。因此,在确保集中供暖的前提下,使用暖通空调节能设计可以从以下两个方面考虑:第一,保证各采暖房间相应的温度等参数能够独立调控;第二,采暖系统的冷热量分配能够实现分户分室的调控与计量。最后,暖通空调节能设计要确保对室内空气质量的保障,暖通节能空调当前的设计趋势以加大通风量为主,从而导致设备能耗增加。通过配合建筑专业优化建筑空间和平面布局,优先采用自然通风方式保证室内空气品质,设置机械送风系统时应经计算合理确定新风量而不是盲目加大,对室内空气进行合理的气流组织设计与排风处理,能够在保障空气质量的同时大大减少资源的浪费。
2基于绿色生态环保理念的暖通空调应用技术
2.1多元化冷热源节能技术
在进行暖通空调系统设计时,要充分考虑建筑所在地的自然气候特点、能源禀赋以及电网负载能力等客观因素,充分地利用多元化的清洁可再生能源作为暖通系统的冷热源,比如风能、太阳能、地热能、潮汐能等零碳排放强度的新能源具有很好的环保特性,可以充分利用这些能源为楼宇空调系统进行供能,不但能够满足环保要求,而且会带来很好的经济效益。在冷热源技术方面,可以采用冰蓄冷(有昼夜峰谷电价差地区)和热泵相结合的技术手段来实现节能需求。冰蓄冷空调的技术原理主要是利用水在固液相变时的放热进行蓄冷,相变能量释放量要远大于水降温放热量,因而蓄冷效率更高,也具有更强的经济性,采用蓄冷空调可以充分利用电网夜间富裕电能,实现电网填谷功能,不但能有效利用富裕的电能,而且对缓解电网供需不平衡的问题有非常广阔的应用前景。热泵技术也是能够有效提高暖通空调系统节能环保性能的一项新型技术,利用四通换向阀实现蒸发器和冷凝器功能切换从而达到制冷工况与制热工况的转换。
对于冬季室外温度较低的地区,可采用风冷涡旋压缩机喷汽增焓热泵技术、双螺杆机双级压缩热泵技术、热源塔热泵技术均能取得不错效果。
2.2综合分析空调节能系统
空调节能系统的应用需要调动完整的空调系统,也就是需要空调系统中能源输送各部分的搭配达到各自的节能效果,才能实现最终的高效节能。比如洁净空调系统,在确保其系统节能的基础上,合理设计气流组织形式、送风口数量、送风口形式、换气次数等。因此,对空调节能系统的综合设计可以通过以下方式来进行:先从源头上确保能源的低耗,采用针对性技术帮助设计师选择合适的洁净室布置方案;精准计算换气次数;在确定了洁净室布置方案及换气次数后,选择合理的空气处理方式。当前,一些高级的空调节能系统已采用先进化技术进行节能空气处理。
2.3适宜的系统形式
在系统应用中,需要结合具体项目情况进行管路形式选择,以满足工程的建设需求。两管制系统有一个缺点:两管制系统在通常情况下,设计人员会按照空调系统的供冷运行工况选择循环水泵;那么,当冬季来临空调转入供热工况时,循环水泵往往无法在高效率区运行,继而造成电能的极大浪费。因此,若暖通空调水系统采用两管制系统,宜分别设置冷水循环泵和热水循环泵。除了两管制系统,空调水系统还有三管水系统与四管水系统。三管水系统可以同时供冷、供热,但存在冷、热回水的混合损失不利于节能。四管水系统不仅可以同时供冷、供热,而且节能性好,但结构复杂、造价较高。若建筑工程对暖通空调要求高,需要频繁转换供冷和供热两种工况或需同时使用时,宜考虑选用四管水系统。在选择水泵时,一般来说,系统冷水泵与冷水机组在数量上应采用一一对应的设置方式,保证在运行时机组与水泵能够一一对应的运行。通常有两种连接方法:一种是冷水泵与冷水机组一一对应的连接方式(通常称为“先串后并”);另一种是冷水泵与冷水机组各自并联后通过母管连接的方式(通常称为“先并后串”)。优先采用变流量系统,通常分为压差旁通控制变流量系统和水泵变频变流量系统,使用户侧的系统总水量随着末端装置流量的自动调节而实时变化以节省能耗。
2.4优化建筑围护结构的热工性能
为了保证供暖空调使用效果不受影响,应该针对建筑热功性能涵盖范围宽广的实际情况,一旦建筑物保温性、气密性等方面出现问题,将会影响制热效果,需要耗费大量的能源。因此当下需要考虑建筑中热量的维持与建筑保温性、气密性等方面的联系。另外,热量需要借助建筑物内部的围护才能扩散,考虑到建筑内部热量传递的速率与建筑形式密切相关,应该针对建筑所采用能源随着建筑体形系数的改变而发生变化的实际情况,务必在暖通空调设计中注意建筑体形系数与空调节能的关系,需要在采暖建筑受到外部冷空气渗透,在气密性差的部位或存在热桥的部位会造成大量热量损耗的实际情况进行调整,灵活选择建筑材料,提升建筑内部构件安装的精度,强化建筑内部的密封性能及降低热流强度,以此降低空气渗透对调温形成的能量损耗。
结语
综上所述,建筑暖通空调节能设计需要遵循设计原则以及国家相关部门对建筑行业提出的规范要求,考虑影响暖通空调使用效果的因素,做好各个方面因素的控制,提升建筑内部的气密性,将空气渗透形成的热量损耗降至最低,并且优化相关设计,完成暖通空调系统参数优化配置,加强节能技术在暖通空调使用的合理性,有效的控制采暖空调应用期间造成的能源浪费。相关领域的工作人员需要密切关注国家对此方面出台的政策规范,还应该不断优化空调系统参数以及设计形式,以此降低空调运行期间不必要能量的损耗量。
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