基于节能和绿建标准的建筑通风系统节能设计研究

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:董博
[导读] 摘要:在暖通设计人员工作中,需要对建筑通风系统节能设计予以快速掌握,针对通风系统节能设计中被轻视和忽视的问题予以有效解决。
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        摘要:在暖通设计人员工作中,需要对建筑通风系统节能设计予以快速掌握,针对通风系统节能设计中被轻视和忽视的问题予以有效解决。针对建筑节能、绿色建筑,对其中相关标准的要求予以充分考虑,对建筑通风系统节能技术措施、设计要点等进行分析和归纳,
        关键词:节能和绿建标准;建筑通风系统;节能设计
        引言
        随着我国近年来建筑节能、绿色建筑逐渐得到社会和建筑行业的广泛关注,在建筑节能标准方面,节能水平逐步提升,由最初的50%逐步提升到65%和75%,并且由最初鼓励引导绿色建筑标准,逐渐发展为强制执行。在暖通空调专业设计中,通风系统是最为核心的系统之一,在建筑供冷、供热、改善室内空气品质等工作中发挥着十分重要的作用,其中主要包括了空调风系统、普通机械风系统等等,在公共建筑暖通空调系统总能耗中,其能源消耗占据了其中了25%,在建筑节能、绿色建筑相关标准中,逐渐开始频繁的提及相关节能设计要求。但是因为较为分散的通风系统,具有较多的数量,在单个系统中具有较低的能耗,但是在设计人员工作中,通常忽视了节能设计工作。
        1通风系统节能标准要求
        在当前实行的《公共建筑节能设计标准》中,以及《绿色建筑评价标准》中,针对通风系统、通风设备等方面要求实施详细分析工作,为暖通设计工作人员提供指导,保证对通风系统节能设计予以快速执行,从而获有效促进建筑节能、绿色建筑等方面的发展。
        在当前阶段实行的《公共建筑节能设计标准》中,在第4.3节,以及在《绿色建筑评价标准》中,在其中的第5.2、8.2节中,都提出了明确要求,在通风系统节能设计中,主要在高效风机、风机变频、全新风运行、可调新风比等方面设计中予以体现,采用新风按需供给控制、通风系统半径控制、排风能量回收等方面技术措施,同时需要对以下标准条款要求予以遵循。
        在高效风机、通风系统半径控制方面的,4.3.22空调风系统、通风系统,超过10000立方米每小时的情况,风道系统单位中,风量耗功率需要尽可能低于这一数值。在风机变频方面,当通风系统进行了长时间使用,并且存在较大风量、风压等变化情况时,针对通风机设备,需要采用双速、变频风机。在全新风、空调风比设计工作中,在针对定风量全空气调节系统进行设计时,需要对全新风运行、可调风比等措施予以运用,并完成对相应排风系统的设计工作。针对新风按需供给控制方面,针对一些建筑空间中具有较大的人员密度,并且人流量变化较大,需要将二氧化碳浓度检测值作为依据,合理控制新风需求,在排风量也需要充分适应新风量变化情况,对房间的正压予以保持。在对人工冷、热源针进行运用过程中,针对空气调节系统实施预热、预冷运行,此时需要关闭新风系统;针对室外空气温度较低的情况,需要最大程度借助新风系统实施预冷。
        在排风能量回收方面,设置了集中排风空调系统,在对技术经济性予以保证以后,需要对空气—空气能量回收装置。在人员长期停留情况下,并且合适设置集中新风和排风系统的空调房间中,可以在各个空调房间中热回收功能双向换气装置进行安装。
        2通风系统节能技术措施及设计要点
        2.1高效风机与通风系统半径控制
        在《公共建筑节能设计标准》和《绿色建筑评价标准》中,针对风机单位的风量耗功率都进行了相应控制要求的提出,根据相关计算公式可以完成相应计算,对于风量耗功率而言仅仅会受到风压、风机效率等方面的影响,在风压方面,主要来源于系统作用半径的控制。在实际设计工作中,需要对风系统的作用半径进行控制,并对风机效率予以提升,从而有效控制风机单位风量耗功率。
        在通风、空调用风机方面,通常情况都会选择使用双吸离心式风机;在普通机械通风机方面,具有较低的全压,通常情况下都低于500Pa;在空调箱内部,所配置的离心风机设施,通常具有较高的全压,数值可以达到600到900Pa之间,在余压方面,数值可以达到300到500pa之间。

因此,针对高于61%的风机效率,针对大部分风系统风机单位,可以将风量耗功率控制在0.27的限制要求以下;在办公建筑中,在采用变风量系统、商业、酒店建筑空气系统过程中,存在较高的余压需求,通常可以达到600Pa左右,可以维持在65%的风机效率,针对风机单位风量耗功率,可以对0.29/0.30的限制要求低予以满足。
        2.2风机变频设计
        将变频调速基本原理作为依据,与风机功率、风量之间呈现3次方关系,针对风机设施,在其处于部分负荷运行状态下,会明显降低风机的运行功率和能耗。举例来讲,在风机运行过程中,当负荷运行处于80%以下时,针对风机效率降低现象可以不予考虑,在理论上,其功率消耗可以降低到51.2%,在节能率方面,可以达到48.8%。通过对相关文献进行分析,针对5.5KW风机设备,在应用变频技术以后,针对变频器、传感器、相应配套设施等方面,可以在两年以内对增加的成本完成收回,可以显著提升节能、经济等方面成效。同时,针对各种大型通风机,通过应用变频技术,还可以实现降噪、抗启动电流冲击等方面功能。
        在当前设计人员工作中,仅仅在设计说明中,针对“功率超过5.5KW/7.5KW的风机采用变频控制”进行了简单提出,针对各个通风系统具体的需求,没有进行充分结合,对变频技术的重要性予以考虑,但是针对电气专业,并没有提出相应反馈控制原理。因此,在后期施工、实际运行过程中,难以真正实现风机变频功能,相应节能效果也难以实现。针对这一问题,可以结合以往工程设计经验进行分析,并对相应技术经济计算予以考虑。
        首先,在风机变频设计原则方面,具有较大的风机功率,具有较长的连续运行时间,其中可以除去一些特殊小概率运行的风机设备,比如消防风机、事故排风风机等等,具有较大的运行负荷变化情况,并且部分负荷率较高。
        其次,在反馈控制策略方面,针对一些人员密集区域,比如会议室、宴会厅等等,可以使用二氧化碳浓度传感器,针对风机频率、新风量、排风量等实施控制和调节;针对建筑厨房区域,主要借助油烟罩内部温度、烟雾传感器,针对风机频率、送风量、排风量等反馈控制和调节;针对建筑的地下车库区域,使用一氧化碳浓度传感器,针对风机频率、送风量、排风量等实施有效反馈和控制。
        2.3全新风或可调新风比设计
        针对一些建筑和建筑区域,如果需要常年供冷,针对过度季节和冬季需要借助调节新风比措施,对室外新风免费冷量利用起来,实现冷水机组开机时间的有效减少,以此实现节能设计目标。将相关文献作为依据,针对夏热冬冷区域,比如一些商场类建筑,在研究可调新风比设计工作中,在应用全新风、可调新风比实施设计过程中,在反馈控制方面可以选择使用焓控法,针对系统最大新风比,需要的尽可能维持在50%到75%之间。
        结语
        在暖通空调系统中,通风系统是重要的组成内容,在各个系统中,虽然具有较小的耗功率、运行能耗,但是这些系统数量众多,并且在新风免费供冷、按需供给、能量回收等方面设计措施方面,还会对冷热源系统能耗带来影响,因此需要针对通风系统化节能设计予以充分关注。
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