绿色生态理念下暖通空调的设计策略浅析

发表时间:2021/6/30   来源:《城镇建设》2021年2月第6期   作者:曹飞 卜伟
[导读] 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。
        曹飞  卜伟
        中船重工天禾船舶设备江苏有限  江苏泰兴  225400
        摘要:建筑暖通空调的设计水平对建筑能耗的环境友好性的影响是巨大的,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。
        关键词:绿色生态理念;暖通空调;设计;策略?
        1绿色生态建筑暖通设计原则
        基于绿色生态理念的暖通空调施工设计过程中,要坚持功能、成本和环境友好性相协调的原则,同时应该坚持以用户满意度为核心的设计理念,不能简单地以设计施工单位的利益最大化为设计目标,必须兼顾用户舒适度和各项节能减排环保指标,具体而言,应该突出以下设计原则。
        1.1坚持暖通空调功能设计标准
        暖通空调系统对建筑用户的舒适性是至关重要的,因此,系统的功能需求和性能指标必然是设计施工最核心部分,不能简单地为了降低能源消耗或减少建设投资经费就降低暖通空调系统性能指标,必须严格依照国家和行业的相关标准和设计规范进行设计施工,保证完工后的暖通空调系统能够满足建筑楼宇的空调需求,给用户提供健康舒适的建筑环境空间。
        1.2全面性原则
        暖通空调系统是建筑中的一个子系统,其设计过程中要充分结合建筑的整体结构特点进行设计,要注重暖通空调设备安装布置的位置、减少对建筑其他功能的不利影响。此外,要充分考虑到设备安装施工完成后运行维护保养的便利性,在一些支路通道区域设置便于检查维修的检查口、手动阀门等装置,如果局部设备出现问题可以更加快捷高效地进行维修维护,而不影响其他部分的正常使用,这对于暖通空调系统全寿命周期运行的效率有很大的提升作用,并对设备维护成本能够起到有效的控制作用。
        1.3性价比最优原则
        在绿色生态理念下进行暖通空调施工设计不仅要满足系统使用性能和环保标准,而且要考虑系统施工的成本价格。因为依照市场经济原理,高成本投入本身就意味着在建设过程中需要投入大量人力、物力资源,因此,追求暖通空调系统的高性价比这种设计原则本质上来讲也是一种节约型发展方式,不能片面强调系统内设备的能耗指标而过分增加设备本身的成本支出,设计单位应该依据暖通空调系统全寿命周期的实际工况计算出性价比最优的设计方案,找到建设投资与降低能耗之间的平衡,不但能够有效节约社会资源,而且能兼顾系统的环保指标。
        1.4低噪声控制原则
        建筑暖通空调系统运行过程中通常会产生较大的噪音,这主要是由于压缩机振动和风机工作时产生的,噪音虽然不是直接污染空气自然环境的污染源,但对人和动物的健康都会产生不利影响,也属于环保治理的一项重要内容。因此,在暖通系统设计时,要利用降噪技术来控制机械、电气设备产生的噪音,并采用隔音材料将大型功率负载进行隔离处置,使室内外噪音分贝值控制在合理的范围内。
        2基于绿色生态环保理念的暖通空调应用技术
        建筑暖通空调节能环保应用技术的核心目的在于协调建筑的舒适性与环保性之间的矛盾,在具体的工程应用实践时主要有三方面的技术手段来实现这一目标,其中一个方面是在空调系统设计时要充分利用自然的清洁可再生能源,减少电力和其他化石能源消耗,达到节能减排的目标。另一个方面是机械电气设备的优化设计,利用变频驱动技术,动态负载调节技术等减少电力负荷。

第三方面是利用现代信息技术加强建筑空调系统的动态管理,利用自动化手段对不同需求区域进行分别控制,具体而言,主要有以下应用技术。
        2.1多元化冷热源节能技术
        暖通空调系统的核心功能在于对建筑实现供热和供暖,因此,合理选择冷热源是降低系统能源消耗最直接有效的技术手段,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用于暖通系统的冷热源,比如风能、太阳能、地热、潮流能等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,还可以采用冰蓄冷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,利用蓄冷空调可以充分利用电网夜间多余电能,实现电网填谷功能,不但能有效利用多余的电能,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,利用压缩机、蒸发器和冷凝器实现能量的转换。由于在建筑空调系统中的供热需求一般在30℃以下,对热源温度要求并不高,一般热源达到50℃左右就可以满足建筑的供暖需求,在此温度下正式热泵工作效率较高的理想区域,能够最大限度地发挥热泵的供热能力,而且热泵设备具有很高的稳定性和环境适应性,环境温度变化对其产生的影响较小,是一种可以广泛应用于建筑供热的很有发展潜力的新兴技术。
        2.2保温和自然通风设计的运用
        由于建筑围护结构具有一定的保温及隔热性能,而暖通空调中空调负荷的大小与建筑围护结构的保温性能有很大关系,若围护结构的保温和隔热性能不能满足节能设计标准,则暖通空调系统的能耗将大大增加,因此要增强围护结构的保温性能,根据建筑外墙、门窗、屋面等外围结构的保温设计标准要求做好节能优化设计。通风可以有效调节室内温度、改善空气质量,且自然风的节能性和经济性明显,因此在设计时要保持建筑室内空间良好的通风性,实现对自然风的高效利用。在设计过程中要根据当地的季节性风向、气候变化、建筑物空间结构等因素来进行合理设计,例如可按照直线来设计门窗,适当扩大开口面积,避免风力受阻无法在建筑空间内畅通流动,同时还要加强门窗的密封性设计,避免冬季时冷风灌入增加室内供暖所需的能耗。另外,还可按照垂直设计方式来设计大厅与楼梯。根据风口角度进行适当调整,以确保自然风在建筑室内空间的流动性,这样可以减少新风系统的使用,达到更好的节能效果。
        2.3暖通空调智能控制技术
        随着物联网和智能图像识别技术的应用,暖通空调系统也可以利用智能化控制技术进行负载分配,空调智能控制系统可以依托于楼宇自动化进行功能扩展,需要在建筑内的各个功能区域可以安装具有图像识别功能的摄像头和各种带有通信功能的环境温湿度观感器,利用物联网技术将图像画面和传感器采集数据传输到计算机控制系统内部进行分析评估,根据实时采集信号、人员密度和不同功能区域的需求等信息动态调整暖通空调系统的负载分配,减少不必要的负载输出,从而实现暖通空调系统的节能减排需求。
        3结语
        在绿色生态环保发展理念下,建筑暖通空调设计必须与时俱进,在设计过程中要坚持功能和环保需求相协调原则,坚持以新技术为驱动,在暖通空调系统设计施工中融入太阳能、辐射能等新能源技术,并在供水供风电机驱动中加入变频驱动技术,根据实际的需求动态调整负载功率,同时要充分利用物联网和远程监控技术对建筑不同区域和时段的空调负荷进行动态调整,尽量避免能源的不必要浪费,从而有效降低建筑的整体能耗,为节能环保做出应有的贡献。
        参考文献:
        [1]张仑,李霞.浅谈绿色生态建筑的发展[J].陕西建筑,2016,35(10):106-107.
        [2]张鑫浩.绿色生态建筑应用实例分析[J].山西建筑,2016,42(33):172-173.
        [3]张雨婷.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计上的应用分析[J].建材与装饰,2019(36).
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