黃成鋒 漳平市村鎮(zhèn)建設(shè)管理站,福建 漳平 364400
人們生活水平的不斷提高,對建筑房屋的設(shè)計功能提出了更高的要求,不僅要求美觀,還要求具有節(jié)能的功能。可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保觀念的提出和不斷深入,在建筑設(shè)計中逐漸出現(xiàn)了綠色建筑設(shè)計的觀念,更加重視對建筑的節(jié)能設(shè)計。暖通空調(diào)作為建筑設(shè)計中的一項重要組成部分,在節(jié)能設(shè)計中占有較大的位置,是實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計,促進建筑設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展的一項重要途徑。
隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,在建筑設(shè)計中應(yīng)用的能源數(shù)量不斷增加,產(chǎn)生的能源消耗數(shù)量比例也不斷加大。根據(jù)一定的統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn),在發(fā)達國家,建筑能耗在總能耗中已經(jīng)達到40%的比例,而我國某省的建筑能耗在該省總的能源消耗中也占到了27.8%的比例。在建筑能耗中,30%—60%的建筑能耗都是暖通空調(diào)系統(tǒng)的消耗,并且呈現(xiàn)出了逐年上升的趨勢。這種狀況,會激化我國能源的供求矛盾,不利于我國經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)用節(jié)能技術(shù),可以有效的解決這些問題,降低20%—50%的空調(diào)系統(tǒng)能耗。所以,在建筑設(shè)計中應(yīng)該重視對暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,以實現(xiàn)綠色建筑。
暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計過程中,應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)包括很多不同的類型,例如蓄能空調(diào)技術(shù)、熱泵技術(shù)、變頻技術(shù)、變流量技術(shù)、變風(fēng)量技術(shù)、低溫送風(fēng)空調(diào)技術(shù)、熱能的回收利用、對建筑圍護結(jié)構(gòu)保溫性能的改善和可再生能演的利用等。這些不同的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù),在建筑設(shè)計中具有不同的特點,發(fā)揮了重要的作用。
蓄能空調(diào)技術(shù)是我國建筑設(shè)計中,暖通系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的一項重要技術(shù),包括蓄冷空調(diào)技術(shù)和蓄熱空調(diào)技術(shù)。常規(guī)的蓄冷技術(shù),主要是指水蓄冷空調(diào)和冰蓄冷空調(diào),通過對介質(zhì)溫度的降低或者凝固,在介質(zhì)中通過顯熱和潛熱的形式實現(xiàn)對冷能的儲存。主要設(shè)備包括蓄冷裝置、自動控制系統(tǒng)、冷水主機、板式換熱器和泵閥等。目前,我國的蓄熱技術(shù)主要是利用電鍋爐蓄熱系統(tǒng),主要的蓄熱介質(zhì)是水,不會排出有害氣體,產(chǎn)生噪聲和污染,具有較高的節(jié)能效果,產(chǎn)生的運行費用相對較低。
熱泵技術(shù)是一種能從自然界中的空氣、水、土壤中獲取低品位熱能,經(jīng)過電力做功輸出能用的高品位熱能的技術(shù)。現(xiàn)在我國主要利用三種熱泵技術(shù),分別是水源熱泵、地源熱泵,以及空氣源熱泵。
就是變頻空調(diào)技術(shù),它是在普通空調(diào)的基礎(chǔ)上運用了變頻專用壓縮機,增加了變頻控制系統(tǒng)。變頻專用壓縮機可以自動進行無級變速,它可以根據(jù)房間情況自動調(diào)節(jié)所需的制冷(熱)量,避免了頻繁啟動的耗能又可以降低房間溫度的波動,實現(xiàn)了節(jié)能和舒適的控溫效果。
現(xiàn)代建筑大量采用全水,空氣一水空調(diào)系統(tǒng)方式,室內(nèi)的冷、熱負荷主要由制冷機提供的冷凍水和鍋爐房提供的熱水來承擔(dān)。因此,空調(diào)水系統(tǒng)相當龐大和復(fù)雜,不僅需要復(fù)雜的管路和較大的設(shè)備投資,而且水泵要消耗較大的輸送能量。一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電,在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電的20%~25%;夏季供冷期間約占12%~24%,因此水系統(tǒng)節(jié)能也具有重要意義。實踐證明,通過對水系統(tǒng)進行節(jié)能控制,一級泵、二級泵系統(tǒng)實現(xiàn)變流量運行可以達到顯著的節(jié)能效果。
變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)(VAV 系統(tǒng)),是一種可根據(jù)室內(nèi)負荷變化或室內(nèi)要求參數(shù)的變化,自動調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量,從而使室內(nèi)參數(shù)達到要求的全空氣空調(diào)系統(tǒng)。VAV 系統(tǒng)追求以較少的能耗來滿足室內(nèi)空氣環(huán)境的要求,現(xiàn)在世界各地高檔寫字樓大量采用了VAV 系統(tǒng)。
建筑設(shè)計中的低溫送風(fēng)暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù),主要是指從空氣的集中處理機組中送出具有較低溫度的冷風(fēng),進入空調(diào)房間。其中,低溫主要是相對于常規(guī)的暖通空調(diào)系統(tǒng)中的送風(fēng)溫度。一般情況下,常規(guī)暖通空調(diào)系統(tǒng)中從空氣處理器中散發(fā)的空氣溫度,大約保持在10 ~15℃。但是,低溫送風(fēng)空調(diào)中所散發(fā)出的送風(fēng)溫度,基本上保持在4 ~10℃。因為低溫送風(fēng)可以降低暖通空調(diào)系統(tǒng)中的送風(fēng)溫度,所以有效的減少了空調(diào)系統(tǒng)中的送風(fēng)量。在一定程度上,減小了空氣出料口設(shè)備的尺寸和產(chǎn)生的電量能源消耗,降低了暖通空調(diào)設(shè)備的初始投資。相對于常規(guī)溫度的送風(fēng)空調(diào)來說,低溫送風(fēng)空調(diào)具有節(jié)能、投資較少、節(jié)省空間、舒適度較高和運行費用較低等特點,是一項具有較好效果的節(jié)能技術(shù),已經(jīng)在實際的工程中應(yīng)用。
實現(xiàn)建筑設(shè)計中暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,應(yīng)用可再生能源是一項有效的措施。其中,對可再生能源的充分利用,主要可以應(yīng)用太陽能進行供暖和制冷、實現(xiàn)自然通風(fēng)、利用地?zé)崮艿燃夹g(shù)。
(1)太陽能供暖和制冷。太陽能供暖主要是指利用主動式太陽能供暖系統(tǒng)或者應(yīng)用被動式太陽能。一般情況下,利用太陽能進行制冷的方法主要有兩種。一種是通過對太陽能的利用,實現(xiàn)對機械裝置的驅(qū)動,然后機械裝置再實現(xiàn)對壓縮制冷循環(huán)的驅(qū)動;另外一種是直接利用太陽能獲取一定的熱量,實現(xiàn)對吸收式制冷機的驅(qū)動,從而實現(xiàn)對室內(nèi)溫度進行降低的作用。這兩種制冷方法,都沒有應(yīng)用氟里昂,不會對臭氧層造成破壞。而且,應(yīng)用的能源等級較低,具有良好的環(huán)保和節(jié)能作用。
(2)自然通風(fēng)的應(yīng)用。自然通風(fēng),主要是指充分的利用自然條件,是對熱環(huán)境進行改善的一項有效措施。如果建筑室外中空氣的干球溫度和焓值,比建筑室內(nèi)的數(shù)值低的時候,進行自然通風(fēng),可以以不消耗能源為前提,實現(xiàn)對建筑室內(nèi)空氣溫度的有效降低,還能驅(qū)散潮濕氣體,使人體產(chǎn)生熱舒適感。如果建筑室外的空氣溫度超過了相應(yīng)的舒適區(qū)標準,需要設(shè)計人員消耗一定的能源進行降濕和降溫處理。
(3)地?zé)崮艿膽?yīng)用。利用地?zé)釋崿F(xiàn)對建筑環(huán)境的供熱和供冷,具有良好的應(yīng)用前景,已經(jīng)逐漸衍生出了地?zé)崴g接供熱、地?zé)岜霉峒訜?、地?zé)峁┡诱{(diào)峰鍋爐和地偶冷卻等新的節(jié)能方式。目前,我國的建筑設(shè)計中,在進行暖通空調(diào)安裝的過程中,地?zé)峁こ痰膽?yīng)用已經(jīng)非常廣泛。不僅可以供熱,還可以供冷,具有良好的節(jié)能效果和顯著的經(jīng)濟效益。
綜上所述,在暖通空調(diào)系統(tǒng)的建筑設(shè)計過程中,進行節(jié)能設(shè)計具有重要的作用,可以通過對不同節(jié)能設(shè)計方法的應(yīng)用,實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的觀念,降低對能源消耗,促進我國建筑設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展。
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