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        暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)探討

        2015-04-29 00:00:00李建萍王勤章
        基層建設(shè) 2015年7期

        摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,暖通空調(diào)能耗日益增加,暖通空調(diào)節(jié)能問(wèn)題,在實(shí)際應(yīng)用中得以實(shí)施應(yīng)用。本文就暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則的重要性及設(shè)計(jì)中的問(wèn)題探討措施。

        關(guān)鍵詞:暖通空調(diào);節(jié)能設(shè)計(jì);問(wèn)題探討

        一、暖通空調(diào)節(jié)能的重要性

        隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。能源為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了動(dòng)力。但是由于各種原因,能源的發(fā)展往往滯后于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?,F(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中電能占了絕對(duì)比例。對(duì)這些能源的大量使用,使得地球資源日益匱乏,同時(shí)也帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。

        二、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則

        ⑴節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用。影響熱舒適指標(biāo)的主要因素是:溫度,濕度,平均輻射溫度,風(fēng)速,勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)尋找這六者之間的合適比例,巧妙組合,達(dá)到舒適和節(jié)能的協(xié)調(diào)。同時(shí)恰當(dāng)?shù)乩梅课輫o(hù)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性,抵抗室外氣候的變化,使得房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候。管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單,這樣管材消耗量少,而且便于施工,可以達(dá)到節(jié)省初投資的目的。

        ⑵處理好整體和局部的關(guān)系。個(gè)人與全體兼顧在一定的條件下,實(shí)行集體供暖,無(wú)疑會(huì)很大的降低能耗,但是也需要注意滿(mǎn)足個(gè)人需求,不強(qiáng)求全面統(tǒng)一,這樣對(duì)節(jié)能和控制的靈活性均有利。一方面暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證各個(gè)房間的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控;二是便于實(shí)現(xiàn)分戶(hù)或分室熱量分?jǐn)偟墓δ堋?/p>

        ⑶滿(mǎn)足生活環(huán)境中的聲、光、色的要求盡管影響人體舒適的主要因素為舒適環(huán)境,但是這三者同樣是不可忽視的因素。比如人們居住的室內(nèi)環(huán)境以暖色調(diào)為主,可以讓人們心理上感覺(jué)到溫暖,從而不必要需要較高的室內(nèi)溫度,自然也就避免了能源的消耗。

        ⑷利用室內(nèi)的通風(fēng)量,控制室內(nèi)空氣品質(zhì)節(jié)能設(shè)計(jì)中總的發(fā)展趨勢(shì)是通風(fēng)量應(yīng)增大,在這個(gè)過(guò)程中必然要解決的就是空氣的質(zhì)量問(wèn)題,消除空氣中的細(xì)菌、浮游塵埃,臭味等有害人體的物質(zhì),通過(guò)室內(nèi)進(jìn)排風(fēng)合理的氣流組織,從而達(dá)到改善空氣的品質(zhì),改善居住環(huán)境,節(jié)約能源的目的。

        三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

        ⑴方案設(shè)計(jì)?,F(xiàn)在非常流行的空調(diào)設(shè)計(jì)方案是:在低能耗,高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的前提下,風(fēng)量可調(diào)的置換式送風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統(tǒng)以及去濕空調(diào)系統(tǒng)。為了平衡高層辦公樓中設(shè)備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊頂應(yīng)結(jié)合置換式送風(fēng),將新風(fēng)采用下送風(fēng)方式送人室內(nèi),既保證室內(nèi)空氣品質(zhì),又保證良好的室內(nèi)熱環(huán)境。而采用空調(diào)去濕方案,首先可以保證室內(nèi)空氣品質(zhì);其次采用去濕保證了綠色建筑對(duì)室內(nèi)濕度控制在60%以下的要求。

        (2)新風(fēng)的作用。某些建筑由于裝修材料含有揮發(fā)性有害物質(zhì)造成室內(nèi)空氣污染。因此。綠色建筑中的暖通空調(diào)應(yīng)該具備良好的通風(fēng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)合理的自然通風(fēng)。因?yàn)樾嘛L(fēng)在室內(nèi)的流動(dòng)對(duì)健康是必不可少的。

        (3)蒸發(fā)冷卻技術(shù)。蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)是一種綠色仿生空調(diào)技術(shù),包括問(wèn)接蒸發(fā)冷卻(IEC)和直接蒸發(fā)冷卻(DEC)。該系統(tǒng)采用水作為制冷劑,實(shí)現(xiàn)空調(diào)運(yùn)行對(duì)環(huán)境無(wú)污染;另外,蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的COP/t 直比機(jī)械制冷大得多。且它的制冷不消耗壓縮功,它是一種節(jié)能環(huán)保型綠色空調(diào)技術(shù)。

        (4)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調(diào)方式。土壤是一種很適宜的熱源,其溫度適宜、穩(wěn)定,蓄熱性能好且到處都有。她源熱泵全年運(yùn)行工況穩(wěn)定,不需要其他輔助熱源及冷卻設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的COP 值可達(dá)4.0 以上。對(duì)于采用深井回灌方式的水源熱泵,由于地下水抽出后經(jīng)過(guò)換熱器同灌至地下,屬全封閉方式,因此不使用任何水資源,也不會(huì)污染地下水源。

        (5)免費(fèi)供冷空調(diào)系統(tǒng)。免費(fèi)供冷技術(shù)通過(guò)水系統(tǒng)來(lái)利用自然冷源。它也稱(chēng)冷卻塔供冷,是一種節(jié)能降耗的系統(tǒng)形式。免費(fèi)供冷的實(shí)現(xiàn)方式是:當(dāng)室外空氣濕度溫度下降到某值以下時(shí)關(guān)閉冷水機(jī)組,以流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)冷卻水直接或間接向空調(diào)系統(tǒng)供冷,提供建筑空調(diào)所需要的冷負(fù)荷。在空調(diào)系統(tǒng)中,冷水機(jī)組的能耗占有極高的比例,如用冷卻塔供冷技術(shù)可少開(kāi)或不開(kāi)冷水機(jī)組,其節(jié)能效率將會(huì)是顯著的。

        四、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

        ⑴暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)管理方面存在問(wèn)題。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是空調(diào)節(jié)能的基礎(chǔ),對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果有著重要的影響。然而,在實(shí)際工作中些設(shè)計(jì)部門(mén)和設(shè)計(jì)人員并未給予足夠的重視,加之我國(guó)目前的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域還普遍存在以業(yè)主為中心的觀念,為追求經(jīng)濟(jì)效益,盲目趕工期,使得工程設(shè)計(jì)周期普遍較短,其中一些設(shè)計(jì)問(wèn)題并內(nèi)有得到有效細(xì)致的處理,一些設(shè)計(jì)單位只求數(shù)量,忽視質(zhì)量,使得按設(shè)計(jì)施工完的系統(tǒng)不僅投資大,運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人,大大超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此外,在缺乏一套完整科學(xué)的節(jié)能系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),或者僅以一些單一指標(biāo)進(jìn)行節(jié)能效果的評(píng)價(jià),而且隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展,新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn),如何科學(xué)評(píng)價(jià)選用這些方案就顯得非常迫切,

        ⑵在設(shè)計(jì)中有的設(shè)計(jì)人員工作不夠仔細(xì)。對(duì)規(guī)范的貫徹方面有的地方做的不到位《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,冬季室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是:盥洗室、廁所不應(yīng)低于12℃,浴室不應(yīng)低于25℃。然而,有的公共建筑的廁所、盥洗間(設(shè)有外窗、外墻)、住宅建筑的衛(wèi)生間未設(shè)散熱器,室內(nèi)的氣溫就很達(dá)到規(guī)范的要求,不符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。在住宅建筑的廚房?jī)?nèi)存在同樣的問(wèn)題,所以在這些容易被忽視的地方同樣要設(shè)置散熱器,以保證室內(nèi)的溫度。

        ⑶根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求,熱水采暖系統(tǒng)應(yīng)在熱力入口的供回水總管上設(shè)置溫度計(jì)、壓力表及除污器,必要時(shí)應(yīng)裝熱量計(jì)在實(shí)際設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員對(duì)主要的入戶(hù)熱力裝置給予了足夠的重視,同時(shí)往往會(huì)忽略了在入口處的裝置。在出圖的過(guò)程中會(huì)有所遺漏,會(huì)導(dǎo)致圖紙審核不合格,所以審圖部門(mén)經(jīng)常提出意見(jiàn)。

        ⑷設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮到能源管理的需求因?yàn)椤罢{(diào)整優(yōu)化”概念的缺乏,系統(tǒng)往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗監(jiān)控和分析功能,在一定程度上對(duì)運(yùn)營(yíng)管理是不利的。同時(shí)很多大樓的節(jié)能改造,其實(shí)只要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)試使之達(dá)到設(shè)計(jì)功能、將系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制功能發(fā)揮出來(lái),就可以將能耗降下來(lái)。但這種“軟”改造沒(méi)有多大的經(jīng)濟(jì)收益,所以商業(yè)化運(yùn)作的能源服務(wù)公司往往不愿意進(jìn)行這種改造。造成暖通設(shè)計(jì)問(wèn)題的原因很多,有的是設(shè)計(jì)人員本身的素質(zhì)問(wèn)題,如實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)不足、對(duì)規(guī)范不熟悉、設(shè)計(jì)人員責(zé)任心不強(qiáng)與工作馬虎。其中還有一部分就是有些問(wèn)題在技術(shù)上并沒(méi)有得到解決,在實(shí)際中的應(yīng)用還不規(guī)范,這個(gè)問(wèn)題的解決有賴(lài)于相關(guān)技術(shù)部門(mén)的一起努力,實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步。要杜絕設(shè)計(jì)工作的失誤,首先,要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)及對(duì)規(guī)范的學(xué)習(xí),與安裝人員多交流,掌握第一手的現(xiàn)場(chǎng)資料,根據(jù)使用情況,不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)。施工圖的審查也是糾正設(shè)計(jì)中問(wèn)題的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)提高設(shè)計(jì)工作質(zhì)量起到了非常重要的作用。

        五、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

        ⑴設(shè)計(jì)觀念和力法要有變革。①要有綜合觀念,我們國(guó)家在考慮建筑節(jié)能時(shí),是以提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能,減少熱負(fù)荷為主線(xiàn),要把建筑物和周?chē)沫h(huán)境作為一個(gè)整體進(jìn)行考慮,要考慮我們的設(shè)計(jì)成果對(duì)國(guó)家能源資源和環(huán)境保護(hù)的種種影響,同時(shí)吸收國(guó)際上的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,改進(jìn)設(shè)計(jì)方法。②對(duì)暖通的設(shè)計(jì)實(shí)行動(dòng)態(tài)管理,按照PDCA 循環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì),按照設(shè)計(jì)計(jì)劃,比對(duì)實(shí)際執(zhí)行情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)采取糾偏措施。由于現(xiàn)實(shí)情況不斷發(fā)生變化,不可能靠穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)工況就能滿(mǎn)足使用。所以在設(shè)計(jì)前要分析建筑使用中期內(nèi)可能出現(xiàn)的種種情況,有針對(duì)性的做好方案,一方面要考慮最不利條件下的設(shè)計(jì)要達(dá)到要求,而且還預(yù)測(cè)今后使用條件下可能發(fā)生的問(wèn)題,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析計(jì)算,并預(yù)先提出應(yīng)對(duì)對(duì)策,對(duì)在實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,要及時(shí)分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因,并提出相關(guān)解決措施。

        ⑵重視規(guī)劃設(shè)計(jì)。規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方面,建筑的節(jié)能應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)靥赜械淖匀徽{(diào)節(jié),通過(guò)合理的規(guī)劃布局,在考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向,地形,輻射和大氣環(huán)流等因素,做到因地制宜。在不能全部滿(mǎn)足的情況下,運(yùn)用最優(yōu)化原理,把能耗的成本降到最低。

        ⑶推廣應(yīng)用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)??照{(diào)能耗較大,而且在使用過(guò)程不可避免的會(huì)空氣的質(zhì)量產(chǎn)生損害,這時(shí)人們的注意就注意到了可再生資源或低品位能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上,一批綠色能源技術(shù)得到了不斷的研發(fā),設(shè)計(jì)人員應(yīng)時(shí)刻注意新技術(shù)的發(fā)展,在設(shè)計(jì)中在滿(mǎn)足基本要求的前提,盡量使用新的綠色能源技術(shù)。在地?zé)嶝S富的地區(qū),應(yīng)大力推廣地源熱泵空調(diào)系統(tǒng),這種系統(tǒng)在加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用,我國(guó)的地?zé)豳Y源十分豐富,這種系統(tǒng)在我國(guó)同樣有著很好的發(fā)展前途。另外,作為目前最清潔的能源一太陽(yáng)能,也是人們研究和利用的重點(diǎn),目前太陽(yáng)能技術(shù)得到了人們的廣泛的接受,但是利用的深度還不夠,如何提高太陽(yáng)能利用的效率是目前研究的重點(diǎn)。在符合當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件的情況下,局部供暖和特殊需要的場(chǎng)所考慮采用電熱供暖。推廣應(yīng)用新的綠色的技能技術(shù)是設(shè)計(jì)人員不可推卸的社會(huì)責(zé)任。

        六、結(jié)語(yǔ)

        隨著國(guó)內(nèi)建筑和交通的高速發(fā)展,節(jié)能的重點(diǎn)已從工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向建筑和交通。雖然暖通空調(diào)能耗是建筑能耗中的大戶(hù),但其節(jié)能潛力巨大。就新建建筑而言,應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)地計(jì)算建筑冷熱負(fù)荷,積極采用一些節(jié)能技術(shù),提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能效,提高運(yùn)行管理人員的節(jié)能意識(shí),培養(yǎng)有強(qiáng)烈的責(zé)任心的運(yùn)行管理人員。

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