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        淺談綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計

        2015-10-21 18:07:05鮑彥昌
        基層建設(shè) 2015年10期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計措施設(shè)計原則暖通空調(diào)

        鮑彥昌

        摘要:綠色建筑提倡以人為本,它提出要建設(shè)一種有效利用資源和能源的、親近環(huán)境、親近自然、舒適、健康、安全的建筑。在建筑中使用可再生能源的暖通空調(diào)新技術(shù),是實現(xiàn)可持發(fā)展,貫徹綠色建筑理念的必然選擇。本文闡述了綠色建筑和暖通空調(diào)的基本概念,分析了綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計原則,探討了綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計措施。

        關(guān)鍵詞:綠色建筑;暖通空調(diào);設(shè)計原則;設(shè)計措施

        近年來,地球變暖的進程不斷加速,全球異常氣候出現(xiàn)的周期縮短、頻率增加,地球的環(huán)境問題越來越突出的顯現(xiàn)出來。而建筑內(nèi)的暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗了大量的能源,它還和臭氧層破壞及溫室效應(yīng)密切相關(guān)。針對“暖通空調(diào)”的環(huán)境污染問題,再結(jié)合綠色建筑的理念,在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中,采取必要的節(jié)能措施,是降低建筑能耗、建設(shè)節(jié)約型社會的重要舉措和迫切需要。

        一、綠色建筑和暖通空調(diào)的基本概念概述

        1.綠色建筑的基本概念

        綠色建筑就是對建筑賦予綠色的充滿生機的生命力,使建筑成為可持續(xù)發(fā)展的建筑。具體來說,是指依據(jù)建筑所在地原本的自然環(huán)境狀況,運用生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)等方面的基本原理,采用現(xiàn)代的科技手段,對建筑同其他相關(guān)因素之間的關(guān)系進行科學(xué)合理的安排和組織,以在最大程度上節(jié)約資源能源、保護環(huán)境及減少污染,為人們提供健康、清新、舒適的生活空間以及同大自然和諧共生的建筑。綠色建筑有利于減少工程中資源和能源的消耗,防止或減少對自然環(huán)境的污染和破壞,并且其采用的相關(guān)新型技術(shù)及建筑材料有利于提高建筑的居住品質(zhì)和居住者的生活質(zhì)量,是近年來在建筑行業(yè)中發(fā)展迅速的一種節(jié)能環(huán)保、舒適度高、健康的住宅生產(chǎn)方式,也是一種符合現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展的居住生活方式。

        2.暖通空調(diào)的相關(guān)概念

        暖通空調(diào)屬于中央空調(diào)的概念,然而暖通空調(diào)與普通意義上的中央空調(diào)又是有所區(qū)別的,它實際上是一種分戶中央空調(diào)。暖通空調(diào)具有采暖、通風和空氣調(diào)節(jié)三個方面的功能,這個功能的綜合簡稱就是暖通空調(diào)。與傳統(tǒng)的只能進行制冷或是制熱的空調(diào)不同,暖通空調(diào)還能夠?qū)諝膺M行處理,使空氣得到凈化。暖通空調(diào)對周邊的天然空氣進行過濾、冷卻及除塵等處理,無論多么細微的灰塵顆粒它都能夠過濾,并且消除部分細菌、病毒等,充分改善居民周邊的天然空氣質(zhì)量,給人們提供更加適宜、清新和相對濕潤的生活環(huán)境。

        二、綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計原則

        1.節(jié)能環(huán)保原則

        節(jié)能不僅指節(jié)約能源,還要節(jié)約材料,從整個空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部所涉及到的水泵、制冷機、控制系統(tǒng)、風機等各個結(jié)構(gòu)的投資過程,控制其原材料和能源涉及材料的投資費用和運行費用。除了使用一般的“通風窗”、“節(jié)能窗”、“智能窗”和新型玻璃結(jié)構(gòu)改善窗際環(huán)境外,還開發(fā)有調(diào)整外部負荷能力的圍護結(jié)構(gòu)。而對于現(xiàn)代新型綠色建筑來說,暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用,還要與綠色建筑物內(nèi)的圍護結(jié)構(gòu),室內(nèi)照明等系統(tǒng)互相結(jié)合,互相協(xié)調(diào),互相關(guān)系。例如建筑物中庭通過科學(xué)的、合理的技術(shù)手段,利用光導(dǎo)纖維將可見光引入建筑物內(nèi)區(qū),可以提高照明質(zhì)量,而又將熱能摒棄在室外;同時,中庭又是利用煙囪效應(yīng)進行自然通風的良好措施。另外一個最簡單易行且有效的方法是設(shè)計建筑外遮陽板,也可將外遮陽板與太陽能電池結(jié)合,不但可降低空調(diào)負荷,而且還能為室內(nèi)照明提供補充能源。

        2.回收利用原則

        綠色建筑中整個系統(tǒng)的回收利用都與暖通空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。其暖通空調(diào)系統(tǒng)中的各部分都有相對的獨立性,大多數(shù)零部件可以進行拆卸。經(jīng)過一定時間的運行后如果某個局部結(jié)構(gòu)報廢,其中的運行設(shè)備、管材等非運轉(zhuǎn)件或者材料經(jīng)過一定的保養(yǎng)和維修,仍可以進行回收再用。

        3.循環(huán)使用原則

        經(jīng)過以上暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備材料的回用和回收,廢料經(jīng)過專門的處理后要可以再生,實現(xiàn)從原料到產(chǎn)品到廢料最后再變?yōu)樵系拈]式良性循環(huán)。對于巖棉、玻璃鋼等相對成本較高但卻不能回收利用的,在設(shè)計時就要盡量少用,最大限度的限制其使用量。

        三、綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計措施

        1.認真進行暖通空調(diào)設(shè)計計算

        應(yīng)根據(jù)工程具體情況對暖通空調(diào)運行進行全工況、全過程的分析計算。尋找出一個比較合理的設(shè)計方案,使暖通空調(diào)系統(tǒng)在不同的室外氣象參數(shù)或室內(nèi)狀況下都能經(jīng)濟合理地運行,為在運行中節(jié)能奠定基礎(chǔ)。并且要認真、合理地確定系統(tǒng)冷、熱負荷及風、水管道阻力,選擇合適的冷、熱源設(shè)備和水泵、風機等動力設(shè)備,確保所選擇的各項設(shè)備能恰好在最佳工況狀態(tài)下運行。不經(jīng)計算只按照水泵或風機的特性曲線選擇設(shè)備,或按照水泵和風機樣本的銘牌參數(shù)選擇流量、揚程等都會在運行中造成不必要的能量損耗。另外,在有條件或系統(tǒng)允許的情況下,應(yīng)綜合進行總能耗的比較,合理增大系統(tǒng)的介質(zhì)溫差,以減少系統(tǒng)的水流和送風量,降低輸送過程中的能耗。

        2.降低輸送過程中能耗

        選用保溫性能好的新型保溫材料對管道進行處理更有利于節(jié)能。對供暖系統(tǒng)進行全面的水力平衡調(diào)試,為改善供暖質(zhì)量主要利用計算機相應(yīng)的控制軟件程序,采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù),實現(xiàn)管網(wǎng)動態(tài)流量的合理分配,提高輸送能量的效率。在滿足空調(diào)精度、人體舒適度和工藝要求的前提下,通過提高供回水溫差、選用低流速、輸送效率高的載能介質(zhì)和效率高、部分負荷特性好的動力設(shè)備,可以減少輸送過程的能耗,從而提高輸送效率。

        3.設(shè)置合理的水利平衡裝置

        暖通空調(diào)水系統(tǒng)中水力平衡系統(tǒng)的設(shè)置的合理性,將直接影響著水力是否平衡、系統(tǒng)能耗是否降低等諸多方面,這就要求我們在進行水力系統(tǒng)平衡設(shè)計的時候,要盡量遵循科學(xué)的方法來設(shè)計。一是對于定流量系統(tǒng),我們要做到“設(shè)計平衡”,即在設(shè)計的時候要做到各個環(huán)路的水力平衡,當由于某些不可避免的外力因素造成確實無法做到“設(shè)計平衡”的時候,我們應(yīng)當采用手動出調(diào)的方式來使得水力盡可能的平衡。在設(shè)計系統(tǒng)中考慮可能會出現(xiàn)由于運行管理原因?qū)е滤坎▌虞^大時,我們應(yīng)當采用動態(tài)流量平衡閥來對其進行有效的控制。二是對于定流量系統(tǒng)我們采用上述的方法,但是對于變流量系統(tǒng)來說,我們在設(shè)計上要格外注意一點的是,除了某些需要特定流量的場所或特殊要求外。不應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置動態(tài)流量平衡閥,而應(yīng)設(shè)置動態(tài)壓差控制閥。三是在組合式空調(diào)器、新風機組的供回水管路上宜設(shè)置動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥,該閥比采用普通的電動調(diào)節(jié)閥具有更好的調(diào)節(jié)特性。

        4.改進建筑熱工性能

        建筑物熱工性能涉及到建筑形體系數(shù)、氣密性、建筑保溫、建筑遮陽等方面,建筑內(nèi)部絕大多數(shù)的熱量是通過建筑圍護結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)散失的,因此熱量傳遞速度與建筑外表面散熱面積大小關(guān)系密切。由于建筑采暖能耗隨體形系數(shù)的增大而增高,同時采暖建筑內(nèi)通過空氣滲透消耗熱量達到30%~40%左右,熱量消耗形式主要是由于建筑圍護結(jié)構(gòu)的耗熱量大,外門、窗的氣密性不佳以及部分結(jié)構(gòu)連接縫隙等部位,因此為降低該部分能耗可以通過提高門窗制作及安裝精度、選用新型材料、加強密封措施等來減少空氣滲透。同時建筑保溫新型材料可以在一定程度上增強其保溫效果,對于節(jié)約能源具有重要意義。為避免夏季不同方位造成的直接或間接的強太陽能輻射對室內(nèi)溫度造成較大影響,可采用可調(diào)節(jié)的通風雙層玻璃窗內(nèi)置百頁的形式來減緩該現(xiàn)象,由于百葉窗可以根據(jù)太陽輻射角度及強度來調(diào)節(jié)遮陽高度,從而可大幅度的降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用功率。

        參考文獻:

        [1]李志鵬.暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用[J].科技資訊,2010(21)

        [2]李灝.綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計[J].中華民居(下旬刊),2013(06)

        [3]賴齊好.淺談綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(16)

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