陳少良(深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司,廣東 深圳 518000)
暖通設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析
陳少良
(深圳市建筑設(shè)計研究總院有限公司,廣東深圳518000)
本文將對暖通綠色節(jié)能設(shè)計過程中存在的問題進(jìn)行分析,并在基礎(chǔ)上就暖通設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,談一下自己的觀點和認(rèn)識,以供參考。
暖通設(shè)計;綠色節(jié)能技術(shù);應(yīng)用;研究
據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,暖通系統(tǒng)在整個建筑系統(tǒng)中的能耗、用電占比大約在30%左右,尤其在炎熱的夏季用電量更大,所以暖通設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用勢在必行。
近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,雖然國內(nèi)暖通設(shè)計水平有了一定程度的提高,但是實踐中依然存在著一些問題與不足。
(1)暖通設(shè)計過程中的公眾認(rèn)識問題。實踐中可以看到,部分群眾對節(jié)能概念、節(jié)能技術(shù)不甚了解,在面對前期大量投資時,甚至持反對態(tài)度;對暖通節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用,雖然有一些了解,但是也表現(xiàn)出片面性。一般而言,要想獲得足夠高、足夠低的溫度,大量的能耗不可避免,而且長期的空調(diào)環(huán)境條件下,會對人們的免疫能力產(chǎn)生不利影響,進(jìn)而威脅人體健康。建設(shè)單位為了有效縮短工期、減少成本,在暖通系統(tǒng)設(shè)計過程中,很少深入現(xiàn)場,設(shè)計人員對暖通設(shè)計缺乏足夠的認(rèn)識和重視。正所謂魚與熊掌不可兼得,暖通設(shè)計過程中若想達(dá)到節(jié)能目標(biāo),需消耗大量的資金、加大成本投入,在此情況下,重量不重質(zhì)的現(xiàn)象非常的普遍,以致于暖通系統(tǒng)建成后,能耗不符合標(biāo)準(zhǔn)要求,甚至暖通能耗占總能耗的流程以上。在現(xiàn)代暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中,由于公眾缺乏正確的認(rèn)識,沒有長遠(yuǎn)的考慮,以致于各種問題頻發(fā)。(2)暖通節(jié)能設(shè)計問題。社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,使得各類節(jié)能新技術(shù)不斷涌現(xiàn),然而每一種設(shè)計方案都有其自身的有點與不足。實踐中,因節(jié)能設(shè)計過程中的關(guān)注視角不同,對不同暖通設(shè)計方案的評價也存在著較大的差異性;同時,由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,因此導(dǎo)致設(shè)計人員在具體暖通工程建設(shè)方案設(shè)計過程中無所適從,這在很大程度上導(dǎo)致暖通設(shè)計中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用非常的困難。從實踐來看,雖然新技術(shù)帶來的節(jié)能效果非常的顯著,但是應(yīng)用過程中缺乏統(tǒng)一規(guī)范,一旦應(yīng)用不當(dāng),則可能會適得其反。(3)暖通系統(tǒng)設(shè)計管理與新技術(shù)推廣問題。暖通系統(tǒng)設(shè)計工作非常重要,系統(tǒng)設(shè)計管理也同樣重要,如果忽視了暖通系統(tǒng)管理人員、操作人員的培訓(xùn)工作,則部分管理人員可能會對新引進(jìn)的節(jié)能技術(shù)不了解,或者只是一知半解,不但會影響節(jié)能效果,而且可能會造成嚴(yán)重的不利后果。同時,由于新技術(shù)科技含量非常的高,在暖通空調(diào)設(shè)計過程中,必然會增加施工成本。必然太陽能、地源熱泵等技術(shù)設(shè)備的應(yīng)用,可以達(dá)到高效利用能源的目的,而且還可以實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益共贏。然而,其造價比較高,新技術(shù)適用性有待提高,新技術(shù)應(yīng)用推廣乏力。
變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用。所謂變頻節(jié)術(shù),即在建筑結(jié)構(gòu)空調(diào)負(fù)荷需求出現(xiàn)變化時,比如室外溫度、室內(nèi)操作人員以及太陽輻射等發(fā)生變化時,利用變頻調(diào)節(jié)冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)以及水泵等設(shè)備,可以有效降低能量輸出,從而滿足荷載需求。從應(yīng)用效果來看,變頻技能技術(shù)應(yīng)用的節(jié)能效果,一般在30%~40%之間。以冷凍水泵為例,實際上就是一個冷凍水循環(huán)系統(tǒng),多用在中央空調(diào)制冷設(shè)備之中。水泵容量一般按照最高溫度以及滿住率為參考,并留出大約10%的余量設(shè)計,該系統(tǒng)長期處于固定最大水流量工作狀態(tài),因季節(jié)、住房率等發(fā)生變化時,中央空調(diào)系統(tǒng)就會工作,熱負(fù)載在多數(shù)情況下比設(shè)計負(fù)載要低。一般而言,冷凍水的設(shè)計溫度應(yīng)當(dāng)控制在5~7℃之間,水泵全功率運行,會增加能量損耗,浪費水泵輸送能量。通過變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用,可以實現(xiàn)流量的自動調(diào)節(jié),節(jié)能效果非常顯著。對于變風(fēng)量系統(tǒng)而言,其主要由變頻中央空調(diào)系統(tǒng)、VAV末端設(shè)備共同構(gòu)成,是一種低能耗、高舒適度的空調(diào)系統(tǒng)。在暖通設(shè)計過程中,變風(fēng)量系統(tǒng)的應(yīng)用,表現(xiàn)出兩個方面的優(yōu)點:第一,系統(tǒng)能耗設(shè)備采用變頻技術(shù),對能量輸出進(jìn)行有效的調(diào)節(jié),即便是在較低負(fù)荷狀態(tài)下,也可實現(xiàn)變頻調(diào)節(jié),節(jié)約能源。第二,變風(fēng)量系統(tǒng)中的每一個房間都是獨立的,這在很大程度上為應(yīng)用者創(chuàng)造了舒適的空間度。(2)地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用。在暖通設(shè)計過程中,可以講地源耦合熱泵機(jī)組用于空調(diào)系統(tǒng)供熱(冬季)、供冷(夏季),而且還可以有效提供生活用水。從應(yīng)用實踐中來看,該系統(tǒng)主要利用的是地下巖石、土壤以及地下水溫度較為穩(wěn)定之特性,利用少量的電能,埋藏地下管路系統(tǒng),從而實現(xiàn)與巖石、土壤以及地下水的熱交換。比如,在炎熱的夏季,通過對室內(nèi)有效的制冷,可以將室內(nèi)的熱量排出或者收集,然后將其中的一部分熱量用作免費供熱,并且將剩余的熱量送至地下有效的儲藏起來;在寒冷的冬季時節(jié),可以將儲藏的熱能經(jīng)熱泵輸送出來,實現(xiàn)對室內(nèi)供熱。實踐中可以看到,地源耦合熱泵及其技術(shù)的應(yīng)用,能耗相對較低,一般只有常規(guī)系統(tǒng)能耗1/4,主要是由水循環(huán)系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組、熱交換器以及控制系統(tǒng)和空調(diào)末端組成,具有較好的節(jié)能特性,適合暖通設(shè)計應(yīng)用。(3)可再生能源合理應(yīng)用。暖通系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計過程中,可以有效地應(yīng)用可再生能源,比如利用太陽能供暖、制冷,并且利用自然通風(fēng)、地?zé)崮堋?第一,利用太陽能供暖、制冷。在暖通設(shè)計過程中,利用太陽能供暖時,主要是利用主動式太陽能供暖系統(tǒng)。通常情況下,采用太陽能制冷的方法有兩種類型。一種方法是對太陽能進(jìn)行有效的利用,轉(zhuǎn)化成能力對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動,然后再利用機(jī)械設(shè)備對壓縮制冷循環(huán)驅(qū)動;另一種方法是直接利用太陽能獲取熱量,以此來有效實現(xiàn)對吸收式制冷機(jī)驅(qū)動,并且以此來有效降低室內(nèi)溫度。從實踐中可以看到,上述兩種利用太陽能制冷的方法,均未利用氟里昂,所以不會對臭氧層造成嚴(yán)重的破壞,具有良好的節(jié)能環(huán)保作用。 第二,利用自然通風(fēng)。所謂自然通風(fēng),充分利用自然環(huán)境條件,對熱環(huán)境改善。建筑室外空氣干球溫度、焓值,比建筑室內(nèi)數(shù)值低時,實現(xiàn)自然通風(fēng),不以消耗能源為基礎(chǔ),從而實現(xiàn)對室內(nèi)空氣溫度有效控制。同時,采用該種方法,還可以起到驅(qū)散潮濕氣體的作用,從而使人體感到熱舒適感。建筑室外的空氣溫度超過了相應(yīng)的舒適區(qū)標(biāo)準(zhǔn),需要設(shè)計人員消耗一定的能源進(jìn)行降濕和降溫處理。 第三,利用地?zé)崮?。暖通設(shè)計過程中,利用地?zé)釋崿F(xiàn)對供熱、供冷,應(yīng)用前景非常的廣泛,逐漸衍生出地?zé)崴g接、地?zé)岜霉嵋约暗嘏祭鋮s和地?zé)峁┡诱{(diào)峰鍋爐等節(jié)能方式。在建筑設(shè)計過程中,暖通空調(diào)施工時,地?zé)峁こ虘?yīng)用非常的廣泛。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(jì)效益。
總而言之,雖然我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅速,國民經(jīng)濟(jì)增長速度非常的快速,但是能源消耗量也出現(xiàn)了大幅度的提高,因此在暖通設(shè)計過程中加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,具有非常重大的現(xiàn)實意義。本文主要對當(dāng)前國內(nèi)暖通系統(tǒng)設(shè)計過程中存在的主要問題,比如公眾認(rèn)識問題、暖通節(jié)能設(shè)計問題以及暖通系統(tǒng)設(shè)計管理與新技術(shù)推廣問題進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上從變頻節(jié)能技術(shù)、地源熱泵技術(shù)以及可再生能源及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用等幾個方面,提出一些建設(shè)性建議,總結(jié)出節(jié)能技術(shù)應(yīng)用是暖通設(shè)計的必由之路。
[1]潘艷琴.論綠色節(jié)能設(shè)計實踐分析[J].建筑知識:學(xué)術(shù)刊,2012(02).
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