李存榮
(山西潞安工程有限公司 山西長治 046204)
在我國各大建筑企業(yè)以及設(shè)計(jì)院,對于高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與施工的實(shí)踐中,總結(jié)出了以下三點(diǎn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的基本原則:①精確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算,準(zhǔn)確計(jì)算高層建筑中的總?cè)藬?shù)并進(jìn)行風(fēng)量平衡計(jì)算,為空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容量提供依據(jù);②核查所設(shè)計(jì)的高樓樓層的層數(shù)、樓層和建筑物的總高度,以確定按照什么樣的規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì),然后嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)流程;③工程設(shè)計(jì)師必須充分了解和掌握暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝位置附近的建設(shè)情況,整體把握高層建筑施工圖在供電、供水、供暖、管道的鋪設(shè)方法和界面位置等方面細(xì)節(jié),作為空調(diào)管線的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
這些年來,中央空調(diào)得到了很大的普及和應(yīng)用,大部分的高層建筑中都安裝了中央暖通空調(diào),中央空調(diào)雖然具有一系列的優(yōu)勢,但是其功率十分巨大,使得高層建筑中的能耗特別高。
隨著季節(jié)的變化改變,在夏天和冬天的高層建筑暖通空調(diào)的消耗量明顯增高,這也是城市熱島效應(yīng)加劇的原因之一,所以暖通空調(diào)控制系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)合季節(jié)變化的規(guī)律性變化,針對暖通空調(diào)能耗進(jìn)行控制和限制。
高層建筑一般都是面向?qū)懽謽?、辦公樓等大型應(yīng)用場合,暖通空調(diào)在這一場合之中的開放時(shí)間基本固定在早上八點(diǎn)到晚上八點(diǎn)左右,在這一時(shí)間段內(nèi),高層建筑中的空調(diào)的運(yùn)行負(fù)荷基本上不會(huì)出現(xiàn)大的變化,故而對于空調(diào)來說,其負(fù)荷是十分平穩(wěn)的。
針對高層建筑的暖通空調(diào)控制系統(tǒng),傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)沒有對設(shè)備在啟動(dòng)階段與運(yùn)行階段中的能耗問題進(jìn)行考慮,所以最近發(fā)展起來的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)在啟動(dòng)暖通設(shè)備時(shí)都是使用變頻器軟來進(jìn)行,通過這種方式來減少暖通空調(diào)的能耗。但是軟啟動(dòng)只能在啟動(dòng)階段內(nèi)降低暖通空調(diào)的能耗,將其用在運(yùn)行階段中無法取得較好的效果。所以在運(yùn)行階段內(nèi),還是要通過控制系統(tǒng)的控制模式來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行,進(jìn)而才能夠有效降低暖通空調(diào)在運(yùn)行階段內(nèi)的能耗。本文主要以基于PID參數(shù)整定實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)為例來對控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。
通風(fēng)系統(tǒng)是高層建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,一年大部分的季節(jié)里,良好的通風(fēng)措施可以代替空調(diào)系統(tǒng)。而且通風(fēng)是否流暢直接影響了使用者的工作生活舒適度,所以為了避免建筑裝修材料嚴(yán)重污染室內(nèi)空氣質(zhì)量,必須做好通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作,提高通風(fēng)性能。根據(jù)現(xiàn)有的一些研究數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)階段的空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)不僅能耗高,而且局部的通風(fēng)做的并不好,受限于高層建筑的復(fù)雜環(huán)境,需要設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì),才能推動(dòng)暖通空調(diào)的良好通風(fēng)。
由于高層建筑的特殊性,高層建筑的防排煙對于火災(zāi)時(shí)的逃生至關(guān)重要,需相應(yīng)設(shè)計(jì)機(jī)械排煙系統(tǒng)及加壓送風(fēng)系統(tǒng)等措施。安全問題無小事,尤其是整個(gè)系統(tǒng)比較綜合地涉及到了電、氣、結(jié)構(gòu)等方面。暖通空調(diào)設(shè)備放置的位置應(yīng)當(dāng)安全可靠,需設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備基礎(chǔ),同時(shí)應(yīng)當(dāng)將設(shè)備荷載提供給結(jié)構(gòu)專業(yè),由結(jié)構(gòu)專業(yè)考慮設(shè)備擺放區(qū)的梁、柱,否則很可能影響到建筑的結(jié)構(gòu)安全;對于特殊的空調(diào)、采暖系統(tǒng)應(yīng)考慮到相應(yīng)的安全措施,如燃?xì)廨椛洳膳到y(tǒng),需保證室內(nèi)一定的通風(fēng)換氣次數(shù);如鍋爐房的設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)充分考慮到易燃易爆液體和氣體泄漏事故等安全問題,相應(yīng)的氣體濃度報(bào)警系統(tǒng)和事故通風(fēng)系統(tǒng)這時(shí)就是必須的。消防安全問題應(yīng)嚴(yán)格按照消防安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
從傳熱的原理及負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果可以看出,夏季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度越低,相對濕度越低,系統(tǒng)能耗較大;冬季室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度越高,相對濕度越高,系統(tǒng)能耗大;系統(tǒng)能耗增大,初投資和運(yùn)行費(fèi)用的相應(yīng)增加。在保障人體健康和舒適度的前提下,可以控制與正確利用室外新風(fēng)量來達(dá)到節(jié)能的目的。對于夏季制冷、冬天供熱的空調(diào)房來說,室外新風(fēng)量越大,系統(tǒng)能耗越大。所以應(yīng)當(dāng)按照國家規(guī)范及客戶要求,確定合理的空調(diào)新風(fēng)量,同時(shí)要明確在空調(diào)房內(nèi)禁止吸煙。這樣可以減少需要與外界進(jìn)行的新風(fēng)交換,降低能耗??照{(diào)系統(tǒng)總耗能的另一大部分耗能是循環(huán)水泵及空調(diào)風(fēng)機(jī)的電能消耗。設(shè)計(jì)時(shí)可以提高供回水溫差,采用大溫差的空調(diào)主機(jī)從而節(jié)約水泵能耗,一般在8℃左右為較優(yōu)選擇;還可以在滿足人員舒適性的前提下,盡量加大送風(fēng)溫差降低送風(fēng)量,減小空調(diào)風(fēng)機(jī)能耗。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)如果能充分利用自然冷熱源,也是一個(gè)很大的節(jié)能點(diǎn)。比如利用室內(nèi)外的空氣溫度差,利用地下水與室外空氣的溫度差,提供一部分冷源與熱源。其次就是可以從排風(fēng)中回收熱量從而減少新風(fēng)負(fù)荷,對于排風(fēng)量較大的區(qū)域尤其有效。
高層建筑暖通空調(diào)能耗巨大已經(jīng)成為了客觀事實(shí),因此要想解決這個(gè)問題,就必須要讓社會(huì)各界對群眾都參與到節(jié)能的過程中。除了設(shè)計(jì)合理科學(xué)的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)之外,還要不斷改進(jìn)空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行模式,采取各種節(jié)能措施來降低其能耗,落實(shí)我國節(jié)能減排的政策,推進(jìn)我國走可持續(xù)發(fā)展道路的進(jìn)程。
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