付哲 王雷
摘要:建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通風(fēng)、熱水供應(yīng)、烹飪和家用電器的能耗。其中以建筑采暖和空調(diào)能耗為主,占建筑總能耗的50%~70%。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,我國建筑能耗日益增長。因此,暖通空調(diào)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新材料的開發(fā)與創(chuàng)新對未來建筑的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。
關(guān)鍵詞:暖通空調(diào);技術(shù)發(fā)展;建筑節(jié)能
1暖通空調(diào)技術(shù)發(fā)展
1.1技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展
暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展對建筑節(jié)能起著至關(guān)重要的作用。要及時更新過時的技術(shù)和設(shè)備,對高能耗、高污染的特種設(shè)備進(jìn)行節(jié)能審查和監(jiān)督。加快節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新的優(yōu)化,構(gòu)建技術(shù)研發(fā)平臺,推進(jìn)以企業(yè)為中心,產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新。在電梯、起重機(jī)械中,采用變頻變壓調(diào)速拖動技術(shù),有效地提高了專用設(shè)備的效率,達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的。自動扶梯上安裝了變頻控制裝置和光電感應(yīng)裝置。當(dāng)乘客進(jìn)入自動扶梯時,自動扶梯以正常速度運(yùn)行。當(dāng)電梯內(nèi)沒有乘客時,自動扶梯將以低速運(yùn)行,具有明顯的節(jié)能效果。
1.2可再生能源技術(shù)的運(yùn)用
可再生能源技術(shù)主要包括自然風(fēng)能和太陽能技術(shù)的運(yùn)用。(1)自然風(fēng)能。自然風(fēng)能的供冷是暖通空調(diào)系統(tǒng)可再生能源技術(shù)當(dāng)中的一個重要部分。在供冷期間,當(dāng)室外空氣焓值與溫度低于室內(nèi)時便能夠借助室外風(fēng)的自然冷量來實現(xiàn)室內(nèi)的冷負(fù)荷,一般這種情況會發(fā)生在供冷的過渡期或夜間,此時可以采用新風(fēng)直接供冷、夜間通風(fēng)蓄冷的方式來進(jìn)行。相比較常規(guī)的空調(diào)系統(tǒng),自然風(fēng)能的運(yùn)用在很大程度上節(jié)約了電能,同時也減少了給環(huán)境帶來的污染,改善了室內(nèi)空氣的質(zhì)量。(2)太陽能的運(yùn)用分為被動式和太陽能采暖、太陽能制冷兩方面的主動式。太陽能采暖以電為輔助能源來驅(qū)動經(jīng)太陽能加熱后的水在管道當(dāng)中循環(huán)流動,實現(xiàn)房間供熱。太陽能制冷包括:以太陽能如何有效轉(zhuǎn)化為電能為研究重點,用電能驅(qū)動壓縮式制冷系統(tǒng)的太陽能壓縮式制冷;將太陽能作為熱源,借助太陽能輻射的熱能驅(qū)動溴化鋰-水溶液或者氨-水溶液系統(tǒng)的吸收式制冷;去除系統(tǒng)加熱器與冷卻器,讓太陽能集熱器和吸附床集為一體的利用夜間室外空氣自然冷卻的太陽能吸附式制冷。
2暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計
2.1采用合理的冷熱源
對系統(tǒng)設(shè)計中的設(shè)備進(jìn)行合理選型是影響空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵因素,合理配置中央空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源對節(jié)能和能源合理利用關(guān)系重要。中央空調(diào)系統(tǒng)常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機(jī)組加鍋爐、熱泵型機(jī)組和澳化鏗吸收式機(jī)組。
2.2采用蓄冷系統(tǒng)
不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是不平衡的,但峰谷負(fù)荷存在著不同程度的差異。高峰時期供電量不足,低谷期供電量過大。在實行峰谷電價的地區(qū),就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰來儲存冷量,高電價時段再將冷量釋放出去,這會對整個電力負(fù)荷的移峰補(bǔ)谷工作起到很好的效果,并能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)社會效益。
2.3采用變頻應(yīng)用系統(tǒng)
變頻技術(shù)在現(xiàn)在空調(diào)系統(tǒng)的使用中成為一種必然性,它不僅可以有效地彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)的一些不足,而且可以大大降低能耗,節(jié)約運(yùn)行成本。
3暖通空調(diào)與建筑節(jié)能
3.1建筑規(guī)劃與設(shè)計
合理選擇建筑的地址、采取合理的外部環(huán)境設(shè)計;合理設(shè)計建筑形體,以改善既有的微氣候;合理的建筑形式設(shè)計是充分利用室外微環(huán)境改善建筑室內(nèi)微環(huán)境的關(guān)鍵。它主要通過建筑物各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計和建筑物內(nèi)部空間的合理分離設(shè)計來實現(xiàn)。同時,可以利用相關(guān)軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
3.2改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能,減少冷熱損失
我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言,通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例,而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小,亦即決定通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中,首先要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。
3.3控制室外新風(fēng)量
經(jīng)過空調(diào)機(jī)組處理的新風(fēng)量越多,其空調(diào)的負(fù)荷也會相應(yīng)增加,電耗也會大大增加,但是處理的新風(fēng)量太少又會對整個空調(diào)環(huán)境的質(zhì)量造成一定的影響,所以在實際操作過程中,依據(jù)實際的空調(diào)環(huán)境,調(diào)整好新風(fēng)比例和送風(fēng)溫度對于節(jié)能十分有效。尤其是對于夏天需要提供冷氣,冬季需要提供暖氣的房間,室內(nèi)的風(fēng)量越大,整個空調(diào)系統(tǒng)的能耗也就越大,為此將室外新風(fēng)控制到衛(wèi)生要求的最小值可以相應(yīng)降低能耗。對于冬季和過渡季,大會堂、商場以及劇院等室內(nèi)四周
負(fù)荷影響較小,而內(nèi)部有著較大熱量的建筑物,其室內(nèi)仍需要提供冷風(fēng),此時就要對室外新風(fēng)的冷量加以充分運(yùn)用,有效推遲了人工冷源的使用時間,從而達(dá)到節(jié)約人工冷源能耗的目的。
3.4提高系統(tǒng)控制水平,調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù),盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗
空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風(fēng)速、環(huán)境平均輻射溫度進(jìn)行的,人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。以往的空調(diào)控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度,甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的,勢必帶來許多問題,如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當(dāng)環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應(yīng)用,為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎(chǔ)。如果采用舒適性評價指標(biāo)即體感指標(biāo)作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù),如采用PMV或SET*指標(biāo)對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控,不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病,而且可以實現(xiàn)大幅度的節(jié)能,據(jù)我們的初步研究表明,采用這種控制方法可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。
3.5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)
隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,空調(diào)對不可再生能源的消耗將大幅度上升,同時對生態(tài)環(huán)境的破壞也在日趨加劇。如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢下發(fā)展起來的,它利源地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值,使得同等制熱(或制冷)量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外,利用太陽能供熱或制冷技術(shù)也在開發(fā)研究著。
4結(jié)束語
建筑節(jié)能是建筑發(fā)展的必然趨勢,在建筑投入使用中,空調(diào)能耗占主要部分,所以建筑空調(diào)節(jié)能在綠色建筑中占著主導(dǎo)地位,必須加強(qiáng)對建筑空調(diào)技術(shù)的研究與發(fā)展,提高建筑空調(diào)的節(jié)能水平,創(chuàng)造出可觀的建筑節(jié)能效益。
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(作者單位:四川北控工程設(shè)計有限公司)