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        綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計探討

        2021-01-28 08:05:06魏嘉屹青島市城市規(guī)劃設(shè)計研究院
        消費導(dǎo)刊 2020年17期
        關(guān)鍵詞:利用綠色建筑

        魏嘉屹 青島市城市規(guī)劃設(shè)計研究院

        引言:在我國工業(yè)建設(shè)等級不斷深入發(fā)展的大背景下,當下城市開發(fā)和群眾生活對于實體建筑的要求也有了新的轉(zhuǎn)變和延伸,不再以單一的經(jīng)濟利益為本質(zhì)訴求,而是更加強調(diào)環(huán)保型建設(shè)。這種變化就要求相應(yīng)的建筑設(shè)計,也應(yīng)當從傳統(tǒng)的思維中脫離出來,要立足于全新的歷史時期,分析綠色理念,并積極適應(yīng)這一發(fā)展趨勢。

        一、建筑暖通空調(diào)設(shè)計的基本原則

        (一)可靠性與可行性原則

        暖通空調(diào)設(shè)計首先要解決的則是設(shè)計方案具有可行性,而且不對建筑的運行以及暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行造成負面影響。這需要在設(shè)計時做好充足的考慮,如暖通空調(diào)的位置、周圍水電等管線的分布等,保持與建筑以及建筑內(nèi)部各組成部分的協(xié)調(diào);同時,在綠色可持續(xù)發(fā)展理念的倡導(dǎo)下,也需要考慮暖通空調(diào)的能耗問題,根據(jù)建筑的面積、功能進行暖通空調(diào)各系統(tǒng)的設(shè)計,以便其能耗滿足國家要求。

        (二)經(jīng)濟性原則

        暖通空調(diào)設(shè)計逐漸成為建筑全壽命周期內(nèi)成本最高的一項內(nèi)容,不僅在建設(shè)時會消耗大量資金成本,在運行中也會產(chǎn)生影響大氣環(huán)境的物質(zhì)或氣體,從而消耗大量環(huán)保成本。因此,在設(shè)計過程中,應(yīng)結(jié)合建筑面積以及供熱人口、供熱時間對其資金消耗、廢氣排量等參數(shù)進行準確的預(yù)估,以便將暖通空調(diào)的成本控制在最低。

        (三)安全性原則

        暖通空調(diào)作為建筑的組成部分,其安全性也是影響建筑安全的重要因素。總體來講,建筑安全包括五個方面,一是防火、二是環(huán)境、三是系統(tǒng)設(shè)備、四是人員、五是重要設(shè)備物品環(huán)境,暖通空調(diào)是建筑的重要系統(tǒng),需要保障其運行安全以及所處環(huán)境的安全,因此,在設(shè)計過程中要以安全為基本前提選擇合適的位置、設(shè)計合適的系統(tǒng)構(gòu)成。

        二、綠色建筑技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用方法

        (一)主動式設(shè)計

        實際對綠色建筑的暖通空調(diào)進行設(shè)計,可以采用主動式設(shè)計方法,加強各種自然資源的利用,減少空調(diào)的能耗和產(chǎn)生的污染物。目前在綠色建筑中,自然主動式暖風控制系統(tǒng)得到了普遍使用,能夠利用過渡季節(jié)的風能實現(xiàn)建筑通風,實現(xiàn)風能資源的充分利用,增加夏季建筑圍護與室內(nèi)空間的散熱量;還可以減少空調(diào)啟動帶來的負荷量,使建筑本體能耗得到降低,保證室內(nèi)通風良好,避免家具因潮濕變形,同時,使室內(nèi)在夏季快速降溫,減少空調(diào)運行帶來的能耗和污染。

        (二)被動式設(shè)計

        采取被動式暖通空調(diào)設(shè)計方法,主要是對太陽能等可再生能源進行有效利用,使空調(diào)能耗得到減少。實現(xiàn)人工被動式設(shè)計,需要在建筑物最佳位置完成太陽能接收板的設(shè)置,用于對太陽能的收集,然后轉(zhuǎn)化為能夠使用的熱力資源,滿足建筑冬季供熱需求。直接將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,可以減少空調(diào)消耗的電能,使能源短缺的問題得到緩解。從建筑供暖方式上來看,太陽能系統(tǒng)包含溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖等部分,可以利用采集設(shè)備將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能,再利用熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)傳遞至換熱中心,然后利用溫度控制設(shè)備實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)。若遭遇陰雨天氣,無法利用太陽能供熱,系統(tǒng)將自動切換到市政管網(wǎng)或鍋爐輔助等常規(guī)供熱設(shè)備,保證建筑的正常供暖。在大型建筑暖通設(shè)計中,還可以采用被動式太陽輻射技術(shù),利用充滿惰性氣體的雙層玻璃遮擋長波輻射,控制室內(nèi)溫度。還可以應(yīng)用智能窗,根據(jù)室外太陽輻射強度進行玻璃透明度調(diào)整。配合采用通風窗技術(shù),能夠?qū)⒖照{(diào)系統(tǒng)回風帶入雙層玻璃,使中間層熱量得到抵消,實現(xiàn)室內(nèi)熱量間接吸收,繼而使能源得到充分利用。

        (三)地源熱泵設(shè)計

        在綠色建筑中,常采用地源熱泵系統(tǒng)作為暖通空調(diào),能夠降低空調(diào)使用的成本。該系統(tǒng)同時具備供熱和制冷功能,可以滿足暖通空調(diào)的設(shè)計要求。在實際設(shè)計中,需要在地下30-100m位置進行換熱裝置的埋設(shè),除了給地面溫度帶來一定影響,不會給地面生物或地下水帶來影響。采用穩(wěn)定地源熱泵能夠使換熱器使用性能得到充分發(fā)揮,保證暖通空調(diào)在夏季和冬季能正常制冷和供熱。在夏季,換熱系統(tǒng)可以將室內(nèi)熱源輸送至地下,實現(xiàn)熱量積蓄,并在冬季通過熱交換提供熱能,使建筑室內(nèi)保持良好環(huán)境的同時,減少空調(diào)能耗的產(chǎn)生。相較于中央空調(diào),地源熱泵空調(diào)對中央空調(diào)、地板采暖、生活熱水等功能進行了集成,能夠利用先進的熱泵技術(shù)和暖通技術(shù)實現(xiàn)地熱能等可再生能源的開發(fā)利用。地源熱泵冷熱源溫度相對穩(wěn)定,夏季溫度較之環(huán)境低,可用于供冷,冬季相反,可提供熱源,因此,能夠使空調(diào)系統(tǒng)維持較高運行效率。

        (四)水冰蓄冷設(shè)計

        應(yīng)用水冰蓄冷設(shè)計技術(shù),可使暖通空調(diào)設(shè)計得到優(yōu)化,實現(xiàn)削峰填谷式用電,使電網(wǎng)運行效率得到提高。設(shè)計時,需要在水冷機組中安裝蓄能裝置,在低谷期利用雙工況電制冷機生產(chǎn)冷量,并以冷水形式在蓄冰裝置中儲存,使空調(diào)白天的能耗得到降低。在建筑室內(nèi)需要制冷時,蓄冰裝置可以對存儲的冷量機械能轉(zhuǎn)化,在用電高峰時段釋放冷量,減輕空調(diào)運行負荷,使機組保持穩(wěn)定運行,繼而為空調(diào)設(shè)計和使用帶來更多的經(jīng)濟效益。該技術(shù)主要以水作為冷熱量載體,使水在換熱管道和機組間循環(huán)利用,實現(xiàn)熱量交換,用電低谷時,用電能使水的溫度降低,在用電高峰時段,冷水的供應(yīng)可以減少空調(diào)電能損耗,從而使空調(diào)系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行,減少不必要的能源消耗。

        結(jié)語:綠色建筑在中國的興起,是我國建立創(chuàng)新型國家的必然組成部分,是順應(yīng)時代發(fā)展潮流和社會民生需求的必然結(jié)果,也是建筑節(jié)能環(huán)保的進一步拓展和優(yōu)化,暖通空調(diào)設(shè)備作為建筑節(jié)能環(huán)保的重要組成部分,應(yīng)首先從設(shè)計入手,使節(jié)能環(huán)保理念貫穿于建筑的全壽命周期。

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