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        綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計研究

        2021-11-28 13:07:08魏巍
        魅力中國 2021年33期
        關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計利用綠色

        魏巍

        (河北 石家莊 050000)

        隨著世界經(jīng)濟、科技的飛速發(fā)展,地球上各種資源、能源在得到充分利用的同時數(shù)量也在不斷減少,氣候也在不斷變暖。因此,環(huán)境和能源等生態(tài)方面的問題也日趨得到重視。文章在此對綠色建筑和暖通空調(diào)設(shè)計的相關(guān)概念進行了概述并分析了兩者之間的聯(lián)系,研究了綠色建筑中暖通空調(diào)的設(shè)計原則和要求等方面的問題。隨著人們對健康的重視,綠色施工理念正在逐漸地深入人們的工作和生活中。在具體的建筑暖通空調(diào)設(shè)計工作中要明確綠色建筑設(shè)計的基本理念,要善于把握綠色建筑的內(nèi)容。且有能力掌握綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計的原則,進而在建筑暖通空調(diào)設(shè)計以太陽能、地源熱泵和自然通風(fēng)等技術(shù)來降低建筑暖通空調(diào)的能源消耗,進而體現(xiàn)著綠色建筑設(shè)計的內(nèi)涵和主旨。

        一、綠色建筑設(shè)計的概念

        綠色建筑設(shè)計是當(dāng)前建筑設(shè)計的主要觀念和重要方向,其主要內(nèi)核就是在建筑設(shè)計中盡量利用可再生資源和材料。在不違背自然現(xiàn)象和規(guī)律的基礎(chǔ)上,充分考慮到環(huán)境因素,在不破壞環(huán)境、不浪費材料的前提下。盡量做到建筑設(shè)計的節(jié)約資源和對環(huán)境的保護。綠色建筑設(shè)計要遵循生態(tài)保護、能源高效利用、環(huán)境維護、經(jīng)濟適用等原則,使建筑設(shè)計盡可量地貼近自然,回歸到環(huán)境之中,形成建筑與自然、建筑與環(huán)境的和諧共處。暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑的功能系統(tǒng),進行建筑暖通空調(diào)設(shè)計同樣需要實現(xiàn)綠色設(shè)計的方向,這樣才能在踐行綠色建筑設(shè)計的同時,將建筑暖通空調(diào)設(shè)計推向科學(xué)、合理和可持續(xù)的高度。

        二、建筑暖通空調(diào)設(shè)計實現(xiàn)綠色理念的原則

        (一)建筑暖通空調(diào)設(shè)計的綠化性原則

        建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的選材要綠色環(huán)保,要盡量在保溫材料、管道材料、密封材料中選擇高質(zhì)量的材料,這樣不但可以降低環(huán)境的污染,而且有利于建筑暖通空調(diào)的能源節(jié)約。此外,建筑暖通空調(diào)的材料要便于回收和利用。這不但有利于建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)為維護和保養(yǎng),同時也有利于對能源的節(jié)約,更有利于對環(huán)境污染的控制。

        (二)建筑暖通空調(diào)設(shè)計的節(jié)能性原則

        節(jié)能是進行建筑暖通空調(diào)設(shè)計的基本要求,同時也是踐行綠色建筑設(shè)計的根本保障。在建筑暖通空調(diào)的運行中送風(fēng)、除濕、制冷、供熱都需要消耗大量的能源,如果在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中考慮到節(jié)能的因素。同時設(shè)計人員應(yīng)該在對暖通空調(diào)進行設(shè)計時,多加考慮利用可再生能源,比方說太陽能、潮汐能等,用可再生能源使資源利用實現(xiàn)最大化。設(shè)計人員可以根據(jù)建筑環(huán)境來調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的運行參數(shù),使得暖通空調(diào)可以保持常態(tài)化進行長時間使用,減少能源的消耗,提升了運行的效率。

        (三)建筑暖通空調(diào)設(shè)計的可循環(huán)利用原則

        暖通空調(diào)設(shè)計時,設(shè)計人員可以將其系統(tǒng)不同功能區(qū)進行劃分,同時在設(shè)計者應(yīng)著重強調(diào)它的獨立性,使得某些功能區(qū)的構(gòu)件老化時不影響其他功能區(qū)的使用。若某些功能區(qū)的構(gòu)建出現(xiàn)故障時,可以對其進行回收,對其進行加工處理,使其可以二次被利用。在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計環(huán)節(jié),為控制施工成本、減少材料消耗量,必須遵循循環(huán)利用原則,在保證施工質(zhì)量達標(biāo)、滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的前提下,盡可能使用各類由廢棄材料二次加工形成的,或具備回收利用價值的綠色材料。在建筑墻體結(jié)構(gòu)中額外鋪設(shè)一層新型保溫材料,可以改善建筑熱工性能,起到降低建筑總體使用成本的設(shè)計效果。這樣極大提高了空調(diào)材料的利用率,使得資源得以回收再利用,達到了循環(huán)利用的目的。

        三、綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計方法

        綠色發(fā)展是現(xiàn)在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的具體實踐。實現(xiàn)綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計,可以基于建筑本身的設(shè)計方法,可以基于太陽能的設(shè)計方法,同時也可以基于自然通風(fēng)、地源熱泵等的設(shè)計方法。下面是對一些技術(shù)的詳細論述。

        (一)太陽能技術(shù)

        我國現(xiàn)階段在光伏技術(shù)方面有了一定的研究,可以使用由太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榈碾娔軄磉_到暖通空調(diào)能源的要求。利用光伏技術(shù)可以極大地改善環(huán)境,節(jié)約能源,同時具有環(huán)保與清潔的作用。光伏技術(shù)不僅可以將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,還可以使太陽能轉(zhuǎn)換為熱能。設(shè)計人員可以根據(jù)光照條件,在合適的位置對太陽能進行采收,使其轉(zhuǎn)換為熱能,為綠色建筑提供熱能進行供暖。同時太陽能轉(zhuǎn)化為熱能之后,還可以通過熱循環(huán)系統(tǒng)與溫度控制器為室內(nèi)提供一個令居住者感到舒適的溫度。而綠色建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng),即使在寒冷,潮濕,陰雨天氣也可以轉(zhuǎn)換為常規(guī)的供熱系統(tǒng)使得建筑能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定且長期的供暖。建筑人員可以將常規(guī)的窗戶更換為具有惰性氣體的雙層玻璃,實現(xiàn)節(jié)能減排的要求同時可以實現(xiàn)能源利用的最大化。

        (二)自然通風(fēng)技術(shù)

        自然通風(fēng)技術(shù)不僅可以使得排煙系統(tǒng)的能量降低,也可以改善空氣質(zhì)量。自然通風(fēng)技術(shù)是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)進行調(diào)整的,可以利用百葉窗等進行氣流調(diào)節(jié),從而達到通風(fēng)的效果。自然通風(fēng)技術(shù)又包括熱壓通風(fēng)技術(shù)和風(fēng)壓通風(fēng)技術(shù)。風(fēng)壓通風(fēng)技術(shù)可以實現(xiàn)綠色建筑內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)的能量損耗。熱壓通風(fēng)系統(tǒng)又可以根據(jù)空氣的內(nèi)外溫度 壓力差,交換與改變建筑內(nèi)外部的空氣。熱壓通風(fēng)技術(shù)也很好地實現(xiàn)減少排煙的功能。同時,設(shè)計人員也可以將以上兩種操作技術(shù)進行結(jié)合 根據(jù)建筑的外形尺寸來對建筑進行深度設(shè)計管理是建筑內(nèi)部的通風(fēng)程度提高,從而達到節(jié)能減排,提升空氣質(zhì)量的目的,也很好地利用有限的能源。

        (三)節(jié)能材料

        要想使得建筑實現(xiàn)綠色化、環(huán)?;?,則一定要保證材料的選擇實現(xiàn)綠色化、環(huán)?;?。設(shè)計人員在觀察建筑通風(fēng)采光情況時,對于門窗高度進行合理的設(shè)計。同時門窗材料一定要選擇節(jié)能環(huán)保的。一方面可以使得室內(nèi)溫差不大,保持恒溫狀態(tài),同時可以保證室內(nèi)的光線充足,不處于陰暗環(huán)境中。另一方面則是可以減少能源的消耗。對門窗構(gòu)件與建筑墻體結(jié)構(gòu)的間隙進行密封處理,如在間隙內(nèi)填充發(fā)泡膠。再次,優(yōu)先安裝具有良好保溫、氣密性能的窗體,如雙層真空玻璃,在玻璃中間設(shè)置一處沒有空氣的空間,起到保溫隔熱作用。對于外圍檔的設(shè)計,設(shè)計人員可以根據(jù)居住者的具體要求,進行不同材料的選擇。由于不同材料的散熱效果不同,建筑物的面積對空調(diào)的能源消耗起到?jīng)Q定性作用。在系統(tǒng)長期運行過程中,在單獨部件、設(shè)備出現(xiàn)故障問題后,工作人員可以及時切斷故障設(shè)備與系統(tǒng)的連接,并對故障設(shè)備、部件進行維修或更換處理,從而減少系統(tǒng)運行故障所造成的損失,控制系統(tǒng)使用成本。由于建筑物外圍的散熱面積會隨熱量傳播速度的增加而增加,因此暖通空調(diào)主要是通過空氣傳播熱量,設(shè)計人員通過對綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計,真正起到環(huán)保與節(jié)能的作用。通過使用節(jié)能的原材料,來減少暖通空調(diào)能源的消耗。同時可以增加空氣的密閉性,減少熱量的消耗。

        (四)地源熱泵技術(shù)

        在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計中設(shè)計人員可以通過運用地源熱泵系統(tǒng)達到綠色環(huán)保的目的,減少廢氣污染物的產(chǎn)生,實現(xiàn)節(jié)能減排。地源熱泵由于其不需要消耗化石能源,因此在將地?zé)崮茉催M行轉(zhuǎn)變和獲取時,可以通過地埋管的形式進行獲取能源,對地質(zhì)結(jié)構(gòu)不會造成損害。無論夏季還是冬季都可以通過地源熱泵技術(shù)達到節(jié)能減排的效果。當(dāng)處于夏季時,可以將通過制冷獲得的熱能通過一定的操作技術(shù),使得轉(zhuǎn)變來的熱能存儲到地下。而處于冬季時,可以使用夏季儲存在地下的能源,有效減少能源的消耗。

        (五)根據(jù)建筑本身

        由于建筑本身的氣候條件與地理位置不同,因此操作人員可以通過開發(fā)自然資源構(gòu)建,暖通空調(diào)系統(tǒng)的同時,利用當(dāng)?shù)氐奈镔|(zhì)能源,為暖通空調(diào)的實現(xiàn)提供幫助。設(shè)計人員在制訂建筑暖通空調(diào)設(shè)計方案時,應(yīng)重點對建筑熱工性能加以改善,通過強化建筑保溫性能來降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗、縮短運行時長。目的就是建筑節(jié)能。夾心保溫層、泡沫聚苯板的外墻節(jié)能技術(shù),中空玻璃、鍍膜玻璃、真空玻璃門窗節(jié)能技術(shù),太陽能集熱屋頂、可控制的通風(fēng)屋頂節(jié)能技術(shù)實現(xiàn)綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計保暖能力與散熱能力,實現(xiàn)能源的有效利用,達到節(jié)能減排的目的,同時使得居住環(huán)境能夠自然且舒適。

        四、暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)設(shè)計

        對于綠色建筑整體規(guī)劃,應(yīng)該在技術(shù)與經(jīng)濟均合理的條件下,盡可能地使得冷熱資源能在淺土層被利用。在傳統(tǒng)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中,采取的調(diào)速方式比較落后,系統(tǒng)運行能耗較高,需要持續(xù)消耗大量電能完成調(diào)速操作,且水泵、風(fēng)柜等設(shè)備之間不匹配,系統(tǒng)在長期運行過程中容易發(fā)生故障。結(jié)合暖通空調(diào)系統(tǒng)運行特點與綠色建筑要求,設(shè)計人員分析控制系統(tǒng)應(yīng)具備的功能,為軟硬件設(shè)計提供指導(dǎo)。要求控制系統(tǒng)全面采集暖通空調(diào)系統(tǒng)參數(shù),涵蓋冷熱源、水系統(tǒng)與風(fēng)系統(tǒng)等各個部分,在對綠色建筑進行設(shè)計時,應(yīng)該嚴(yán)格對建筑的門窗比、體形系數(shù)等指標(biāo)進行詳細要求。為實現(xiàn)節(jié)能的目的,應(yīng)大力使用節(jié)能環(huán)保的材料,有效地利用可持續(xù)利用資源。將節(jié)能材料與節(jié)能技術(shù)充分應(yīng)用在建筑的設(shè)計與施工過程中。節(jié)能技術(shù)既可以使用常規(guī)的手段,還可以通過精準(zhǔn)控制的監(jiān)測系統(tǒng)進行暖通空調(diào)的設(shè)計。

        綠色建筑對于人類居住環(huán)境建設(shè)與生態(tài)文明建設(shè)起到?jīng)Q定性作用,它對于節(jié)約資源、實現(xiàn)能源的重復(fù)利用起到重要的作用,要使相關(guān)的設(shè)計方案適應(yīng)綠色建筑的發(fā)展要求,最大程度上實現(xiàn)對各項能源的循環(huán)利用,同時可以使得建筑實現(xiàn)可持續(xù)且綠色發(fā)展。設(shè)計人員在綠色建筑中對于暖通空調(diào)進行設(shè)計時,一定要著重注意到資源與能源的節(jié)約是新形勢下節(jié)能減排的重要舉措。實現(xiàn)綠色化設(shè)計,不僅可以減少能源消耗,也可以增強蓄能。同時為居住者提供具有采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)功能的居住環(huán)境。

        對于綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計,設(shè)計人員一定要選擇綠色、高效的設(shè)計方案。由于現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展,操作人員可以從軟件、硬件兩個方面來進行設(shè)計。實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的智能控溫、智能啟停等作用。通過智能化來使得科技對于人類現(xiàn)代生活產(chǎn)生重要作用。同時也可以通過天然的綠色制冷劑 環(huán)保過濾器等節(jié)能設(shè)備來使得能源消耗減少。同時使用熱回收裝置、冷熱水交換裝置等現(xiàn)代科技設(shè)備來對能源消耗的速度進行控制,實現(xiàn)了暖通空調(diào)的綠色化設(shè)計,同時也提升了暖通空調(diào)的運行效率,提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

        結(jié)語

        對于科技迅猛發(fā)展的今天,化工污染也逐漸出現(xiàn)在人們的眼前。因此,節(jié)能減排刻不容緩。早日實現(xiàn)綠色化、環(huán)?;木G色建筑也是當(dāng)今社會的當(dāng)務(wù)之急。建筑業(yè)的迅猛發(fā)展,使得對于環(huán)保意識也逐漸增強,在對于綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計環(huán)節(jié),也提出了更高的要求與標(biāo)準(zhǔn)要求,實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的提升,實現(xiàn)可持續(xù)利用的原則,提升建筑的節(jié)能環(huán)保屬性。設(shè)計人員在對綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計時,必須遵守的就是綠色環(huán)保與節(jié)能降耗原則。根據(jù)建筑本身的條件以及太陽能地源熱泵、自然通風(fēng)、防排煙技術(shù)、節(jié)能材料的運用等方法來實現(xiàn)暖通空調(diào)的合理化、高效化設(shè)計。綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計也達到節(jié)能減耗的目的,實現(xiàn)暖通空調(diào)能源的損耗與污染,實現(xiàn)綠色建筑設(shè)計的要求。

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