绿色建筑中暖通空调设计方法探析
发布时间:2018-11-29 点击次数:次
随着人民经济水平的和生活水平的不断提高,人们对自己的居住环境也提出了绿色、环保、舒适的新要求。这也就要求设计师在设计建筑时要兼顾资源、能源的节约和住户的舒适性,坚持可持续发展的道路。暖通空调作为现代建筑中不可或缺的一部分,通过更科学的设计减少其对能源的消耗,成为了现代设计师追求的目标之一。
1 暖通空调优化设计的意义
暖通空调系统的建设投资数额,工作性能,能源利用效率和消耗量在暖通空调的设计图定稿时就已经确定了。所以设计师在开始系统设计之前,要结合建筑的总体设计来决定选用何种模式的暖通空调系统,以便充分发挥暖通空调的设计性能,达到可靠、节能的设计目的。
目前有一些设计单位,设计思路单一死板,不考虑各类建筑的客观差异,无论是大型建筑还是小型建筑通通沿用同一种设计思路。这类忽视细节的设计结果往往使得暖通空调系统耗能巨大。根据统计,国内普通建筑暖通空调的能耗约占建筑总能耗的30~50%。而随着人民对生活水平的需求的进一步提高,这个数值必然还会不断上升。和需求相悖的是,能源的供应越来越紧张,社会对电力、石化资源的高需求导致了环境的进一步恶化。因此,大力发展节能的暖通空调系统是一项迫在眉睫的紧急任务。
2 绿色建筑中暖通空调设计原则
2.1 节约原则
节约原则包括对两个方面的节约:即材料和能源。具体措施包括减少材料和能源的使用,提高材料和能源的利用率。当然,材料节约原则并不单纯是节省暖通空调的个别零部件,还要降低暖通空调生产过程中的原材料消耗和使用过程中的维修成本。
2.2 回收利用原则
暖通空调系统要能够实现各个整体或局部部件的可回收重复利用。各个零部件的独立性保证了暖通空调的可拆卸性,当暖通空调的某一零部件出现故障时,可以将其拆卸下来进行修理,进行二次利用。以此降低空调维修的时间成本,并减少零部件的浪费。
2.3 广泛回收原则
广泛回收原则和回收利用原则是有一定区别的。广泛回收原则是针对于那些已经没有维修价值的损坏零部件,将这些废弃的零部件进行分类,按照功能和组成材料进行回收。
2.4 循环原则
循环原则是依赖于广泛回收原则的,循环原则的具体做法是指将广泛回收后的零件材料进行回炉,以实现原材料→零部件→废料→原材料的良性循环。广泛回收原则和循环原则要求暖通空调系统设计时要减少不能回收利用的原材料的使用,如玻璃钢、岩棉等。
3 绿色建筑暖通空调系统设计中存在的问题
科学合理的设计是暖通空调系统节能的重要保障,可以说一个暖通空调系统的节能与否在它的图纸上就能看出来。但是很多设计单位在设计暖通空调系统时并没有优化设计的意识,这就造成了很多暖通空调系统的能耗超标。在实际过程中,设计单位为了满足施工单位对经济效益的追求,将缩短工期、易于施工放在考虑的首位。这样,暖通空调系统直至完成建设投入使用后才发现,其能耗远远超过预期水平。除此之外,暖通空调建设缺乏一套成熟的评定标准,难以对暖通空调的能耗和运行性能进行客观的评估。
4 绿色建筑暖通空调设计的有效措施
4.1 改变设计观念
在暖通空调的设计过程中要实现动态灵活管理、多部门联合管理。在不同子系统的设计过程中要由不同的部门来执行主要监管责任,避免一切设计均为满足施工方要求而忽视了使用方的意见。在设计过程中要与国际上的最新技术接轨。设计管理上要做好进度管理,交流管理。要积极和用户进行交流,在满足客户合理需求的同时对系统的节能设计进行优化。在设计之前要做好关于各类突发情况的预案,结合实际情况做好设计方案。
4.2 太阳能节能技术
太阳能无疑是诸多清洁能源之中的最佳选择。它不用担心会开采殆尽,也没有地区分布差异,并且没有污染。太阳能供暖系统由两个子系统组成:即集热系统和循环系统。集热系统主要功能是将太阳光的热量收集起来,循环系统的主要功能是将集热系统采集到的热能加热循环水。太阳能受天气影响较大,当天气不符合太阳能系统的工作条件时,太阳能供暖系统的控制中心将会自动启动燃气加热设备进行辅助升温,以满足用户要求。
4.3 地热泵应用
地热泵技术的主要优势在于经济方面。它和现有的空气热源泵相比,它在去热和散热的工作过程中对环境的影响较小。地热泵通过埋在地下30~100m 的换热器对温度进行调节,只能影响深层土壤的温度,不会破坏地表环境和地下水。但是因为冬季和夏季深层土壤的温度变化,地热泵的性能又会受到一定程度的影响。因此如何做到平衡冬季和夏季的热量差值,成为了提高地热泵性能的重要问题。目前地热泵的主要应用区域为冬季和夏季热量相当的地区。如果在其他地区应用地热泵,还需要添加某些辅助调温设备。
4.4 冰蓄冷系统
冰蓄冷系统对电力资源的消耗较少,在低温送风时能耗较低,有低能耗、高经济效益的优点。冰蓄冷系统的节能主要从两个方面实现:①避开日间用电高峰期,减少电费支出;②冰的蓄冷量要远高于水,所以冰蓄冷系统配套的蓄冷池体积和表面积要小于蓄水池,减少蓄冷池与外界的热交换面积,从而达到节能的目的。当蓄冷池的温度在1~4℃时,冰蓄冷系统才会开启低温送风,并同时通过降低风机的动力以减少风量,做到多环节的节能。另外,冰蓄冷系统的cop 值较高,这意味着冰蓄冷系统可以通过更低的功率实现同等效果的制冷。夜间工作时,冰蓄冷系统的能耗还会进一步降低。
4.5 自然通风
自然通风是一种原始有效的降温方式,有利于提高室内人员的体感舒适度,改善室内空气质量。自然通风有着不消耗资源,无污染的优点。因此,从节能环保的角度来考虑,我们应该在设计时增加自然通风的使用。自然通风的主要动力来源是建筑内外的风压和热压。
风压是自然通风的动力,是实现气流流动的主要手段之一。为了实现自然通风,建筑外部环境的风力条件是非常重要的。因此,在设计和选择建筑地点时,必须考虑建筑物的朝向和样式。此外,为了达到更好的通风效果,在设计时应考虑建筑垂直面和横截面的细节,在设计时应尽量减小空气阻力,如直线设计门窗、扩大开口面积等。由于天气的原因,室外风速也会发生变化,此时可以在窗户上安装人工控制风速的装置,如百叶窗,以达到最佳的室内通风条件。
1 暖通空调优化设计的意义
暖通空调系统的建设投资数额,工作性能,能源利用效率和消耗量在暖通空调的设计图定稿时就已经确定了。所以设计师在开始系统设计之前,要结合建筑的总体设计来决定选用何种模式的暖通空调系统,以便充分发挥暖通空调的设计性能,达到可靠、节能的设计目的。
目前有一些设计单位,设计思路单一死板,不考虑各类建筑的客观差异,无论是大型建筑还是小型建筑通通沿用同一种设计思路。这类忽视细节的设计结果往往使得暖通空调系统耗能巨大。根据统计,国内普通建筑暖通空调的能耗约占建筑总能耗的30~50%。而随着人民对生活水平的需求的进一步提高,这个数值必然还会不断上升。和需求相悖的是,能源的供应越来越紧张,社会对电力、石化资源的高需求导致了环境的进一步恶化。因此,大力发展节能的暖通空调系统是一项迫在眉睫的紧急任务。
2 绿色建筑中暖通空调设计原则
2.1 节约原则
节约原则包括对两个方面的节约:即材料和能源。具体措施包括减少材料和能源的使用,提高材料和能源的利用率。当然,材料节约原则并不单纯是节省暖通空调的个别零部件,还要降低暖通空调生产过程中的原材料消耗和使用过程中的维修成本。
2.2 回收利用原则
暖通空调系统要能够实现各个整体或局部部件的可回收重复利用。各个零部件的独立性保证了暖通空调的可拆卸性,当暖通空调的某一零部件出现故障时,可以将其拆卸下来进行修理,进行二次利用。以此降低空调维修的时间成本,并减少零部件的浪费。
2.3 广泛回收原则
广泛回收原则和回收利用原则是有一定区别的。广泛回收原则是针对于那些已经没有维修价值的损坏零部件,将这些废弃的零部件进行分类,按照功能和组成材料进行回收。
2.4 循环原则
循环原则是依赖于广泛回收原则的,循环原则的具体做法是指将广泛回收后的零件材料进行回炉,以实现原材料→零部件→废料→原材料的良性循环。广泛回收原则和循环原则要求暖通空调系统设计时要减少不能回收利用的原材料的使用,如玻璃钢、岩棉等。
3 绿色建筑暖通空调系统设计中存在的问题
科学合理的设计是暖通空调系统节能的重要保障,可以说一个暖通空调系统的节能与否在它的图纸上就能看出来。但是很多设计单位在设计暖通空调系统时并没有优化设计的意识,这就造成了很多暖通空调系统的能耗超标。在实际过程中,设计单位为了满足施工单位对经济效益的追求,将缩短工期、易于施工放在考虑的首位。这样,暖通空调系统直至完成建设投入使用后才发现,其能耗远远超过预期水平。除此之外,暖通空调建设缺乏一套成熟的评定标准,难以对暖通空调的能耗和运行性能进行客观的评估。
4 绿色建筑暖通空调设计的有效措施
4.1 改变设计观念
在暖通空调的设计过程中要实现动态灵活管理、多部门联合管理。在不同子系统的设计过程中要由不同的部门来执行主要监管责任,避免一切设计均为满足施工方要求而忽视了使用方的意见。在设计过程中要与国际上的最新技术接轨。设计管理上要做好进度管理,交流管理。要积极和用户进行交流,在满足客户合理需求的同时对系统的节能设计进行优化。在设计之前要做好关于各类突发情况的预案,结合实际情况做好设计方案。
4.2 太阳能节能技术
太阳能无疑是诸多清洁能源之中的最佳选择。它不用担心会开采殆尽,也没有地区分布差异,并且没有污染。太阳能供暖系统由两个子系统组成:即集热系统和循环系统。集热系统主要功能是将太阳光的热量收集起来,循环系统的主要功能是将集热系统采集到的热能加热循环水。太阳能受天气影响较大,当天气不符合太阳能系统的工作条件时,太阳能供暖系统的控制中心将会自动启动燃气加热设备进行辅助升温,以满足用户要求。
4.3 地热泵应用
地热泵技术的主要优势在于经济方面。它和现有的空气热源泵相比,它在去热和散热的工作过程中对环境的影响较小。地热泵通过埋在地下30~100m 的换热器对温度进行调节,只能影响深层土壤的温度,不会破坏地表环境和地下水。但是因为冬季和夏季深层土壤的温度变化,地热泵的性能又会受到一定程度的影响。因此如何做到平衡冬季和夏季的热量差值,成为了提高地热泵性能的重要问题。目前地热泵的主要应用区域为冬季和夏季热量相当的地区。如果在其他地区应用地热泵,还需要添加某些辅助调温设备。
4.4 冰蓄冷系统
冰蓄冷系统对电力资源的消耗较少,在低温送风时能耗较低,有低能耗、高经济效益的优点。冰蓄冷系统的节能主要从两个方面实现:①避开日间用电高峰期,减少电费支出;②冰的蓄冷量要远高于水,所以冰蓄冷系统配套的蓄冷池体积和表面积要小于蓄水池,减少蓄冷池与外界的热交换面积,从而达到节能的目的。当蓄冷池的温度在1~4℃时,冰蓄冷系统才会开启低温送风,并同时通过降低风机的动力以减少风量,做到多环节的节能。另外,冰蓄冷系统的cop 值较高,这意味着冰蓄冷系统可以通过更低的功率实现同等效果的制冷。夜间工作时,冰蓄冷系统的能耗还会进一步降低。
4.5 自然通风
自然通风是一种原始有效的降温方式,有利于提高室内人员的体感舒适度,改善室内空气质量。自然通风有着不消耗资源,无污染的优点。因此,从节能环保的角度来考虑,我们应该在设计时增加自然通风的使用。自然通风的主要动力来源是建筑内外的风压和热压。
风压是自然通风的动力,是实现气流流动的主要手段之一。为了实现自然通风,建筑外部环境的风力条件是非常重要的。因此,在设计和选择建筑地点时,必须考虑建筑物的朝向和样式。此外,为了达到更好的通风效果,在设计时应考虑建筑垂直面和横截面的细节,在设计时应尽量减小空气阻力,如直线设计门窗、扩大开口面积等。由于天气的原因,室外风速也会发生变化,此时可以在窗户上安装人工控制风速的装置,如百叶窗,以达到最佳的室内通风条件。