王寒 中國建筑科學研究院有限公司沈陽分公司
隨著科技水平的提升,人們對于生活水平和生活質量也有了新的要求。在實際生活中,越來越多的科技產品被運用到人們生活中。其中暖通技術的應用大幅提升了人們的生活質量。暖通技術的應用可以很好地解決夏天炎熱以及冬天寒冷的問題。暖通系統(tǒng)的運行功能主要是結合了通風、空調以及采暖這三種基礎性功能,通過三種基礎性工程結合,從而建立一套完整的暖通空調系統(tǒng)。暖通空調系統(tǒng)的運行會提升人們生活的舒適感,但是在運行過程也會對環(huán)境造成一定的破壞。因此,為了滿足人們對于生活質量和生活品質要求,在不會對環(huán)境造成惡劣影響的同時,我們應該對暖通工程進行節(jié)能減排設計,只有這樣才能保障生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
綠色建筑是一種新型的建筑模式,在建筑的過程中更好地協調了人類的生存發(fā)展與自然環(huán)境保護之間的關系.綠色建筑對施工環(huán)節(jié)進行了合理地優(yōu)化,減少了施工過程中對周圍環(huán)境的污染,同時,也提高了資源的利用率,減少了資源使用過程中的不必要的浪費。既能提升用戶居住的體驗,又能做到環(huán)保節(jié)能。但是綠色建筑在發(fā)展的過程中也遇到了一些問題。由于國家缺乏具體的節(jié)能標準,并且缺乏相關技術標準,在國內很難找到真正做到節(jié)能環(huán)保的暖通專業(yè)相關技術人員。此外,在施工圖設計的過程中,部分技術人員對于相關參數的設計不夠規(guī)范,同時缺乏具體實施標準,導致在施工的過程中僅僅按照個人主觀的判斷進行暖通專業(yè)設計,造成最終工程設計的成果達不到預期的水平。
熱工設計最主要的就是保溫功能。非保溫時,管道內部的熱媒或冷媒因外部環(huán)境溫度變化,產生放熱或吸熱作用,破壞管道內的溫度平衡。所以在優(yōu)化暖通熱工性能時,將保溫及節(jié)能作為主要技術手段??紤]暖通系統(tǒng)受外部溫度干擾的因素,包括太陽能發(fā)熱板的朝向、導熱材料以及建筑內部布局的形態(tài)系數等,科學使用新型的保溫管道材料,輔助室內裝飾增強保溫性能。保證建筑門窗的密閉性,避免建筑產生不必要的能源浪費。將綠色理念貫穿在整個熱工性能設計的過程中。設計人員應充分考慮建筑的外部四季環(huán)境的變化,排除環(huán)境的外部干擾,最大化發(fā)揮綠色理念的作用。暖通專業(yè)應積極配合建筑專業(yè)外圍護結構的熱工性能計算,不斷優(yōu)化,采用科學的計算方式,降低建筑的冷熱負荷,從而降低設備能耗。
1.太陽能加熱和冷卻
現在,相對便捷的太陽能采暖通風方式就是被動式太陽能房。該方法的特征是運用太陽光照射建筑物的內部,使太陽光被部分封閉結構的表面吸收,之后加大室內空氣的溫度。太陽光線通過玻璃表面?zhèn)鬏數綁Ρ诘奈鼰崦?,從而提高了壁表面的溫度,而且存儲了熱量。冬季需要室內供暖時,玻璃和墻壁間的熱空氣通過自然對流進入房間。室內的冷空氣通過墻下的通風孔進到空氣層,并被加熱以造成自然循環(huán)。太陽下山后,儲存在厚壁中的熱量將用于繼續(xù)為房間供暖。為了解決被動式太陽能房屋的缺陷,開發(fā)了具有輔助熱源和蓄熱器的主動式系統(tǒng),又叫作主動式太陽能加熱系統(tǒng),用于對空氣進行加熱。當有陽光時,系統(tǒng)可以有兩種運行條件:一種是不需要加熱房間,而利用太陽能收集器收取的熱量來加熱蓄熱器;二是供熱室需要供暖,蓄熱器還沒有儲存充足的熱量,所以要激活輔助熱源進行供暖。當沒有日照時,也可以有兩種運行條件:一種是通過蓄熱器給房間供熱;一種是在蓄熱器的熱量不夠時從輔助熱源提供熱量。
2.地熱能利用
地熱能是儲存在地球內部的巨大且有稀有的能源。根據研究,在地表以下5km 之內,高于15℃的巖石及地下水的總熱量為1.05X1025J,與950×1012t 煤的熱量一樣。以全球每年消耗100×108t 煤計算,能夠確保人類95000 年的能源需求。地熱井能夠給予加熱介質,例如熱水、蒸汽水混合物、干燥的飽和蒸汽及過熱蒸汽,這些介質可以在進行某些預處理后即刻使用。
在進行暖通系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的過程中,需要將水力平衡裝置的作用充分發(fā)揮出來,盡可能地采用一些阻力小的輸送方式,減少在輸送過程中產生的能源消耗,借助水力平衡裝置作用,起到更好的節(jié)能效果。在進行暖通系統(tǒng)安裝中,需要在水系統(tǒng)當中,發(fā)揮出水力平衡裝置的作用。但是在具體的安裝環(huán)節(jié)中,應該注意一些問題,在開展定流量系統(tǒng)設計中,需要對水力平衡進行有效的設計與優(yōu)化,如果出現不能實現平衡的情況,則需要借助靜態(tài)平衡閥的調試,達成相應的目標。而在流量動態(tài)平衡當中,可以進行變流量系統(tǒng)的設置,在水量波動過大的情況下,發(fā)揮出動態(tài)流量閥的作用。在靜態(tài)水力平衡閥當中,可以將熱力入口設置進行優(yōu)化,開展動態(tài)流量控制,實現系統(tǒng)調節(jié)模式的優(yōu)化。
綠色建筑理念在建筑暖通系統(tǒng)中應用得較晚,但現今已經發(fā)展成較為成熟的應用模式。研究綠色建筑理念在建筑暖通節(jié)能設計中的應用,在暖通節(jié)能設計上實現綠色建筑理念的多元化。優(yōu)化建筑熱工性能,減少暖通系統(tǒng)產生的能耗浪費,為今后研究綠色理念應用方向提供一定的理論支持。