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      綠色建筑技術(shù)在暖通設(shè)計中的應(yīng)用初探

      2022-12-30 14:12:59趙靜德中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司
      中國建筑裝飾裝修 2022年4期
      關(guān)鍵詞:熱源暖通空調(diào)

      趙靜德 中鐵第五勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司

      暖通空調(diào)系統(tǒng)可以在很大程度上滿足人們對于室內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速、潔凈度等的要求,改善室內(nèi)熱工環(huán)境,提供給使用者一個舒適的居住環(huán)境。但是,近年來,建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)的耗能問題也成為人們關(guān)注的問題之一,這一問題引起了社會各界的廣泛關(guān)注,因此,采取合適的方法進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計迫在眉睫。

      1 綠色施工的含義

      房建工程施工的整個過程中,是以有效保證居民房屋建筑和工程施工現(xiàn)場的安全為基本前提,采用先進(jìn)的建筑科學(xué)工程技術(shù),最大限度地保護(hù)環(huán)境,充分、合理地利用自然資源,以實現(xiàn)我國房建建筑工程的社會利益分配最大化。在實施綠色施工時,應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境,因地制宜,全面了解國家相關(guān)政策以及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),在施工的全過程中都應(yīng)嚴(yán)格遵循綠色施工的理念。在綠色施工的過程中,不僅要控制建筑工程無塵、無噪聲,還要確保建筑工程與周圍環(huán)境完美融合,助力我國建筑可持續(xù)發(fā)展的大戰(zhàn)略[1]。

      2 在暖通設(shè)計中運(yùn)用綠色施工技術(shù)的價值

      綠色施工技術(shù)作為現(xiàn)代施工技術(shù),對節(jié)約資源、提高施工企業(yè)的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。建筑業(yè)的快速發(fā)展已成為我國國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的組成部分,但在這個新的歷史發(fā)展過程中,有些建設(shè)項目的建設(shè)周期長,資源消耗量大,資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。針對這種情況,需要國家的政策支持和引導(dǎo),優(yōu)化資源配置,提高民用建筑資源的綜合利用率,有效控制和節(jié)約我國建設(shè)工程造價,提高我國建設(shè)工程質(zhì)量[2]。

      3 暖通節(jié)能方法及存在問題分析

      3.1 冷熱源系統(tǒng)

      在冷源與熱源系統(tǒng)合理節(jié)能上,目前主要采用以下節(jié)能方法。一是選擇合適容量的臺數(shù)和負(fù)荷機(jī)組,盡可能保障不同季節(jié)的負(fù)荷機(jī)組能長期保持正常運(yùn)行,由于負(fù)荷機(jī)組絕大部分的工作時間是在非固定設(shè)計負(fù)荷工況下正常運(yùn)行,因此,提高大部分負(fù)荷機(jī)組的運(yùn)行效率意義重大,但這種節(jié)能方式所需的介質(zhì)設(shè)備數(shù)量較大,會增加設(shè)備投資和未來機(jī)房占地面積。二是合理選擇性能系數(shù)高的介質(zhì)設(shè)備,包括冷熱源介質(zhì)設(shè)備等,但一般使用設(shè)備價格相對昂貴。三是合理利用自然冷熱能(包括太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、地下水和室外自然大氣)或熱源作為能源和能源交叉點(diǎn)(包括空氣、土壤、水源等),但若冷熱能利用不充分,很有可能引發(fā)火災(zāi)風(fēng)險。四是合理選擇與不同溫度能量水平相匹配的冷熱源,避免使用高能冷熱源介質(zhì)設(shè)備進(jìn)行低能冷熱源處理,但同時冷熱源設(shè)備種類將會增加。

      3.2 輸送系統(tǒng)

      在使用空調(diào)變速器控制系統(tǒng)時,主要特點(diǎn)如下:第一,空調(diào)輸送過程中冷熱源需要無菌水(水作為制冷劑)輸送系統(tǒng),究其原因,非全新的空氣凈化系統(tǒng)不利于無菌空氣的傳播控制;第二,根據(jù)不同用戶運(yùn)輸負(fù)荷的溫度特性,提高冷熱源出口運(yùn)輸溫度,但對高溫高濕運(yùn)輸控制性能要求較高;第三,空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時要加大溫差,降低空調(diào)傳動能力,特別注意提高末端控制裝置的傳動性能;第四,選擇高性能空調(diào)傳動控制設(shè)備、可變額定流量(VAV、VVV、VRV)進(jìn)行高速運(yùn)行和高效率是必要的,關(guān)注低溫變流量傳輸期對居住者的各種負(fù)面影響;第五,降低空調(diào)輸送風(fēng)管、管件和空氣過濾器的輸送阻力,尤其是高效率的過濾器,需要特別注意降低阻力的過濾器輸送效率;第六,需要加強(qiáng)空調(diào)輸送空氣管道(家用空調(diào)輸送機(jī)組)氣密性,同時特別注意空氣凈化系統(tǒng)與家用空調(diào)輸送機(jī)組的防滲漏。

      3.3 空調(diào)系統(tǒng)

      在使用空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)時,主要特點(diǎn)如下。第一,系統(tǒng)劃分合理。當(dāng)不同區(qū)域的空調(diào)系統(tǒng)閥門停止時,需要特別注意室內(nèi)空氣的快速逆流。第二,盡量采用就地自動送風(fēng)的控制方式保護(hù)重點(diǎn)使用區(qū)域,注意防止周圍重點(diǎn)區(qū)域氣流干擾或空氣污染。第三,優(yōu)化室內(nèi)空氣流量和室外溫濕度的自動控制,提高室內(nèi)通風(fēng)管理和通風(fēng)管理的效率,注意室內(nèi)環(huán)境要求與交叉區(qū)域污染源的控制。第四,根據(jù)室外空氣狀態(tài)可改變新機(jī)的風(fēng)量快速運(yùn)行(手動調(diào)節(jié)),但對于室內(nèi)壓力梯度自動控制功能有特殊要求的使用區(qū)域必須慎重。第五,盡量采用全顯熱交換器,與中間送風(fēng)媒介進(jìn)行熱對流回收形成盤管,需要特別注意全或顯熱交換器會使新風(fēng)側(cè)被空氣堵塞,排風(fēng)側(cè)遭受污染導(dǎo)致空氣的快速滲透。第六,盡量采用二次性冷回風(fēng)加熱系統(tǒng),避免先采用一次性熱回風(fēng)再重新加熱,但對溫濕度控制精度高的使用場所并不適用。第七,努力提高室內(nèi)新風(fēng)量的質(zhì)量,減少系統(tǒng)室內(nèi)新風(fēng)量被稀釋的數(shù)量,但易受使用場所環(huán)境的限制,有時難以找到理想的出風(fēng)口。

      3.4 控制系統(tǒng)

      在設(shè)備控制管理系統(tǒng)上,主要要求有:準(zhǔn)備設(shè)定最佳的設(shè)備啟動停時間與設(shè)備停止時間,對設(shè)備壓力梯度自動控制功能有一定要求的應(yīng)用區(qū)域;確定設(shè)備最佳的可配比設(shè)備運(yùn)行(設(shè)計臺數(shù)、容量),但一般設(shè)備運(yùn)行控制模式較為復(fù)雜;準(zhǔn)備設(shè)定最佳的實際送風(fēng)運(yùn)行參數(shù)(設(shè)計送風(fēng)量與實際送風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)),有些送風(fēng)科室不適合使用變風(fēng)量設(shè)備運(yùn)行;設(shè)備根據(jù)實際氣候變化情況設(shè)定(氣候預(yù)測)最佳設(shè)備運(yùn)行控制策略,運(yùn)行控制模式過于復(fù)雜,增加設(shè)備管理工作難度[3]。

      4 建筑暖通空調(diào)節(jié)能思路分析

      4.1 重視能耗不可再生問題

      在分析建筑中暖通空調(diào)的節(jié)能概念時,為了獲得較好的應(yīng)用價值,有必要關(guān)注暖通空調(diào)的能耗問題,并進(jìn)行相關(guān)的節(jié)能分析,以便為建筑的更好發(fā)展提供保證,滿足國家節(jié)能減排的要求。

      4.2 因地制宜科學(xué)選擇空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計

      在大樓高層暖通空調(diào)設(shè)計安裝前,有必要創(chuàng)新思路,從降低成本和提高節(jié)能環(huán)保效果兩個方面入手,進(jìn)行暖通空調(diào)的整體科學(xué)結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計,并創(chuàng)新思路。在確定主體建筑內(nèi)外部安裝暖通中央空調(diào)之前,分析主體建筑結(jié)構(gòu)所在地域的基本氣候條件環(huán)境和建筑結(jié)構(gòu)布局。將節(jié)能概念明確納入規(guī)劃設(shè)計方案,以增強(qiáng)規(guī)劃設(shè)計工作人員的安全節(jié)能使用意識,為在人民主體建筑中安全使用暖通中央空調(diào)系統(tǒng)提供符合節(jié)能條件的基本保證。

      4.3 增強(qiáng)節(jié)能意識

      首先,增強(qiáng)意識,提高暖通空調(diào)的節(jié)能效果,改善服務(wù)水平。將創(chuàng)新思想納入建筑暖通空調(diào)的節(jié)能運(yùn)行和發(fā)展中,通過考慮和有效利用適當(dāng)?shù)男履茉?,加?qiáng)冷熱源系統(tǒng)建設(shè)。其次,充分利用太陽能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能,提高建筑應(yīng)用中的節(jié)能效果。最后,通過綜合考慮當(dāng)?shù)匦迈r空氣資源供應(yīng)的環(huán)境因素,改善當(dāng)?shù)匦迈r空氣的供應(yīng)質(zhì)量以及合理的空調(diào)系統(tǒng)功能劃分,優(yōu)化主體建筑的暖通性和空調(diào)系統(tǒng)的使用性能,并合理設(shè)置溫度,控制空調(diào)系統(tǒng)的最佳運(yùn)行啟動和停止時間。

      4.4 合理的自控系統(tǒng)設(shè)計

      暖通變頻空調(diào)的恒溫自控不僅可以有效節(jié)約時間、人力,還可以有效保證室內(nèi)各功能參數(shù)溫度處于正常設(shè)定值,達(dá)到空調(diào)節(jié)能環(huán)保運(yùn)行的主要目的。對于舒適性好的空調(diào)而言,空氣中的溫度、濕度、風(fēng)速、環(huán)境空氣溫度等參數(shù)的變化,均會對居住者的日常身體健康狀況帶來很大影響,人員密度1 天之內(nèi)變化較大,合理的自控系統(tǒng),可以大幅度降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。

      4.5 冷熱源的優(yōu)化設(shè)計

      目前,在我國家用空調(diào)供熱系統(tǒng)產(chǎn)品整體應(yīng)用設(shè)計中,如何正確選擇冷熱源以及如何設(shè)計一直是空調(diào)系統(tǒng)整體設(shè)計以及應(yīng)用發(fā)展過程中的重點(diǎn)問題,需要考慮實際使用條件,確定使用條件、使用范圍后,綜合分析管理負(fù)荷分布情況和空調(diào)使用的特殊性,將其冷熱源獨(dú)立分開,以滿足運(yùn)行過程中的節(jié)能需要[4]。

      5 節(jié)能化改造建筑暖通空調(diào)的方法

      5.1 做好相關(guān)的節(jié)能設(shè)計

      在我國建筑暖通空調(diào)管理與節(jié)能設(shè)計的過程中,必須嚴(yán)格遵循建筑設(shè)計基本原則。

      5.1.1 整體性設(shè)計原則

      整體性設(shè)計原則是以一種具有整體性的視角角度看待設(shè)計問題,既要明確暖通空調(diào)工程在建筑工程中的重要性以及相關(guān)的作用,又要對暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計做好相關(guān)的規(guī)劃。

      5.1.2 動態(tài)性設(shè)計原則

      結(jié)合實際設(shè)計情況和具體安裝工程總體要求,對暖通空調(diào)安裝工程的總體設(shè)計方案和施工方向要求進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。例如,我國北方較大公共商業(yè)建筑在冬季供暖時候會產(chǎn)生大量空氣余熱,可考慮使用冷水環(huán)保供熱泵或者空氣對流調(diào)解供熱系統(tǒng)。對于房間內(nèi)部空間較大、人員較多的專用區(qū)域,對于風(fēng)量的需求較高,采用一套單風(fēng)機(jī)雙管全自動空氣式專用空調(diào)系統(tǒng),能夠有效降低空調(diào)系統(tǒng)維護(hù)投入和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

      城市熱水管網(wǎng)集中供熱已普遍采用直埋方式敷設(shè)護(hù)套技術(shù),直埋敷設(shè)管道護(hù)套外觀變形偏差小,抗彈性拉伸隔熱強(qiáng)度高,抗彈性斷裂和耐拉伸的功率大,護(hù)套涂層結(jié)構(gòu)密度高,具有較高的耐熱性,在環(huán)保節(jié)能和施工安裝簡便方面更具有競爭優(yōu)勢,因此,在工程設(shè)計中建議廠家大力推廣,并應(yīng)用室外方式直埋敷設(shè)熱力熱水管道。

      綜合性住宅建筑一般屬多功能綜合建筑,應(yīng)按照國家采暖排熱通風(fēng)專用空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范要求,科學(xué)設(shè)置采暖排風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。由于使用空調(diào)系統(tǒng)需要耗用的能量適度大小與當(dāng)?shù)厥彝猸h(huán)境氣象條件參數(shù)、建筑物外圍墻體結(jié)構(gòu)及室內(nèi)空氣發(fā)熱量的散失量適度有關(guān),室內(nèi)建筑設(shè)計空調(diào)溫度及適度也直接關(guān)系影響冷暖氣負(fù)荷消耗大小,可從采用節(jié)能減排低碳的角度出發(fā),適當(dāng)調(diào)整綜合性住宅建筑物室內(nèi)設(shè)計溫度和室外濕度控制標(biāo)準(zhǔn)。例如,夏季屋內(nèi)室溫為24 ℃,將其室溫改為26.7 ℃時即可有效節(jié)省大約為15%的室內(nèi)能量,將冬季屋內(nèi)室溫從24.4 ~26.7 ℃適當(dāng)調(diào)整為21 ~22 ℃,可同時節(jié)省大約18%的室內(nèi)能量。

      5.2 施工方面

      首先,在施工前檢驗材料、設(shè)備質(zhì)量是否合格,嚴(yán)格檢查、測量各類閥門、保溫材料的材質(zhì)、型號、厚度、開啟靈敏度等。進(jìn)入施工現(xiàn)場中應(yīng)先對保溫材料采樣送檢,檢查合格后方可投入使用。保溫管在過程安裝工序上,加強(qiáng)對專用熱風(fēng)保溫管上的樣板漏風(fēng)、漏光等的安裝測試,可先自行檢查確定安裝測試用的樣板,之后可自行要求相關(guān)專業(yè)保溫安裝工程技術(shù)人員按照國家確定測試樣板時的要求及時進(jìn)行樣板安裝驗收施工,從下而上依次依序進(jìn)行保溫管的工程驗收,保證保溫管在工程質(zhì)量上的性能統(tǒng)一性和保溫工程上的穩(wěn)定性,并做好人員培訓(xùn)工作

      5.3 技術(shù)和組織方面

      在系統(tǒng)技術(shù)支持方面,采用德國水晶大地新能源熱泵換氣空調(diào)機(jī)組技術(shù)和采用新風(fēng)熱泵換氣空調(diào)機(jī)組的組合方式,在有效保證室外建筑物室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)正常工作溫度的同時,實現(xiàn)室內(nèi)熱量的有效轉(zhuǎn)移,達(dá)到大幅度降低室內(nèi)建筑物溫度產(chǎn)生室外余熱和建筑耗電的理想效果。在工程組織管理方面,因暖通工程涉及較多交叉專業(yè),建議在裝修施工前及時組織協(xié)調(diào)各設(shè)計專業(yè)和裝修設(shè)計合作單位,需要將涉及的每一個專業(yè)都及時落實到設(shè)計圖紙上,并對其進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。

      5.4 采用變風(fēng)量、變水量技術(shù)

      在用于暖通系統(tǒng)安裝以及施工的暖通中央空調(diào)中,最常見的技術(shù)是變風(fēng)量與變水量技術(shù)。上述兩種技術(shù)的廣泛應(yīng)用,能夠有效節(jié)省能源,實現(xiàn)環(huán)保。通常來說,變風(fēng)量是變化用水量在不同使用環(huán)境下的重要參數(shù),能夠帶給人們不同感受并達(dá)到舒適性的效果。但是,在熱濕使用環(huán)境不同的熱濕參數(shù)下,上述兩種技術(shù)所需要消耗的濕熱能源也不盡相同。在濕熱天氣環(huán)境下,采用變風(fēng)量技術(shù)增加空氣輻射熱量,人體經(jīng)常需要的室內(nèi)空氣輻射溫度也可能降低。與傳統(tǒng)的中央空調(diào)控制技術(shù)相比,其工作溫度至少可降低6 ℃。由此可見,變風(fēng)量和變水量技術(shù)同時使用有顯著的節(jié)能效果。

      6 結(jié)語

      對于現(xiàn)代社會以及人們的居住要求而言,環(huán)保、高效、低能耗、低污染排放已逐漸成為我國建筑業(yè)的新要求,暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計,改變了建筑施工前的各種高能耗、重強(qiáng)度污染施工模式,但是在實際的操作建設(shè)過程中,還是出現(xiàn)了很多不規(guī)范的現(xiàn)象,影響著暖通空調(diào)系統(tǒng)的質(zhì)量和節(jié)能的效果。因此要按照規(guī)定規(guī)范操作,在節(jié)能的同時,滿足人員的居住需求,推動我國綠色節(jié)能事業(yè)的發(fā)展[5]

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