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探讨绿色建筑暖通空调设计

2018-10-21曹涛

中国房地产业·中旬 2018年11期
关键词:暖通空调绿色建筑设计

曹涛

摘要:随着人们对健康的重视,绿色施工理念正在逐渐地深入人们的工作和生活中,而绿色建筑暖通空调的设计制造是绿色建筑居住性能的重要保障,因此暖通空调的设计也逐渐受到重视。文章针对绿色建筑中暖通空调的设计技术进行论述,希望可以对节能空调道路打下坚实基础。

关键词:绿色建筑;暖通空调;设计

在绿色建筑暖通空调设计的过程中,要严格遵守绿色环保的设计原则,在设计工作中要保证建筑用户的舒适性得到满足,并且结合建筑的具体情况,选择合理的暖通空调设计技术,为暖通空调节能设计技术的节能功能的发挥奠定基础。

一、绿色建筑的内涵

所谓绿色建筑就是充分利用可再生的材料和能源,亲和自然,尽量不破坏环境和文化传统,保护居住者的健康,充分体现可持续发展和人类回归自然的理念。美国实验与材料协会(ASTM)的绿色建筑定义是:“住宅、民用和工业建筑当中,常以负责的态度并用细心保护环境的手法,设计、施工、运用、修改、废弃的构造物。

二、绿色建筑暖通空调的设计原则

(一)科学性原则

在绿色建筑暖通空调设计制造的整个过程中都要贯彻科学性原则。科学性体现在很多方面,比如在进行暖通空调的选择时,需要对备选材料进行科学的分析,如果材料选取不合适,就会使空调的节能性大打折扣,甚至不能保证空调的正常运转、造成严重的环境污染,因此在选材时要结合空调实际的运营情况,在保证使用性能的基础上选择环境友好型的保温材料。

(二)节能环保设计原则

绿色建筑暖通空调的建造与设计,在选材的时候应当严格符合绿色环保的理念要求,杜绝使用质量较差、不可再生或污染严重的原材料。在最大限度地降低能源消耗的基础上再节能是绿色建筑的基本要求,这里的节能不仅包括能源的节约,还包括材料的节约。在设计环节中,应科学地选用绿色材料,实现环保目的和价值,这不仅有利于各种能源的节约,还可以大量减少对生态环境的破坏与污染。

(三)广回收

广回收应包括暖通空调系统中的零部件和材料的回收,与回用的区别是其指对零部件及材料进行分门别类的回收,并非笼统的回收,比如对系统管道、设备报废后其在拆散或维修过程中对拆卸下来的零件进行系统回收。

(四)循环利用性

循环再利用是节约资源、保护环境的有效措施,不同于重复利用,是指将暖通空调中报废的设备和材料进行分类回收,然后分别送到相应的工厂进行再生产,变废为宝,实现原料-产品-废品-原料之间的封闭性良性循环。

三、绿色建筑暖通空调设计的技术应用

(一)地源热泵技术的实际应用

在解决供热和制冷方面,地源热泵技术具备较强的节能经济优势,地源热泵系统仅仅会影响土壤温度,而并不会导致地面下沉或地下水位与水质的下降,是当下对环境影响不大的成熟取热和散热方式。在寒冷区域,为建筑暖通空调系统增设辅助设施,用来提供热量。可以借助并联或串联的形式,结合太阳能与地源热泵的运行为系统提供较多的热量,从而满足人们对建筑物内部的采暖需要。在温度较高的南方地区,可利用冷却塔,通过串联地源热泵的运行供冷和分担一些负荷,在夜间时分带走土壤中积蓄的热量,以便达到降温的目的。同时,地源热泵无需除霜,也相应减少了结霜和除霜造成的热量损失。

(二)优化冰蓄冷技术

冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量,它代表着当今世界中央空调的发展方向。通过优化冰蓄冷系统,能够进一步降低电能用量,降低能耗,提供高经济效益。在夜间,把冷量在水中蓄积,在白天用电高峰期释放冷量,降低电费开支。同时,冰的蓄冷量要超过水蓄冷量,且热损失比较小。在1℃~4℃冷水环境下,可降低风机动力,采用低温送风,有效起到制冷调节的效果。整个系统COP值不断提高,特别是夜间温度较低时,COP更高。制冷机处于满负荷状态,设备利用率、工作效率大幅度提高。

(三)太阳能节能技术

太阳能取之不尽,用之不竭,既不受地域限制,又綠色环保无污染,被认为是人类可持续发展的首选资源。太阳能供暖系统由集热器和循环控制系统组成,其中集热器包括换热水箱及其他加热设备,循环控制系统包括温度控制器、生活热水体系和地板采暖三部分,其工作原理如下,首先利用特定的设备直接采集源源不断的太阳光,将其转化为热能,然后在热导循环系统的处理下将热量传至换热中心,转换成热水后再进入地板采暖系统,最后通过电子仪器来控制、调节室内温度。出现阴天、雨雪天气不利于直接获取太阳能时,控制系统会自动转到燃气锅炉设备对其辅助加热,使人们在冬天也能享受温暖,同时在其它季节还可以利用太阳能集热设备提供大量热水,大大地方便了人们生活。

(四)新型节能计算软件的应用

除去常规、传统的暖通设计软件之外,一些新型开发的计算软件也能对绿色建筑设计带来很大帮助,需要我们的重视和运用,比如全年能耗分析计算软件。不同的建筑形式、朝向、体形系数、窗墙比等因素都会造成各部分能耗的不同,进而影响总能耗。比如,采用能耗软件对一栋50000 m2的办公楼进行计算,结果表明,全年能耗最高的是照明,接下来依次是夏季空调、办公设备、采暖。这个结果与我们普通的概念还是有很大出入的。因此,该分析软件可以指导我们采取适当的措施,最大限度地节约能耗。

四、绿色建筑暖通空调设计要点

(一)充分利用绿色材料

绿色材料健康环保无污染,在现代暖通空调设计中应被大量使用,而禁止禁止使用HCFCs及Halons产品,在选用制冷剂制冷方面要减少用CFCs进行制冷,在保温材料的使用中要禁止使用石棉类的保温材料。应尽量选用可回收利用及重复使用的管材及保温材料,包括保温材料、管道、密封材料等,与此同时,选用本土材料成为上乘之选,因为就地取材可以大大减少因材料运输对环境造成的污染。

(二)控制暖通空调系统的噪声

暖通空调噪声控制的设计包括以下几种:首先,提高线圈的加工精度。线圈的加工精度被提升之后,会减轻小叶轮的质量,从而避免电动机和叶轮的震动,降低震动产生的噪声。其次,使用噪声低的配置,比如将风机盘管安置在管道中间,把送风口设置在房间过厅上部等,这种配置方式将噪音源与室内环境相隔离,起到控制噪音的效果。第三,做好消声处理。暖通空调的噪音总有一部分是无法避免的,对此,可以通过消声处理的措施,比如在噪音产生空间内安放吸声体等措施,有效降低噪声污染。

(三)绿色建筑中暖通空调的节能设计

在绿色建筑暖通空调设计中,应该加强对变频空调的使用,虽然会在一定程度上加大建设的投资成本,但节约的能源可以收回这部分增加的成本。在空调系统当中,最为主要的子系统是风系统和水系统,这两个子系统也是能源损耗较大的部分,对此,可以通过在暖通空调中加入变频,来根据外部环境情况,适当的调整电机的工作状态,避免转速过高造成的能源浪费或过低影响环境舒适性,起到节能效果。

五、结语

绿色建筑的兴起为暖通空调的进一步发展和完善带来了机遇,我们应改变传统暖通空调的设计理念和运行观念,以可持续发展为原则,在技术上勇敢创新,设计更健康舒适、更环保、更节能的暖通空调,为中国的社会主义现代化建设作出更大的贡献。

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