绿色建筑中暖通空调设计
摘要:绿色建筑提倡以人为本,亲近环境、自然舒适、健康安全的且是有效利用资源和能源的建筑一种。随着人均建筑面积的不断增大,暖通空调系统广泛应用,用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。因此在绿色建筑暖通设计中必须充分体现绿色理念和环境保护的宗旨,同时绿色建筑的兴起为暖通空调技术的进步和发展,提供前所未有的机遇,促进建筑行业的发展。就此,本文简要结合绿色建筑中暖通空调设计的现状,提出绿色建筑中暖通空调设计的有效措施。
关键词:绿色建筑;暖通;节能设计
1引言
绿色建筑主要是充分利用可再生的材料和能源,将自然环境和文化传统进行紧密结合,以确保居住者的身体健康,从而体现坚持环境可持续发展的理念。而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。”随着暖通空调的被广泛使用,在充分肯定暖通空调多方面优势的同时,也要重视现有暖通空调工程中存在的问题,特别是贯穿于整个暖通空调安装的设计问题,其中一旦出现问题,就会对暖通空调的使用产生严重影响。
2绿色建筑暖通空调设计原则分析
2.1节省原则
涉及在整个空调系统内涉及的制冷机、水泵、风机及控制系统等方面的初投资过程中对原材料以及能源涉及材料的运行费用的节省,涉及整个空调通风系统的所有环节,而不是其中某个环节,对于新型的绿色建筑而言,其暖通空调系统应充分与建筑物围护结构、室内照明等与暖通空调系统之间的相互关系。
2.2回用原则
绿色建筑设计的暖通空调系统中各部分具有相对的独立性,其大部分可以拆卸,在其经过一段时间运行甚至报废后,其中如管材、运行设备中的部分非运转件等部分设备及材料经过维修、保养及清洗等过程仍可回收再利用。
2.3广回收原则
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,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。
2.4循环原则
对暖通空调系统中设计的材料设备等进行回收、回用等后将废料送到专门的工厂进行再生,从而实现原料——产品——废料——原料为闭环的良性循环,而对如玻璃钢、岩棉等不能回收或回收利用成本过高的产品在设计过程中则应最大限度的限制其使用量。
3暖通空调具体设计问题分析
3.1改善建筑维护结构的保温性能,减少冷热损失
对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,即决定通过维护结构的空调负荷的大小。因此在国家出台的建筑节能设计规范和标准中,首先要求的是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平,调整室内热湿环境参数,尽可能降低空调系统能耗。空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用主要是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数,如采用PMV-PPD指标对空调系统进行调控,可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。
3.2减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计
暖通空调系统的节能设计应在各环节上减少能源的消耗,建立整体的节能空调体系。热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。
利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试,采用平衡阀以及智能管网,实现对管流量的科学分配和有效管理,通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统,从而为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。
动力系统可选择效率较高、负荷特好,具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道,运用输送效率较高的载能的动力设备,有效提高输送效率,建立节能的空调系统运行模式。
3.3空调系统中的热回收利用
空调系统中热回收,即利用换热方法将空调系统中废弃的热量重新回收利用。具体方法主要是在风系统中通过使用新风换气机等热回收装置,使用排除的室内低温(高温)空气对引进的室外新风进行预加热,据目前国内此类厂家的检测,换热效率一般可达70%以上,进而减少用于处理新风的冷热量损失。空调水的热回收利用是对制冷机的冷凝器稍作改动,可以同时供应35℃-40℃的热水。不需要或用不完热水时,可以从冷却塔排出;大量供热水时,由于进水由自来水补充,水温较低,使制冷量适当增加,不会有负面影响,同时有效地减少排放的热量对大气的热污染。对已有的制冷机而言,改造工作量很小,在國外已有大量的应用。
3.3.1新风系统变频变风量控制
在夏季中央空调运行过程中,主机40%的能耗用于冷却新风,因此,对新风量进行合理的调节,使主机消耗功率降低。新风的作用是为楼宇提供清洁、卫生的新鲜空气,保障楼宇环境的健康舒适,但是楼宇外部气温高或湿度大时新风过多会将更多的外部热湿空气带入楼宇,增加主机制冷功率、运行时间和新风设备电能消耗:外部气候凉爽时新风减少不利于凉爽空气进入楼宇,也会增加主机的制冷功率和运行时间;而冷天新风过多会使楼字过冷,不利于新风机节能。
3.3.2冷却塔风机变频变风量控制
冷却风机作用是对冷却水进行冷却。因冷却塔安装位置远离值班室,操作人员会在停止冷却塔时忽略关闭冷却塔进出水阀门,造成停开冷却塔进出水短路,影响散热效果,采用电动阀成本接近变频器但无节能效果。
4结语
综上所述,建筑是人类生存的居所,作为生态环境的重要组成部分,需要与周围的环境和谐的存在,才能有美得价值所在。新时期绿色建筑设计理念深入人心,从而满足人们对居住条件的舒适性、健康性、节约性。重视绿色建筑中的暖通空调设计,能够有效的减少环境资源的浪费,满足建筑行业整体可持续发展的目标。
参考文献:
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(作者单位:河北博华建筑设计有限公司1
爱科空气处理技术(苏州)有限公司2)