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【摘 要】 暖通空调系统设计对于我国的能源结构以及人们生活需求等方面有着重要的影响。人类的绿色环保意识逐渐增强,并将绿色理念引入到建筑暖通空调系统设计中,有利于生态环境向着可持续方向发展。本文就绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用进行探讨。
【关键词】 绿色理念;暖通空调系统;节能设计
一、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计途径分析
1.合理选择热源
应该根据建筑暖通空调系统冷源、热源选择合适的热源,比如热电站、锅炉房、热泵装置等。根据现有的资料记载与分析,热电联产热源在所有种类的热源使用中,能源效率最高。随着新技术的开发与利用,地源热泵热源带来的能源效益以及节能效益是巨大的。随着新型节能型热源不断地应用在实际生活中,在一定程度上有效的减少了SO2、粉尘、颗粒物等污染物的排放,提高了人们所居住的环境质量指标。
2.应用可再生能源以及清洁能源
在人们物质生活不断地提高的背景下,充分利用建筑暖通空调系统低品位和可再生能源以及清洁能源,能够有效减少资源浪费。目前,人们生活中空调系统的应用已经较为普及,建筑暖通空调系统应用中能源消耗问题的加剧将对现有的生态环境以及人们身体健康状况会引起严重的影响。为尽可能的实现人与自然和谐相处,设计建筑暖通系统节能途径中应该采取措施应用可再生资源或是清洁能源,优化整合资源,避免能源枯竭。
3.减少输送过程中的能耗
减少冷冻水在输送过程中的能耗,可以从以下三个方面着手:
第一,选择保温性能较好的材料并通过计算机系统提高能量传输效率,尽可能从源头上减少能量在运输途中的消耗。
第二,选择较为实用性强的动力传输系统,通过使用传输系统流速低以及负荷性强等特点,再结合暖通空调系统的维护结构实现暖通空调系统在运行过程中的能耗。
第三,通过控制暖通空调冷冻水系统中供水、回水温差,预防空调冷冻水比例失调,从而减少冷冻水在输送过程中的能耗。
二、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计实施措施分析
1.绿色理念下能源充分利用的措施
经济基础决定了上层建筑发展,如今,建筑设计的各个环节中已经加入了低能源观念与绿色理念。并且在发展中,对绿色能源消耗标准依次进行了调整,从建筑设计过程中对能源的消耗做好控制工作,有效的避免了能源浪费使用。暖通系统设计、空调系统设计、照明系统设计三个方面的系统设计对于建筑项目节能设计起着重要的作用。对现有能源进行优化利用以及提高清洁能源或再生能源的利用率,对于绿色理念下建筑暖通空调系统节能设计是至关重要的。
2.绿色理念下环境保护的措施
建筑暖通空调在设计环节以及在实际的使用过程中所表现出来的性能状况,与资源、环境有着紧密的联系。在暖通空调系统设计过程中应该注重研究、分析建筑物周边的环境状况,特别是水资源、绿色植被、高大树木等在一定程度上具有为建筑物储蓄水量、防风沙、庇荫等功能。分析周边环境的同时还应仔细研究建筑是否会受到自然灾害以及环境污染等冲击,从而保证建筑暖通空调系统安装以及使用不受外界环境干扰。
3.绿色理念下建筑热工性能优化措施
一般情况下,建筑物的热功能性主要是与建筑物形体系数、建筑物遮阳以及保温性能等因素有关。经过建筑物围护结构传导的方式可以为建筑物内部积蓄热量,使建筑物有明显的保温效果。并且建筑人暖能耗水平与建筑物形体系数有着直接关系,其中两者的关系是建筑物形体系数增大,建筑人暖能耗呈现上升状态。在建筑暖通空调系统中,热量的传递速度与建筑物外表面实际有效的散热面积参数也呈现出正比例关系,即热量的传递速度随着建筑物外表面有效散热面积的增加而增加。因此,对建筑暖通空调系统采取措施进行有效的控制,是可行的。经过分析后可以采取的措施如下几点:
(1)选择新型的材料与设计方法
(2)使用加工精度高较高的建筑门窗,并采用先进合理的安装方式
(3)控制空气渗漏问题,可以采用的方法如:加强密封性能等
总之,应结合现代科领域的发展,选用新型的保温性材料,是建筑物墙体达到一定的保温效果,逐渐改善暖通空调系统对能源消耗的问题,以此减少能源过度消耗,造成生态环境污染。
三、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计的应用
1.自然冷源免费供冷技术
1.1冷却塔供冷
在夏季以外的过渡季节或冬季、在有些建筑物中仍存在冷负荷;如大中型建筑物中的办公楼、商场,因照明、室內大功率设备散热以及室内人员的散热(湿)产生的热量可抵消围护物的热耗,所以有些建筑的内区需要长年供冷,才能满足空调要求。因此,可以在原有常规空调水系统基础上增设部分管路和设备、当室外空气湿球温度低到某个值以下时,关闭冷水机组,以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,提供建筑空调所需要的冷负荷。较常用的方式是在冷却塔供冷时,使用板式换热器实现冷却水和冷冻水系统的换热,这样可以避免较“脏”的冷却水直接进入末端设备,保证了冷冻水系统的清洁和正常运行。在空调系统中,冷水机组的能耗占有极高的比例。用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组,可减少冷冻机运行时间,大大减少了供冷费用,其节能效果是显著的;还防止了当冷冻机长期在远离设备设计工况的情况下工作时,因冷却水温度过低无法启动的情况。冷却塔供冷技术在我国北方较寒冷地区应用较多。
1.2新风免费供冷
在有些建筑的空调系统中,需要大量引入新风以满足室内空气品质的要求。根据其新风引入方式,还可以通过在过渡季节和冬季直接引入室外的温湿度相对较低的新风来带走房间内所产生的各项热湿负荷,无需使用集中制冷系统,达到“免费”供冷的节能效果。在夏季时,利用夜间相对低温的新风,可以在非营运时间预先冷却室内空气。带走部分室内热量,减少白天工作时间的室内冷负荷。实现间歇性的免费预冷。
2.水源热泵和地源热泵技术
2.1水源热泵
水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊),或者人工再生水源(工业废水、废气等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。该系统利用热泵机组实现低温位热能向高温位转移.将蓄能水体分别在冬、夏季作为供暖的热源和空调的冷源,即在冬季,把水体中的热量“取”出来。提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到水体中去。同一系统可实现三大功能:冬季供暖、夏季制冷和提供日常生活用热水。地球表面或浅层水源的温度一年四季相对稳定,一般为10~25℃,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源。系统运行过程中,无燃烧,无任何固态、液态或气态污染物排放,是“绿色”供暖的环境系统工程。水源热泵的污染物排放与电供暖相比,相当于减少70%以上。
2.2地源热泵
地源热泵是一种利用地下浅层土壤的热资源,通过输入少量的高位能源(如电能)将低温位能向高温位能转移,以实现既可供热又可制冷的高效节能中调系统。地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特点,冬季把地能作为热泵供暖的热源,即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖。夏季把地能作为空调的冷源,即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中。在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率地源热泵空调系统主要优点是:环保节能,利用可再土能源,可持续发展,一机多用,节省建筑空间,无需冷却塔和室外风冷部分,对建筑外观影响小,运行费用低,投资回报快,全年运行,节约电能。通常地源热泵消耗1kw的热量,用户可以得到4kw左右的热量或冷量,从而达到节能的目的。
参考文献:
[1]白雪莲,孙纯武,郭林文等.公共建筑空调系统能耗实测与分析[J].重庆大学学报,2008(06).
[2]赵奕,于世平,陈焰华等.基于层次分析法的铁路客站暖通空调系统控制技术适用性综合评价[J].暖通空调,2011(09).
[3]杜书英.基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计初探[J].城市建设理论研究,2012(27).
【关键词】 绿色理念;暖通空调系统;节能设计
一、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计途径分析
1.合理选择热源
应该根据建筑暖通空调系统冷源、热源选择合适的热源,比如热电站、锅炉房、热泵装置等。根据现有的资料记载与分析,热电联产热源在所有种类的热源使用中,能源效率最高。随着新技术的开发与利用,地源热泵热源带来的能源效益以及节能效益是巨大的。随着新型节能型热源不断地应用在实际生活中,在一定程度上有效的减少了SO2、粉尘、颗粒物等污染物的排放,提高了人们所居住的环境质量指标。
2.应用可再生能源以及清洁能源
在人们物质生活不断地提高的背景下,充分利用建筑暖通空调系统低品位和可再生能源以及清洁能源,能够有效减少资源浪费。目前,人们生活中空调系统的应用已经较为普及,建筑暖通空调系统应用中能源消耗问题的加剧将对现有的生态环境以及人们身体健康状况会引起严重的影响。为尽可能的实现人与自然和谐相处,设计建筑暖通系统节能途径中应该采取措施应用可再生资源或是清洁能源,优化整合资源,避免能源枯竭。
3.减少输送过程中的能耗
减少冷冻水在输送过程中的能耗,可以从以下三个方面着手:
第一,选择保温性能较好的材料并通过计算机系统提高能量传输效率,尽可能从源头上减少能量在运输途中的消耗。
第二,选择较为实用性强的动力传输系统,通过使用传输系统流速低以及负荷性强等特点,再结合暖通空调系统的维护结构实现暖通空调系统在运行过程中的能耗。
第三,通过控制暖通空调冷冻水系统中供水、回水温差,预防空调冷冻水比例失调,从而减少冷冻水在输送过程中的能耗。
二、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计实施措施分析
1.绿色理念下能源充分利用的措施
经济基础决定了上层建筑发展,如今,建筑设计的各个环节中已经加入了低能源观念与绿色理念。并且在发展中,对绿色能源消耗标准依次进行了调整,从建筑设计过程中对能源的消耗做好控制工作,有效的避免了能源浪费使用。暖通系统设计、空调系统设计、照明系统设计三个方面的系统设计对于建筑项目节能设计起着重要的作用。对现有能源进行优化利用以及提高清洁能源或再生能源的利用率,对于绿色理念下建筑暖通空调系统节能设计是至关重要的。
2.绿色理念下环境保护的措施
建筑暖通空调在设计环节以及在实际的使用过程中所表现出来的性能状况,与资源、环境有着紧密的联系。在暖通空调系统设计过程中应该注重研究、分析建筑物周边的环境状况,特别是水资源、绿色植被、高大树木等在一定程度上具有为建筑物储蓄水量、防风沙、庇荫等功能。分析周边环境的同时还应仔细研究建筑是否会受到自然灾害以及环境污染等冲击,从而保证建筑暖通空调系统安装以及使用不受外界环境干扰。
3.绿色理念下建筑热工性能优化措施
一般情况下,建筑物的热功能性主要是与建筑物形体系数、建筑物遮阳以及保温性能等因素有关。经过建筑物围护结构传导的方式可以为建筑物内部积蓄热量,使建筑物有明显的保温效果。并且建筑人暖能耗水平与建筑物形体系数有着直接关系,其中两者的关系是建筑物形体系数增大,建筑人暖能耗呈现上升状态。在建筑暖通空调系统中,热量的传递速度与建筑物外表面实际有效的散热面积参数也呈现出正比例关系,即热量的传递速度随着建筑物外表面有效散热面积的增加而增加。因此,对建筑暖通空调系统采取措施进行有效的控制,是可行的。经过分析后可以采取的措施如下几点:
(1)选择新型的材料与设计方法
(2)使用加工精度高较高的建筑门窗,并采用先进合理的安装方式
(3)控制空气渗漏问题,可以采用的方法如:加强密封性能等
总之,应结合现代科领域的发展,选用新型的保温性材料,是建筑物墙体达到一定的保温效果,逐渐改善暖通空调系统对能源消耗的问题,以此减少能源过度消耗,造成生态环境污染。
三、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计的应用
1.自然冷源免费供冷技术
1.1冷却塔供冷
在夏季以外的过渡季节或冬季、在有些建筑物中仍存在冷负荷;如大中型建筑物中的办公楼、商场,因照明、室內大功率设备散热以及室内人员的散热(湿)产生的热量可抵消围护物的热耗,所以有些建筑的内区需要长年供冷,才能满足空调要求。因此,可以在原有常规空调水系统基础上增设部分管路和设备、当室外空气湿球温度低到某个值以下时,关闭冷水机组,以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,提供建筑空调所需要的冷负荷。较常用的方式是在冷却塔供冷时,使用板式换热器实现冷却水和冷冻水系统的换热,这样可以避免较“脏”的冷却水直接进入末端设备,保证了冷冻水系统的清洁和正常运行。在空调系统中,冷水机组的能耗占有极高的比例。用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组,可减少冷冻机运行时间,大大减少了供冷费用,其节能效果是显著的;还防止了当冷冻机长期在远离设备设计工况的情况下工作时,因冷却水温度过低无法启动的情况。冷却塔供冷技术在我国北方较寒冷地区应用较多。
1.2新风免费供冷
在有些建筑的空调系统中,需要大量引入新风以满足室内空气品质的要求。根据其新风引入方式,还可以通过在过渡季节和冬季直接引入室外的温湿度相对较低的新风来带走房间内所产生的各项热湿负荷,无需使用集中制冷系统,达到“免费”供冷的节能效果。在夏季时,利用夜间相对低温的新风,可以在非营运时间预先冷却室内空气。带走部分室内热量,减少白天工作时间的室内冷负荷。实现间歇性的免费预冷。
2.水源热泵和地源热泵技术
2.1水源热泵
水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地下水、河流和湖泊),或者人工再生水源(工业废水、废气等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。该系统利用热泵机组实现低温位热能向高温位转移.将蓄能水体分别在冬、夏季作为供暖的热源和空调的冷源,即在冬季,把水体中的热量“取”出来。提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到水体中去。同一系统可实现三大功能:冬季供暖、夏季制冷和提供日常生活用热水。地球表面或浅层水源的温度一年四季相对稳定,一般为10~25℃,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,是很好的热泵热源和空调冷源。系统运行过程中,无燃烧,无任何固态、液态或气态污染物排放,是“绿色”供暖的环境系统工程。水源热泵的污染物排放与电供暖相比,相当于减少70%以上。
2.2地源热泵
地源热泵是一种利用地下浅层土壤的热资源,通过输入少量的高位能源(如电能)将低温位能向高温位能转移,以实现既可供热又可制冷的高效节能中调系统。地源热泵利用地能一年四季温度稳定的特点,冬季把地能作为热泵供暖的热源,即把高于环境温度的地能中的热能取出来供给室内采暖。夏季把地能作为空调的冷源,即把室内的热能取出来释放到低于环境温度的地源中。在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用,进一步提高了空调系统全年的能源利用效率地源热泵空调系统主要优点是:环保节能,利用可再土能源,可持续发展,一机多用,节省建筑空间,无需冷却塔和室外风冷部分,对建筑外观影响小,运行费用低,投资回报快,全年运行,节约电能。通常地源热泵消耗1kw的热量,用户可以得到4kw左右的热量或冷量,从而达到节能的目的。
参考文献:
[1]白雪莲,孙纯武,郭林文等.公共建筑空调系统能耗实测与分析[J].重庆大学学报,2008(06).
[2]赵奕,于世平,陈焰华等.基于层次分析法的铁路客站暖通空调系统控制技术适用性综合评价[J].暖通空调,2011(09).
[3]杜书英.基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计初探[J].城市建设理论研究,2012(27).