- 收藏
- 加入书签
节能理念下民用建筑暖通空调的设计探讨
摘要:经济的快速发展加剧了环境污染与资源消耗,因此我国越来越重视节能环保工作。在民用建筑暖通空调的设计中应用节能理念可以降低能源消耗,减少环境污染。因此,应增强节能意识,在坚持低碳设计、协调设计以及可循环设计等原则的基础上优化暖通空调设计,提高设计质量。
关键词:节能理念;民用建筑;暖通空调
前言:
民用建筑工程发展迅速,对暖通空调的需求也逐渐加大。传统的空调设计会造成过多的能源消耗,无法满足现代化民用建筑的设计需求,而节能设计理念的应用加大了对暖通空调设计的要求,因此需要加大对节能理念下民用建筑暖通空调设计的研究力度。
1.节能理念下民用建筑暖通空调的设计原则
1.1低碳设计
在进行暖通空调的节能设计时,设计人员应坚持低碳设计原则,减少化石能源的使用,从而减少环境污染,增强暖通空调设计的环保与节能性。当前,我国采用的暖通空调仍然过度依赖不可再生能源,其他领域对不可再生能源的需求量也比较大,导致能源逐渐减少甚至枯竭[1]。因此,设计人员应充分利用太阳能等可再生能源,减少对不可再生能源的应用。
1.2协调设计
在设计暖通空调时,设计人员应综合分析空调系统内部各个构成部分的关系,实现各个部分的协调,充分发挥系统的作用。例如,设计人员需综合分析采暖系统、通风系统以及空气调节系统等系统之间的关系,使整个暖通空调系统更符合民用建筑的实际需求。
1.3可循环设计
可循环设计主要体现在能源的再次利用上,即设计人员可以将可再生能源当作原料,同时积极回收空调系统运行过程中产生的废料,从而提高能源利用率,降低使用成本。
2.节能理念下民用建筑暖通空调设计中的问题
2.1设计人员缺乏节能意识
目前,更多空调设计人员注重的是如何完善暖通空调的功效,仍然采用传统的设计模式,希望通过设计满足业主的各方面需求,但是缺乏节能意识,没有开展节能设计。
2.2设计工作缺乏整体规划
暖通空调系统设计时间相对较短,且在成本控制、人员调动等因素的影响下,暖通空调设计主要关注空调的舒适性与经济性,忽视了节能设计。当前,暖通空调产品类型多样,但是能耗都比较大,而节能产品而价格相对较高,为了降低设计成本,一般不会选择节能产品。但是,这会加大系统的运行成本,缺乏整体规划[2]。
2.3设计管理工作不到位
近年来,人们逐渐认识到了节能设计在暖通空调系统设计当中的重要性,开展了设计管理工作,但是设计管理措施并没有得到有效落实。这主要是因为暖通空调设计人员以及设计管理人员缺乏管理意识,没有对各个环节进行有效管理,导致系统能耗过高。
3.节能理念下民用建筑暖通空调的设计策略
3.1综合分析气候条件并调控建筑围护结构
在进行建筑设计时,设计人员应坚持节能设计的原则,充分利用自然通风、天然采光等进行设计,降低暖通空调系统对能源的需求。同时,设计人员应综合分析气候条件,根据实际情况调控建筑围护结构,为暖通空调的节能设计奠定基础。首先,设计人员应根据当地实际情况选择建筑物的具体朝向,尽量使建筑物朝向最佳或适宜朝向,充分利用冬季的日照和四季的通风条件[3]。其次,若建筑物的体积相同,建筑物的表面积会对传热效果造成影响,且两者之间呈正比关系,但是表面积越大,暖通空调系统承担的冷热负荷就会越大,因此需科学控制建筑体型的系数。此外,太阳辐射可以通过建筑当中的幕墙或门窗进入到室内,夏季就会造成室内温度过高的情况,因此需要做好遮阳工作。
3.2降低输送耗能
民用建筑的暖通空调系统能源消耗过多,其中动力输送消耗的能源最多,尤其是水泵与风机在进行热量传输时会消耗大量的能源。设计人员在设计过程中需加大对系统输送阻力的控制,提高水泵以及风机的运行效率,降低输送能耗。在进行设计时,设计人员应在保障空调系统温度在标准范围内且符合人体舒适要求的基础上适当加大送风温差以及供水温差,从而降低耗能量,减少能源消耗。同时,应加强空调系统运行模式的控制,确保系统处于低流速运行状态中,降低风机和水泵的对电能的消耗,达到节能目的。
3.3优化保温系统设计
保温也是一种节能技术,在暖通空调的节能设计中发挥着重要作用。设计人员可以在暖通空调系统当中的管道以及附件表面设置保温层,降低输送过程中的能量损耗,这样不仅可以节能,也可以降低成本。当前,市面上有很多保温材料,其中岩棉、膨胀珍珠岩、矿渣棉、聚氨酯、玻璃棉等是较为常用的材料,而这些材料不仅可以制成卷毡,也可以制成管壳和板材[4]。随着科技水平的提升,一些新的保温材料应运而生,例如玻璃纤维保温套管等,有利于优化设备与管道的保温设计方案。其次,需要根据保温材料的具体性能选择合适的施工方法,常用方法有喷涂式、填充式、缠绕式以及涂抹式等。
3.4加强变频调速设计
变频调速是具有良好节能效果的节能设计手段,在民用建筑暖通空调的设计中发挥着重要作用。在暖通空调节能设计当中应用变频调速设计可以使暖通空调根据实际要求以及气温变化情况调整运行状况,在满足要求的同时降低空调系统的运行能耗。从实际情况来看,民用建筑中的暖通空调系统耗能较多,部分设备的能耗就占据了整体能耗的五分之一。因此为了降低能耗需提高对变频调速设计的重视程度,科学控制空调系统当中各个设备的运行频率。例如,若建筑室内的冷负荷降低,变风量控制系统就需要适应负荷变化,减少对电能的消耗。
3.5优化各个系统的节能设计
在暖通空调系统设计中,设计人员应优化地源热泵系统设计、水系统节能设计与风系统节能设计。第一,地源热泵系统设计。地源热泵系统在民用建筑暖通空调设计中的应用较为广泛,其制冷与制热效果都比较好,具有良好的节能性与环保性。第二,水系统节能设计。设计人员应根据国家规定进行水系统设计,优化水管布置,并根据空调的实际需求设计两管制水系统或四管制水系统。第三,风系统节能设计。空调系统新风量的大小影响着系统能耗以及人体健康,需根据国家标准设置新风量。
3.6科学选择冷热源
设计人员应根据民用建筑的规模、实际功能以及当地的气候条件与附近环境选择冷热源。若民用建筑附近有工业余热或废热等条件,就可以充分发挥余热与废热的作用。若民用建筑附近区域的天然气充足,且可以优化匹配建筑的冷热负荷时就应当提高冷、热以及电联产系统的能源利用效率。若民用建筑附近区域具有复杂的能源情况,就需要利用综合化的能源供应方式,降低成本。
3.7增强建筑的热工性能
民用建筑的热工性能具有较广的覆盖范围,例如建筑气密性、保温性等,且不同的建筑热工设计分区有不同的设计要求。但是在使用民用建筑时,建筑的外部维护结构会造成热量扩散,而围护结构的热工性能又会对热量传输速度造成影响。同时,建筑外部围护结构的气密性也会影响到暖通空调系统的能耗。在室内对暖通空调设备进行对流换热时,大量热量都会进入到气密性差的区域当中,增加了系统的能耗[5]。因此,应当优化建筑的外部维护结构设计,通过外墙处理、屋顶处理等方面的处理增强建筑工程的气密性。
3.8提高可再生能源的利用率
暖通空调的广泛应用加大了对不可再生能源的消耗,导致部分不可再生能源逐渐减少甚至枯竭,也对环境造成了破坏。当前,不可再生能源的存量情况不容乐观,只有加强可再生能源的开发和利用才能够缓解能源紧缺现状。因此,暖通空调系统设计人员应提高对可再生能源的重视程度,充分发挥太阳能、地热能等资源的作用。例如,可以积极开发和应用地源热泵空调系统。地源热泵空调系统主要是利用地下恒温层土壤热量提升空调系统的COP值,降低系统能耗。而太阳能属于清洁能源、可再生能源,在暖通空调系统中发挥着重要作用,提高太阳能资源利用率可以降低对不可再生资源的依赖。
结语:
在节能理念的指导下,暖通空调设计人员应坚持低碳设计、协调设计以及可循环设计等原则,同时在设计过程中也需要综合分析气候条件、科学调控建筑围护结构、降低输送耗能、优化保温系统设计、加强变频调速设计,并做好地源热泵系统、风系统以及水系统的节能设计工作,增强暖通空调的节能性能。
参考文献
[1]万玲青. 对基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计的几点探讨[J]. 建材与装饰, 2017, 001(031):178-179.
[2]罗艳. 基于节能理念下民用建筑的暖通空调设计[J]. 中国房地产业, 2019, 022(019):196.
[3]陆志明. 节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用方法与优化措施研究[J]. 建筑·建材·装饰, 2020, 001(007):199-200.
[4]史少杨. 基于绿色节能理念下的民用建筑暖通空调设计研究[J]. 中国住宅设施, 2018(1):4.
[5]顾栋. 建筑暖通空调节能设计与暖通工程施工技术要点的探究[J]. 商品与质量, 2018, 002(030):138.
京公网安备 11011302003690号