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高校建筑空调方案设计探讨

乐倩
  
安家(建筑与工程)
2022年11期
青岛海信日立空调营销股份有限公司 江苏省 常州市 213000

摘要:当前,我国高等教育事业的发展速度极快,且各个高校的办学条件也变得越来越好,其办学规模也在持续性地扩张,校方能够有效地改善一些基础硬件设施以满足校内人员的生活发展需要。在校生人数通常会被控制在10000人之上,校园建设规模变得越来越大。高校建筑设施的类别尤为丰富,会涵盖学生宿舍、教室、行政办公用房、图书馆以及文体活动中心等不同使用功能的建筑形式。新建的建筑设施会安装供冷、供热等设备,目的主要在于给学生创设出一个更为舒适惬意的学习生活条件。但是空调能耗约占社会总能耗的19%,随着校舍规模的日益扩大,带来的能耗问题也趋于严重,而带来的直接后果就是提高了办学的成本费用,不利于学校的可持续发展。因此本文主要就高校建筑空调方案的设计进行探究,尽可能地减小能耗,避免其产生高额的空调运行费用,顺应绿色校园构建以及发展的趋势。

关键词:高校;建筑;空调方案;设计

引言:高校建筑设施使用科学合理的空调方案,会使得建筑能耗数值变低,同时还可以达到低碳减排的目的,最大限度地降低各项运行费用数值,创建绿色校园。要综合性地分析高校建筑单体制冷以及供暖等方面的需要,分析空调方案的能耗,并总结一系列的方案设计要点。

1高校建筑制冷、制热需求特征

南北方的条件不同,所以对于制冷制热的要求也会有所不同,在一些严寒及夏热冬冷地区,不但需要制冷,同时也需要制热;而部分南方地区(如华南地区等)仅需要夏季制冷即可,对于冬季制热无要求或者要求较低。高校建筑设施的供冷、供热要求会比较特殊化,这是因为高校会存在寒暑假期。所以在设置时,应当综合假期因素的影响,空调设备的运行费用数值较高,带来的直接后果是大比重地提高了学校运行费用成本,增加校方和社会的负担。假期时间较长,应当针对假期期间供热供冷的需要,对空调方案进行调整,降低运行成本数值,让校园的办学效率变得更高,防止形成资源能源浪费等问题。在寒假期间,大部分学校会停止供热,并且在寒假结束后不也会继续供热,而是采取低温运行的方式,防止冻坏供热设备或者管网。针对供冷,暑假期间可以直接停止运行。但对单体建筑设施,如图书馆或者学生宿舍而言,全部停止供冷供热也会出现很大问题,这是因为此类建筑设施内部假期会存在部分人员去办公或者学生学习住宿等情况,在此期间,可能实际使用的房间数量并不是特别的多,但若针实行制冷供暖全负荷运转,就会形成严重的能耗浪费问题。除此之外,同一栋单体建筑部分使用区域对于供热以及供冷会存在恒时或者恒温的要求,要分时段地去开放。

2空调方案设计

高校建筑空调方案在设计的过程中,需要结合校舍的特征以及差异性,确定出切合度较高的设计方案,让其满足高校建筑供冷、供热等方面的需要,提高所创设环境的舒适程度,同时还需要分析资源能源的使用情况,尽可能的减小设施的运行费用,这样才可以达到低碳环保的目的,创建绿色校园。

2.1恒温、恒湿和全天候要求区域空调方案

为了能够进一步地探究我国高校建筑空调方案的设计要点,本文以我国某一建筑项目为例进行探究,分析行政楼以及图书馆的空调设计案例。该图书馆的面积约为6.5万㎡,行政楼的面积约为1.5万㎡。行政楼和图书馆的建筑地面距离较近,二者可以同时使用一处制冷机房,将机房设置到行政楼的位置处。其中图书馆一层是网络信息机房以及学校档案馆用房,部分区域对于制冷以及制热方面的需求较为特殊化,档案室以及机房要保持恒温恒湿的状态;而对于24小时自习区要持续性地进行供冷及供热。其他区域仅需要满足开放时间的功能工作要求即可。空调设计方案要结合功能的划分以及供冷、供热的需求特征,实行分区、分系统的设计形式,这样才可以达到高舒适度,低能耗的性能要求和标准。该地区的建筑设施面积约为1万㎡,要达到恒湿、恒温的条件,依据环境适用性,选择空调设计方案。珍藏室设计精密专用空调,网络机房设计专用空调的办公区。

2.2大面积供冷、供热区域空调方案设计

图书馆借阅等区域要分时性地去开放,可以不全天性进行供冷或者供热。在寒暑假期间闭馆,行政办公楼要依据每天八小时的工作时间去供热或者供冷,在寒暑假或者节假日一些较少部分使用的区域,建筑面积约为7万㎡,这部分区域是供热以及供冷的核心区域。所选择的空调方案必须要达到空气舒适度以及节约能耗等方面的标准,同时还要让其适合建筑外立面的特征。要综合分析多联机、中央空调机组以及分体机三种空调方案,针对这三类空调形式进行能耗的比对,同时探究对于建筑外立面的不同影响要素;对于行政楼制冷机房供冷、供热的范围,要使用相关科学公式的精确预估,计算出系统的用电量,考虑冷热源的用电量。

该区节假日以及寒暑假期间只有较少的一部分区域需要进行制冷,所以无法较好的确定其使用的区域。会存在办公人员临时有办公任务,随时地启用空调;但是全负荷的空调运行状态又会形成能源浪费。想要解决这一矛盾性的问题,就需要推行使用楼宇智能控制系统,用该系统来调整优化机组的工作状态;行政服务中心、制冷机房空调冷冻水用一级泵变流量。系统是依据机房智能化的控制形式,结合末端负荷变化去调整旁通阀的开度,让其能够达到用户侧变流量的运行标准,若办公人员数量较少,机组维持最小的负荷工作状态,就会形成严重的资源浪费问题。最后在冬季供热期间,北方地区可以应用市政热源,由市政热源厂供给更为稳定的冬季供热,系统实际运行费用会比较少。

2.3多联机空调系统

首先,是空调系统理论的用电量,图书馆以及行政服务中心如果应用多联机机组的空调设计方案,其理论用电量约为2674kWh。其次,在夏季空调运行的过程中,多联机空调系统的使用灵活度会比较高,能够有效地减小建筑空间,同时系统设备的施工安装便捷性较强,不管是经济性,还是技术性都比较合理。中小型空调系统应用变制冷剂流量分体式空调调节系统,这一区域的规模会比较大,多联机空调的应用效果并不是十分的理想,因此要适宜的选择空调设备。最后,是冬季供暖多联机空调系统的供热能力,供热能力会受到室外空气温度的影响而产生变化。如果室外空气温度下降到-15摄氏度时,那么机组制热量数值就相当于标准制热量的1/2,若无法满足使用性能需要,其就应当及时的应用电辅助热源供热形式,但这样形成的能耗问题会比较严重。

2.4分体空调

首先,是分体空调理论用电量,如果图书馆+行政服务中心应用分体式的空调,那么就应当依据我国所设定的相关能源效率等级标准,控制好EER的数值,其数值必须要大于2.9,理论用电量约为3458kWh。其次,夏季分体空调在运行时期要保持全部开启的状态,其能耗数值会比较高,但是应用起来的灵敏性会比较强,能够较好的控制设备的运行状态。特别是将其应用到假期期间,只有少量房间制冷工作当中。此外,要设计室外的机位,外露的机位应当应用隔栅进行隐蔽化的处理,防止对于建筑设施的外立面效果造成不利的影响。再次,是冬季供热分体空调,通常会应用电加热的方式,在冬季供热量不达标时,采取电辅助供热的形式,形成的能耗问题会比较严重,可以同时安装独立的供暖系统。冬季供热不应用分体空调,仅能够当作单一性的制冷机去应用。最后,室外机会对建筑设施外立面的效果形成不利的影响,整体建筑设施外立面会处于一种比较杂乱的状态。这就要求合理设计空调室外机的机位,应用百叶窗或者格栅的方式隐藏室外机,但是设备的数量比较多,外立面效果整体性相比较其他两种方案而言,还是比较差;此外,还有部分位置受到其造型因素的影响,不能设置机位。大面积供冷供热的区域,分析这三类空调方案,水冷离心式冷水机组空调方案供冷理论用电量会比较少,电制冷机机组+市政供热的方案中,供热的舒适度会比较强,其形成的耗较低,能够较好的满足建筑节能标准要求。

结语:

高校建筑空调方案需要依据项目的实际构建功能,并分析上课时间、工作时间等一系列的特征,确定出最佳的空调方案。若建筑设施规格较大,那么可以应用中央空调加市政热源的方案;若建筑设施的规格较小,那么可以使用多联机空调或者分体空调。若在假期开放学习以及办公区域可以处于固定的区域,那么就可以在其区域内应用多联机或者分体空调,网络中心机房以及24小时自习室等区域会存在一些特殊性的要求和标准,所以需要独立设置空调系统。对于学生宿舍要采取分体供冷、市政热源集中供热的形式。高校建筑空调方案在编制时,必须要结合设施实际功能,合理的选择其施工以及构建的要点,这样才可以尽可能的降低能耗。

参考文献

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