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摘要:在现实生活中,与人们生活密切相关的就是建筑,不但要为人们提供高质量的居住环境而且也要逐步实现绿色建筑功能,实现保护环境、节约能源的目的。因此人们越来越关注绿色建筑设计。在建筑物设计过程中,暖通空调在使用过程中只需消耗少量能源,可以达到节约资源能源的目的。因此,文章主要研究了绿色建筑暖通空调的设计原则与技术手段。
关键词:绿色建筑;暖通空调;设计技术
引言
近年来,能源问题与环境问题成为国际化问题,绿色环保理念已经逐渐在各行各业渗透。人们对生活工作环境的要求也越来越高,建筑行业除了基本的建筑使用功能与舒适度之外,还需要充分考虑环保性能,相应国家可持续发展策略。在建筑工程设计当中,暖通空调属于重要组成部分,将绿色理念融入暖通空调设计中,充分体现出绿色发展观念,减少能源消耗。
1、绿色建筑暖通空调设计原则概述
绿色建筑暖通空调设计中,需要严格遵守绿化性、节能性以及循环利用性三大原则,才能确保上述目标的实现。
(1)绿化性。就暖通空调选材而言,首先需要选择绿色环保的材料,主要原因在于一旦选择不合适的材料,将会影响到暖通空调系统的正常运行,更为严重的是一旦材料不当,会对周边环境造成污染,例如低温材料、密封材料以及管道等,会造成大量热量流失,影响到温度调节。另外,所选择的材料应该便于回收。众所周知,暖通空调系统在长期运行中,极易出现局部问题,便需要进行拆卸修理,一旦不能进行回收利用,将会出现资源浪费,同时污染周边环境。因此,暖通材料需要的选择需要注重回收利用原则。
(2)节能性。绿色建筑的基本要求就是在最大程度上降低资源消耗量的基础上,实现节能。值得注意的是此处所说的节能具有多重含义,一是能源的节约;二是材料的节约。简单来说,绿色建筑暖通空调系统在运行时,需要消耗大量能源,同时系统过于庞大,所需要较多的材料,选用可再生资源能够降低资源浪费。
(3)循环利用性。循坏利用是保护生态环境,降低资源消耗的有效途径。循环利用与重复利用具有本质性的区别,循环利用主要是将暖通空调系统中一些损坏的设备或者是材料进行回收利用,之后送至相应的工厂进行再次生产利用。例如玻璃制品等之类的材料应该减少使用,最好的途径的是不用,尽可能选择成本低、具有环保特性的材料。
2、绿色建筑暖通空调设计的技术
2.1地源热泵技术
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。
2.2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。
2.3太阳能的节能技术
作为一种取之不尽、用之不竭的能源,太阳能不仅不被地域限制,而且还环保无污染,被视为人类长足发展的一种首选资源。集热器与循环控制系统形成了太阳能供暖系统。其中集热器中含有換热水箱等加热设备。而循环控制系统中含有地板采暖、生活热水体系及温度控制器,具体工作原理为:先通过特定的设备直接源源不断地采集太阳光,再转化为热能,接着通过热导循环系统,将热能传递到换热中心,水被加热后,会送到地板采暖系统,并借助电子仪器,对室内温度加以控制调节。
2.4自然通风技术
风能也是当前环保能源之一,空气的流动会产生风,当气体流动时可以实现热量的传递。将自然风引入到封闭的管道中,通过风的吹动作用实现热量的散失,达到降温的目的。自然通风技术不会产生环境污染,甚至不需要消耗额外的能源就可以有效实现室内温度的调节,完全符合当前绿色建筑暖通空调的设计的环保理念。因此,在绿色建筑的暖通空调设计上可以考虑利用自然通风技术来实现。利用自然通风也可以调节室内温度,虽然这种方法自古以来就有,但却可以应用其工作原理。在开展设计过程中,要想在暖通空调中引入自然通风的方法,就需认真研究建筑物外部朝向与分布情况,保证室内拥有合理的风力。为了使风力发挥更为积极的作用,要防止室内气流对其产生较大影响,同时要求建筑物采用合理的建筑方式,如可以设置能够调节的百叶窗,窗户开口方向与大小,保证室内拥有充足的空气流通,实现自然通风。
2.5区域供冷与分布式冷热电联供技术
区域供冷系统是由制冷中心站、冷冻水输送管网和需冷用户(需冷用户是指需要制冷空调的建筑,其内部安装着冷热交换设备)三部分组成,是大规模的中央空调系统,适合应用在年冷负荷系数大和冷负荷密度高的地方,比如人口稠密的城市商业区和工业建筑群等地方。制冷中心站运用各种方式生产出冷冻水,经由冷冻水输送管网将制冷中心站生产出的冷冻水输送到各用户。区域制冷相对于传统的分体空调以及中央空调具有以下优势和特点:①环保优势明显,②能源利用效率高,③有利于采用蓄冷技术,④运行管理人员减少了,提高了维护的质量,⑤同时使用的系数小,⑥制冷主机装机容量小,⑦提高了建筑的空间利用率和美观性。
分布式冷热电联供系统包含着分散式电源的特征,即相对于大电网和大电厂而言,对分散并且小的电力生产,遵循就地使用原则,从而减少电网输配系统的投资,电力输配的损失得以减少,管理费用得以减少,另一个方面,燃料发电之后的余热可以通过不同的途径联产冷与热,同时供应用户,实现了能源的梯级和高效利用。我国人口众多,特别是城市人口,非常密集,在北方和中部地区,冬季气候非常寒冷,为大型的分布式冷热电联供系统发展提供了极好的条件,并得到了迅速发展。
结语
随着人们环保意识的不断增强,我国的绿色建筑将会越来越多,并且将会成为未来我国建筑行业发展的趋势。在绿色建筑暖通空调的设计过程中,对于绿色技术的合理应用,能够在对人们的生活环境加以改善的同时,使得人们的居住舒适度得到进一步的提高。同时,对于绿色技术的应用,还能减少对传统能源的使用,进一步实现了绿色建筑设计节能减排、绿色环保的发展理念。
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