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綠色智能建筑中的暖通空調(diào)技術(shù)

2014-05-30 04:34:50曹小帥
信息周刊 2014年43期
關(guān)鍵詞:暖通空調(diào)可持續(xù)發(fā)展

曹小帥

【摘 要】 在建筑生命周期中應(yīng)盡最大的保護(hù)自然資源和節(jié)約能源,降低環(huán)境污染,減少污染物的排放,減輕環(huán)境負(fù)荷,大力提倡以建造綠色智能建筑為主題,創(chuàng)造舒適、健康、便捷的生活環(huán)境是人類的共同愿望,也是建造綠色智能建筑的基礎(chǔ)和目標(biāo)。本文對綠色智能建筑中的暖通空調(diào)技術(shù)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】 綠色智能;暖通空調(diào);可持續(xù)發(fā)展

引言:

隨著社會(huì)發(fā)展,科技進(jìn)步,物質(zhì)生活豐富,精神需求不斷提高,人們已不再滿足于簡單的居住辦公,而希望能有一個(gè)舒適的居住環(huán)境、高效的辦公環(huán)境,暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步正逐步滿足人們親近自然,擁有舒適、健康、智能建筑的需求。隨著科學(xué)的發(fā)展,人類對生存環(huán)境不斷認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn),能及時(shí)把新技術(shù),新材料應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中,使我們的建筑成為真正意義上的綠色智能建筑。暖通空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展,推動(dòng)了綠色智能建筑的可持續(xù)發(fā)展,為現(xiàn)代綠色智能建筑的發(fā)展注入了新的生機(jī)和活力。

一、綠色智能建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的基本要求

1、節(jié)能不僅指節(jié)約能源,還要節(jié)約材料。從整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部所涉及到的水泵、制冷機(jī)、控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等各個(gè)結(jié)構(gòu)的投資過程,控制其原材料和能源涉及材料的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。而對于綠色智能建筑來說,暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用,還要與綠色建筑物內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)照明、動(dòng)力等系統(tǒng)互相結(jié)合、互相協(xié)調(diào)、互相關(guān)系。

2、循環(huán)利用經(jīng)過對暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備材料的再次利用和回收,廢料經(jīng)過專門的處理后要可以再生,實(shí)現(xiàn)從原料到產(chǎn)品到廢料最后再變?yōu)樵系拈]環(huán)良性循環(huán)。對于巖棉、玻璃鋼等相對成本較高但卻不能回收利用的原料,在設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量少用,最大限度的限制其使用量。

二、暖通空調(diào)技術(shù)在綠色智能建筑中的應(yīng)用

1、建筑物設(shè)計(jì)時(shí)的節(jié)能措施

改善墻體結(jié)構(gòu)。綠色建筑的墻體不只是建筑內(nèi)外的分隔界面,更重要的是,它的熱工性能要滿足保溫隔熱的需要,這在建筑節(jié)能中起著舉足輕重的作用。

改善建筑結(jié)構(gòu)。在建筑的平面布局中,應(yīng)該將室內(nèi)環(huán)境要求不同的房間合理調(diào)配,以保證在減少全部采暖能耗的條件下,仍能夠滿足不同房間的采暖要求。

改善窗戶結(jié)構(gòu)。窗戶在建筑中兼有圍護(hù)、采光、通風(fēng)、溝通室內(nèi)外視線等多重功能,由于窗戶的傳熱系數(shù)很大,所以窗戶結(jié)構(gòu)對建筑節(jié)能影響顯著。

2、選擇最優(yōu)化的暖通空調(diào)系統(tǒng)

在既滿足節(jié)約能源,又滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)良好的前提下,風(fēng)量可調(diào)的置換式新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)、冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)、輻射冷吊頂系統(tǒng)以及溫濕分控空調(diào)系統(tǒng)在綠色智能建筑中成為流行方案。

(1)置換式新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng),這種系統(tǒng)共有三種基本形式:與裝飾造型結(jié)合的下送風(fēng)或墻面送風(fēng)系統(tǒng);置換式頂送頂回系統(tǒng);用作全場空調(diào)的地板送風(fēng)系統(tǒng)。其中下送風(fēng)系統(tǒng)在綠色生態(tài)建筑中應(yīng)用比較廣泛。

(2)冰蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng),由于低溫送風(fēng)能夠降低室內(nèi)空氣的濕度,使人感到清新的空氣。并且冰蓄冷系統(tǒng)具有較小的制冷設(shè)備裝機(jī)容量,能夠在滿負(fù)荷效率下進(jìn)行工作。

(3)輻射冷吊頂系統(tǒng),輻射冷吊頂?shù)男问娇梢云胶獾艚ㄖ镏械脑O(shè)備和照明系統(tǒng)等產(chǎn)生的熱量,并且輻射冷吊頂形式供冷能夠使人的頭部冷、腳部暖,更適合人體的舒適性,因此輻射冷吊頂系統(tǒng)具有出色的環(huán)境品質(zhì)特性,而且還具有良好的節(jié)能特性。

(4)溫濕分控空調(diào)系統(tǒng),獨(dú)立新風(fēng)除濕機(jī)組向室內(nèi)送入干燥的空氣或新風(fēng)加濕機(jī)組向室內(nèi)送入濕潤的空氣,通過調(diào)節(jié)送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)控制室內(nèi)濕度;室內(nèi)干工況末端(干式風(fēng)機(jī)盤管或平面輻射毛細(xì)管系統(tǒng))處理室內(nèi)空氣的顯熱來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度;

3、太陽能節(jié)能技術(shù)

太陽能是最為環(huán)保的再生能源,在建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)上應(yīng)該加深對此項(xiàng)能源的應(yīng)用與開發(fā),太陽能能源取之不盡、用之不竭,不受地域或空間的限制,能夠充分體現(xiàn)出環(huán)保、節(jié)能、無污染的原則,能夠幫助人們實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。太陽能的供暖系統(tǒng)受到循環(huán)控制和集熱器控制,包括換熱水箱和其它加熱等設(shè)備,循環(huán)控制系統(tǒng)包含生活熱水體系、溫度控制器和地板采暖三個(gè)結(jié)構(gòu),其工作原理是:

(1)利用設(shè)備直接采集太陽光,將光能轉(zhuǎn)化成為熱能;

(2)熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過相關(guān)處理轉(zhuǎn)換,將熱量傳輸至換熱中心,轉(zhuǎn)換成為熱水之后進(jìn)入到地板采暖中心系統(tǒng);

(3)電子儀器控制感知對室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在出現(xiàn)雨雪天氣或是陰天的時(shí)候,不能夠直接獲取太陽能源,這時(shí)的控制系統(tǒng)就會(huì)自覺轉(zhuǎn)換成為燃?xì)廨o助加熱,這樣就可以在冬天或者天氣不好的時(shí)候依舊享受溫暖。太陽能節(jié)能還能同時(shí)通過集熱設(shè)備為人們提供熱水,方便起居生活。太陽能節(jié)能技術(shù)在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)上的實(shí)施和應(yīng)用,將大幅度降低生產(chǎn)成本,減少對環(huán)境的污染,節(jié)約能源和資源。太陽能供暖系統(tǒng)的壽命較長,為人們帶來的經(jīng)濟(jì)效益是成本的多倍,是實(shí)現(xiàn)綠色智能建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的有效途徑。

4、有效利用有組織的自然通風(fēng)

自然通風(fēng)原始而有效的方式,有利于改善室內(nèi)舒適度和室內(nèi)空氣質(zhì)量,不消耗資源,沒有污染,因此為保護(hù)環(huán)境支持多是用自然通風(fēng),在建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)涉及建筑形式、熱壓、風(fēng)壓、室外空氣的熱濕狀態(tài)和污染情況等諸多因素。現(xiàn)階段自然通風(fēng)主要由風(fēng)壓和熱壓實(shí)現(xiàn)的兩種通風(fēng)手段。

(1)風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)的自然通風(fēng)風(fēng)壓是自然通風(fēng)的動(dòng)力也是主要手段之一,為實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng),綠色建筑外的風(fēng)環(huán)境至關(guān)重要。因此,建筑物在設(shè)計(jì)和選擇施工地點(diǎn)時(shí),務(wù)必要考慮建筑物的朝向和格局。進(jìn)一步而言,為了能夠達(dá)到更佳的通風(fēng)效果,在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮建筑的平面和剖面等細(xì)節(jié),在設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少空氣阻力,例如盡量將門窗設(shè)計(jì)在一條直線上,擴(kuò)大開口面積。由于天氣的原因,室外風(fēng)速也會(huì)發(fā)生變化,這時(shí)可以人為的在窗戶上加控制風(fēng)速的設(shè)計(jì),例如百葉窗戶等,以此使室內(nèi)通風(fēng)達(dá)到最佳效果。

(2)熱壓實(shí)現(xiàn)的自然通風(fēng)熱壓通風(fēng)原理則是利用室內(nèi)外溫度不同而導(dǎo)致的空氣密度不同,由此出現(xiàn)的壓力差而引起的空氣流動(dòng),熱壓通風(fēng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)污濁的熱空氣與室外清新的冷空氣的交換,由于空氣密度的原因,熱空氣將在頂部通過,冷空氣則從底部流入。因此,在設(shè)計(jì)建筑物時(shí)內(nèi)部應(yīng)多設(shè)計(jì)豎向空腔,其頂部最好設(shè)計(jì)帶有可調(diào)節(jié)性質(zhì)的開口,目的就在于更好排除室內(nèi)污濁的熱空氣,真正實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)。

5、水地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

水地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調(diào)方式。土壤是一種很適宜的熱源,其溫度適宜、穩(wěn)定,蓄熱性能好且到處都有。原狀土在地下約10m深處溫度幾乎沒有季節(jié)性波動(dòng),一般比全年空氣平均溫度高1~2℃。地源熱泵全年運(yùn)行工況穩(wěn)定,不需要其他輔助熱源及冷卻設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的COP值可達(dá)4.0以上。對于采用深井回灌方式的水源熱泵,由于地下水抽出后經(jīng)過換熱器回灌至地下,屬全封閉方式,因此不使用任何水資源,也不會(huì)污染地下水源。

地源熱泵技術(shù)存在有較高的經(jīng)濟(jì)和節(jié)能優(yōu)勢,特別是在解決供熱和制冷兩個(gè)方面,地源熱泵系統(tǒng)影響的只是土壤的溫度,并不會(huì)對地面或地下水造成嚴(yán)重的破壞,也是當(dāng)前所了解的最為成熟,并對環(huán)境影響較小的去熱和散熱方式。

三、結(jié)束語

社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展將為人們帶來生活質(zhì)量的提高,與此同時(shí)卻增加了能源的消耗負(fù)擔(dān),造成環(huán)境污染,長期以往必將嚴(yán)重威脅到人們的生活,對身體健康造成威脅。實(shí)現(xiàn)綠色智能建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)能夠?yàn)榻ㄖ夹g(shù)帶來新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,能夠改善傳統(tǒng)暖通空調(diào)系統(tǒng)的弊端,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,為人們提供更加舒適、更加環(huán)保、更加節(jié)能的暖通空調(diào)。在實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中,要結(jié)合地域的特點(diǎn),選取適宜的材料,將系統(tǒng)建設(shè)和自然環(huán)境有機(jī)的結(jié)合起來,才能最終達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)性能和環(huán)保性能。大力提倡以建造綠色智能建筑為主題,創(chuàng)造舒適、健康、便捷的生活環(huán)境是人類的共同愿望,也是建造綠色智能建筑的基礎(chǔ)和目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

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