彭 濤

(甘肅建投建設有限公司,甘肅 蘭州 730000)

隨著建筑行業(yè)的高速發(fā)展,在復雜多變的時代背景下,建筑工程不僅需要滿足用戶群體所需的功能性,還應當契合時代發(fā)展的需求?，F(xiàn)如今社會對建筑工程在綠色環(huán)保方面的要求不斷提升,想要契合現(xiàn)代化工程的發(fā)展目標,就需要切實提升建筑工程的環(huán)保特性。伴隨綠色建筑成為熱門的建筑工程類型,其中,暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制功能至關重要。由于暖通空調(diào)是必不可少的設施,為了提升綠色建筑的環(huán)保性,必須解決暖通空調(diào)能耗過大的問題。通過采取切實有效的節(jié)能控制方法減少能源消耗,能夠符合當下的環(huán)保需求,促進能源的利用。

1 工程案例

某建筑工程位于一線城市的中心區(qū)域,占地面積為5 266.8 m2,該建筑的主要功能是辦公與商務。為了契合社會發(fā)展的需求,響應我國對于綠色生態(tài)建設工程項目的發(fā)展方針,該建筑的建設原則是綠色環(huán)保。其中,暖通空調(diào)系統(tǒng)是影響建筑環(huán)保性能的重要系統(tǒng),為了滿足建筑的基本功能特性,也為了提升人們的居住體驗感和舒適度,暖通空調(diào)系統(tǒng)是必不可少的設施,該綠色建筑工程為了有效節(jié)約能源、降低能源消耗,采取了一系列暖通空調(diào)節(jié)能控制方法,降低了暖通空調(diào)系統(tǒng)的總體能耗。

2 綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能的前期準備

2.1 暖通節(jié)能能耗分析

暖通空調(diào)系統(tǒng)主要包括空調(diào)機組和換熱機組、風機盤管等。空調(diào)系統(tǒng)能耗影響因素見圖1。

圖1 空調(diào)系統(tǒng)能耗影響因素

為了實現(xiàn)綠色建筑節(jié)能減排的目的,在對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能控制的過程中,需要采取現(xiàn)實可行的方法。首先,應當從能耗分析入手,明確暖通空調(diào)系統(tǒng)中的能源使用情況,針對性地調(diào)整控制方案,解決部分設備能耗過大的問題。綠色建筑中使用的暖通空調(diào)系統(tǒng),其整體結構較為復雜,其中的換熱站為非常重要的設備集群。換熱站主要是通過換熱器進行熱量排放,促使建筑中的熱量能夠被及時排出,排風系統(tǒng)能循環(huán)往復地執(zhí)行。要對綠色建筑暖通空調(diào)的能耗進行分析,應當清楚其運作原理,換熱站中包含室內(nèi)外溫度采集傳感控制器,當溫度傳感器采集到信息后,會將其傳遞給換熱站中的氣候補償控制器[1]。氣候補償控制器會結合此前設定好的參數(shù)條件輸出調(diào)節(jié)信號,進而調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度條件,使其達到預設的溫度值。想要調(diào)節(jié)溫度值達到特定的數(shù)值,通常采取供水溫度采集的方式,控制換熱站送風的溫度,以此控制熱源進出的循環(huán)過程。因此,其中涉及的氣候補償控制器、換熱器、電動三通閥、供水設備、溫度采集傳感等設備都需要消耗能量,在進行硬件設計的過程中,可以從降低能耗的角度出發(fā),選用能耗較低的設備,從根本上解決能源損耗過大的問題。暖通空調(diào)系統(tǒng)也會涉及室內(nèi)外環(huán)境溫濕度的調(diào)控,由于能源的損耗不可避免,想要更加契合節(jié)能目標,應當在降低能耗的同時進一步計算精準的負荷。

2.2 精準計算負荷的方法

綠色建筑中的暖通空調(diào)控制系統(tǒng)能源損耗較大的原因是超負荷運轉(zhuǎn),因此,需要精準計算暖通空調(diào)系統(tǒng)承載的負荷,在滿足基礎條件的同時,控制其負荷在正常范圍內(nèi),有效降低能耗、成本。很多設備在經(jīng)過長時間的運行后,其承載負荷的能力直線下降,而操作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)問題,依然采取此前的運作方案,會導致這些設備無力承載過大的負荷,持續(xù)增加能源的消耗,增加不必要的支出成本,也會使運作效果大打折扣,極大地影響了使用體驗,降低了工作效率,不利于推動節(jié)能控制的進程[2]。暖通空調(diào)系統(tǒng)中的空調(diào)機組進行熱回收時,需要承載排風、送風、回風等任務(見圖2),不同任務對設備施加的負荷也不同,精準計算負荷的方法通常要將影響綠色建筑內(nèi)部溫度變化的所有可控因素都考慮進去,比如綠色建筑自身存在的熱損失情況,以及建筑所處區(qū)域當下的太陽直射強度、當前溫度、氣候變化因素所導致的溫濕度差異等,除此之外,設備的使用年限、設備的基礎性能條件也是影響負荷的權重因素。

圖2 暖通空調(diào)系統(tǒng)熱回收流程

3 綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法分析

在綠色建筑中做好暖通空調(diào)節(jié)能控制工作,主要的原則有節(jié)約原則、循環(huán)利用原則和生態(tài)環(huán)保原則,可以采取的切實可行的控制方法有以下幾種。

3.1 應用蓄熱技術

蓄熱技術的分類及特點見表1。第一種方法是基于綠色建筑暖通空調(diào)的系統(tǒng)布置情況,將蓄熱或蓄冷技術應用在節(jié)能控制的過程里。暖通空調(diào)在運作時,其內(nèi)部的電負荷呈現(xiàn)線性波動,想要有效提高電能的使用效率,可以采取專用的蓄熱或蓄冷設備,提前積蓄一定的冷氣或熱量,降低電能的損耗,緩解總體的用電壓力,提升節(jié)能環(huán)保性。通過DDC控制器的技術,融合蓄冷或蓄熱設備,共同將綠色建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中的回水與冷凍水的溫度調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài),確保在實際運作過程中暖通空調(diào)的機組運行數(shù)量是適宜的,保證暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠儲備特定的水量,在遇到突發(fā)狀況時也能保持正常運轉(zhuǎn)[3]。

表1 蓄熱技術的分類及特點

3.2 安設溫度傳感器監(jiān)測溫度變化

第二種方法是采集建筑內(nèi)部的溫度信息,根據(jù)收集到的溫度數(shù)據(jù)調(diào)整綠色建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的新風量與出風量,不同的暖通空調(diào)系統(tǒng)的適宜出風量不同,因此,應當結合實際的溫度變化進行調(diào)整。經(jīng)過專業(yè)部門多次核算過后的最佳計算公式,精準計算出該綠色建筑適宜的暖通空調(diào)啟動次數(shù)以及時長,將其啟動的運作過程控制在最佳節(jié)能狀態(tài),保證運行的穩(wěn)定性,提升整體的節(jié)能效率。結合溫度變化情況調(diào)節(jié)新風口和出風口的開關次數(shù),在暖通空調(diào)處于停止狀態(tài)時,最好將所有的通風閥門都關閉,以此來有效地節(jié)約能量的損耗[4]。為了進一步增強感應效果,可以適當安裝性能優(yōu)良的溫度傳感器,幫助接收更加準確的溫度數(shù)據(jù),在選定的時間內(nèi)對其進行調(diào)節(jié),通過電信號的形式輸出溫度數(shù)值變化情況。出風和回風的溫度都應該保持在設定的溫度范圍內(nèi),結合此前評估的數(shù)值進行校對和調(diào)整。溫度傳感器種類及特點見表2。

表2 溫度傳感器種類及特點

3.3 采用熱泵技術

第三種方法是采取熱泵技術,此種技術的原理是通過循環(huán)熱源提取的方式對可再生資源進行廢物利用,使其能夠產(chǎn)生出熱能,進而為綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)提供能源支持,實現(xiàn)環(huán)保的目的,節(jié)約獲取能源所需要支付的成本。熱泵技術還具備更強的穩(wěn)定性和實用性,傳統(tǒng)能源能耗大、價格高,長期使用需要支付巨額的費用,比如煤、石油都屬于較為昂貴的能源,而且不可再生,環(huán)保性較低。將城市工業(yè)中排放出的熱氣以及人們在日常生活中產(chǎn)生的溫室氣體、城市土壤內(nèi)部的能源、地下水中的能源等各種可再生資源利用起來,形成高效的能源產(chǎn)生系統(tǒng),通過熱泵技術實現(xiàn)高效節(jié)能的循環(huán)利用裝置。采用熱泵技術能夠通過熱力循環(huán)的方式,迫使物體中的熱量從低溫物體流向高溫物體,降低熱量損耗,利用熱能形成能源輸送體系,運作方式簡潔,環(huán)保節(jié)能,節(jié)省了一定的工作量,延長了綠色建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的壽命,降低了污染[5]。太陽能熱泵原理見圖3。

圖3 太陽能熱泵原理

3.4 采用變流量技術

第四種方法是采取變流量技術,針對性地調(diào)整綠色建筑暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的運作方案,動態(tài)調(diào)節(jié)暖通空調(diào)負載,調(diào)節(jié)時可以針對室內(nèi)外溫度變化情況以及一天中不同時間段內(nèi)的實際溫度需求,動態(tài)調(diào)節(jié)冷凍水循環(huán)和熱水供暖等系統(tǒng)的函數(shù),通過變流量計數(shù)方式實現(xiàn)動態(tài)化的控制。變流量技術能夠有效提升綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能控制工作的靈活性和專業(yè)性,契合節(jié)能環(huán)保的理念,降低各方面的支出成本,提升綠色建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運行過程的協(xié)調(diào)性。

3.5 在綠色建筑中增加環(huán)保材料

第五種方法是在綠色建筑外部加設保溫隔熱材料,運用物理形式降低溫度的劇變程度,不斷提升暖通空調(diào)系統(tǒng)對建筑內(nèi)部溫濕度的控制水平,從根本上降低能源的損耗。加設保溫隔熱材料,還能夠減少建筑材料的使用量,降低實際的維護成本,保證建筑體內(nèi)部的空氣質(zhì)量。在增加環(huán)保材料時,也要考慮環(huán)保材料的材質(zhì),確保其與實際條件相符,契合節(jié)能環(huán)保的理念,依據(jù)綠色建筑的設計規(guī)范標準,保證增色材料的施工質(zhì)量,基于綠色建筑暖通空調(diào)智能控制設計標準,進行材料設施建設的方案更改。

4 綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制優(yōu)化方法

4.1 增強自然通風的應用比重

大多數(shù)的工程設計團隊在對綠色建筑空調(diào)系統(tǒng)進行設計時,通常只是對暖通空調(diào)中的設備進行節(jié)能控制優(yōu)化,卻忽略了自然通風在環(huán)保節(jié)能這方面所能夠施展的功效。通過自然通風,可以提升建筑室內(nèi)與室外空氣的循環(huán)效率,加速空氣流通,提升室內(nèi)的空氣質(zhì)量,降低溫差,增加空氣舒適程度,為用戶提供更良好的體驗[6]。自然通風的設計不需要消耗能源也能夠降低污染,因此提前采取增加自然通風的措施更加重要,在優(yōu)化節(jié)能控制方案的過程中增加空氣流通的作用力。想要加強自然通風的效果,可以在綠色建筑周邊新建綠植,增加導風、通風設備,利用自然風力,加速空氣流通,形成更加穩(wěn)定的通風設計。

4.2 巧用變頻技術和熱回收技術

為了持續(xù)減少能源壓力,降低用電量,可以積極采用新型實用技術輔助綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的工作,其中,變頻技術能夠推進暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排方案,使得暖通空調(diào)在特定的時間段內(nèi)以最適宜的頻率啟動一定的時長,減少不必要的能源支出。

通過內(nèi)部的溫度傳感器,識別多變化信號,變頻調(diào)控。優(yōu)化變頻技術的方式有多種,例如可以從優(yōu)化風機和風管的壓力入手,提升空調(diào)機組的反應速率,提升系統(tǒng)的整體送風量,優(yōu)化負荷變化的方式。除此之外,也可以采取具備較強優(yōu)勢的熱回收技術,這也是優(yōu)化綠色建筑暖通空調(diào)智能控制系統(tǒng)的重要技術,尤其是在城市人口聚集的地方,有著許多能夠收集的熱源。持續(xù)優(yōu)化熱回收的效率和質(zhì)量,提高新風系統(tǒng)的智能化水平,采用性能更強的排風系統(tǒng)?；厥諒U氣帶來的熱能也是廢物利用的有效形式,熱回收技術的總體節(jié)能控制效果也會更好。

4.3 優(yōu)化節(jié)能控制方案

基礎條件和實際需求不同的綠色建筑,在執(zhí)行暖通空調(diào)節(jié)能控制操作時,所采取的節(jié)能控制方案不同,所遇到的困境也有所區(qū)別。想要進一步優(yōu)化節(jié)能控制的效果,就應當從實際出發(fā),結合此前落實節(jié)能控制方案存在的不足與困境,針對性地解決問題,不斷優(yōu)化節(jié)能控制的方案,重新調(diào)整新風系統(tǒng)的設計,設置更適宜的空氣回收裝置,采取性能更強的新風熱交換機對室外新風進行處理?？茖W設定暖通空調(diào)系統(tǒng)中的運行參數(shù),不合理的運行參數(shù)只會加大能源的消耗,也容易對設備造成損壞,所以,在不同的溫度條件以及不同的運作模式下,更應該采取專業(yè)的測算方式,科學設定暖通空調(diào)系統(tǒng)中的運行參數(shù)。調(diào)整方案時還可以從熱源和冷源入手,選擇最佳的熱源或能源,調(diào)整能源的分配方案,采取環(huán)保性能更強的機組。除此之外,還要注重節(jié)能控制方案的整體性以及其與綠色建筑工程方案的契合度,加強綠色建筑中其他系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)的配合程度,提升節(jié)能控制方案的專業(yè)性,不僅要符合建筑自身特性,還要與其他系統(tǒng)進行更加緊密地互動,形成良好的合作模式,減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

5 結語

綜上所述,綠色建筑工程暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制功能是非常重要的,為了切實提升綠色建筑的環(huán)保性,必須落實暖通空調(diào)的節(jié)能控制。綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制的前期準備工作有能耗分析和精準計算負荷,能夠采取的方法有以下幾種:第一種方法是將蓄熱或蓄冷技術應用在節(jié)能控制的過程里;第二種方法是采集建筑內(nèi)部的溫度信息,利用數(shù)據(jù)調(diào)整參數(shù);第三種方法是采取熱泵技術,通過循環(huán)熱源提取的方式對可再生資源進行廢物利用,使其能夠產(chǎn)生熱能;第四種方法是采取變流量技術,針對性地調(diào)整暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的運作方案;第五種方法是在綠色建筑外部加設相應的保溫隔熱材料。