关键词:高层建筑;暖通空调系统;节能设计
暖通空调系统在房屋建筑的应用过程中发挥着至关重要的影响,关系到人们居住和生活的舒适程度。对建筑的暖通空调系统进行设计和应用,能有效增强建筑的整体质量和使用效果。节能理念在当前社会的发展中具有较强的现实意义,能够有效减少资源浪费,增加生态效益。节能理念有效契合了当前低碳经济的观点,对于环保工作的顺利进行具有十分重要的影响和意义。将节能理念应用到建筑暖通空调系统的设计工作当中,具有很好的现实意义。
1高层建筑暖通空调设计的要点
(1)合理规划设计。在高层建筑暖通空调系统的设计中,一定要注意不同系统之间的协调与配合。突出节能减排,因此,各个系统的搭配使用应该以降低能耗作为基本的出发点。在室内环境允许的条件下,通常采用辐射的形式作为主体的制冷技术,将替换式送风系统、低温送风系统、冷辐射吊顶系统以及去湿空气系统协调使用。更重要的一点,在进行冷辐射吊顶系统的安装时,为了能够保证室内空气湿度,此系统一定要和替换式送风系统配合使用。在实行规划之前,当系统的设计满足了各项功能指标以后,还应考虑如何在此基础上尽可能的降低经济成本。
(2)空调负荷合理计算。要想设计出一个完善的、适用的民用暖通空调系统,必须对设计过程中的各个方面都要加以合理安排,在所有的工作之中,冷热负荷体系是工作的核心重点。冷热负荷体系是保证空调系统长期稳定运行的关键部分,如果其设计不合理,不仅不能保证空调系统的稳定性,而且频发的事故会导致系统的使用成本升高,后续的维护也将更加困难。
(3)合理设计通风的系统。在安装暖通空调系统的过程中,装机容量一般和设计存在很大出入,出现这个问题的一个主要原因就是在暖通空调的实际设计处理过程中没有全方位的考虑到各个不同环节的安全系数。这样的不合理之处最终导致的结果就是使冷寂容量超出冷负荷,浪费掉了一部分不必要的冷量。另一个重要原因则是系统的设计人员在设计时喜欢采用负荷指标估算的方法,这种估算的结果往往和实际需求有所偏颇,经常导致制冷机装机容量偏大,造成成本的增加和浪费。
2建筑暖通空调的节能设计原则
建筑暖通空调节能设计原则主要表现为:
①节能原则。主要体现为:以热舒适指标指导工程中的节能设计的实际应用。影响热舒适指标的主要因素是:温度、湿度、平均辐射温度、风速、劳动强度。通过寻找这六者之间的合适比例,巧妙组合,达到舒适和节能的协调。同时恰当利用房屋围护结构的热导性,抵抗室外气候的变化,使得房间内产生舒适的微气候。管路系统设计要简单,达到节省投资的目的。
②合理处理整体和局部的关系。在一定的条件下,实行集体供暖可以降低能耗,但是也需要注意满足个人需求,不强求全面统一,这样对节能和控制的灵活性均有利。一方面建筑暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控;二是便于实现分户或分室热量分摊的功能。3建筑暖通空调的节能设计要点分析
(1)合理选择参数。建筑室内设计计算温度取值时需要结合实际,依据不同的地域、环境、室内要求等合理地对室内温度进行取值。室内温度取值的高低与建造建筑暖通空调系统的能耗密切相关,经调查研究表明夏季制冷条件下,室内温度每升高1℃,能耗将会降低10%左右;冬季制热的情况下,温度每降低1℃,能耗可减少8%左右。因此,科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低建筑暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》对一般民用建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定,公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃,居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。
(2)冷热源的节能选择。空调主机热源侧按冷却形式分为空冷、水冷、蒸发冷。水冷与其他两种冷却方式对比,制冷性能系数COP较高,同时几乎不受大气环境温度的影响,但受水源的限制。使用循环水时,必须配有冷却塔或冷水池,保证水不断得到冷却;水源热泵机组受水源的限制;地源热泵打井面积的限制;因此水地源热泵机组亦有一定的局限性。而蒸发式冷凝器是很受欢迎的一种冷却方式,其利用水蒸发时吸收热量使管内制冷剂蒸气凝结。
风系统的节能设计分析。建筑暖通空调系统的设计中不同的区域可能对温度、湿度以及工作时间的需求都有差异,那么就应该根据系统的实际运行条件将各个区域进行划分。即使是在同一个建筑暖通空调系统中,不同区域、不同要求的冷热负荷也会有较大的差别,不同区域、不同的工作间对于满负荷的运行时间各有不同,对于建筑的满负荷运行、部分负荷运行必须综合考虑。分别对不同的区域进行温度、湿度的控制。因此建议选择变风量的空气调节机组,选用多速送风机、变频送风机。变风量的建筑暖通空调系统能够准确的调节室内的风量的变化情况,也能够准确的确定系统的总风量,从而起到了降低风机的容量和能耗的作用。新风量的大小对空调系统来说不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关,而且关系到人体的健康,建筑暖通空调设计者要充分考虑新风量的设计,不仅要满足工作区对温度、湿度、洁净度、噪声的需要,更要满足空气新鲜度的要求。因此《公共建筑节能设计标准》对其取值进行了规定,设计人员进行设计时,不应随意增加或减少。另外,在人员密度相对较大并且变动较大的房间,更应该采用新风需求控制,设计变风量的新风空气处理机组,根据室内CO2浓度检测值增加或减少新风量,使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。
(4)冷却水系统与冷热水系统的节能设计。①冷却水系统节能设计。很多建筑暖通空调系统安装的区域自然水源十分匮乏,所以设计时建议采用冷却塔循环使用的模式,其主要目的就是有效节约水源。设置冷却塔的过程中必须具备良好的通风条件,工作环境要求干净整洁,控制采用三通调节阀从而提高其冷却的效率。另外,利用变频调速的方式控制风机的启停,也可以利用出水温度控制,但都要注意节约电能。②冷热水系统的节能设计。建筑暖通空调系统的设计中蒸气压缩循环冷水(热泵)机组单位制冷量的能耗量是与制冷机的蒸发温度以及冷冻水的供水温度成反比的。选用满液式蒸发器;提高冷冻水的供水温度,这样提高了蒸发温度,提高了机组COP。或者选用温湿度独立控制空调系统,即空调主机产生高温冷水用于承担室内显热负荷,潜热负荷用物理吸附的办法处理;大大提高机组的COP,减少建筑的耗能。
参考文献
[1]黄守德.高层建筑暖通空调节能设计探析[J].硅谷,2013,6(08):116+93.[2017-08-08].
[2]万建平.试论高层建筑暖通空调节能设计[J].江西建材,2015,(16):18+23.[2017-08-08].