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绿色建筑暖通空调设计方法探讨

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发表于 2017-8-30 15:21:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
摘要:随着我国社会经济的快速发展,采用绿色节能技术是暖通空调专业设计的必然趋势。论文主要分析了绿色建设的设计原则和技术问题,针对目前绿色建筑进行暖通空调设计过程中存在的问题,重点讲述了绿色建筑设计的技术选择,结合某工程暖通设计实例采用的节能措施,根据供暖、通风和自控专业的相关规范要求,阐述了暖通空调技术在绿色建筑设计中的应用,旨在提出既满足建筑使用功能要求,又符合节能环保理念的绿色建筑设计方案。
关键词:绿色建设;暖通空调;设计



1 绿色建筑暖通空调设计概述
近年来,随着我国社会经济的快速发展,我国生态环境受到了严重的破坏,为了促进我国社会经济的可持续发展,人们越来越重视环保问题。绿色建筑属于一种生态建筑,与传统的建筑相比,绿色建筑的能源系统更加生态化、多元化。目前,随着我国市场经济体制的不断变革,建筑企业之间的市场竞争压力越来越大,很多建筑企业为了保证自身的市场竞争地位,就开始重视绿色建筑。绿色建筑主要指的就是对某建筑进行设计时,把土地、能源进行有效利用,将一切能用到的资源作用充分发挥出来,降低资源的损耗,从而实现人与自热的和谐发展。采用绿色建筑能够在很大程度上节省能源,在一些比较发达的国家,比如,德国的绿色建筑能源消耗几乎接近于零[1]。
2014 年4 月,我国颁布了新的GB50738—2014 绿色建筑评价标准,该标准进一步明确了绿色建筑的定义、评价指标和评价方法,确立了我国以“四节一环保”为核心内容的绿色建筑发展理论和评价体系,更好的贯彻执行节约资源和保护环境的国家技术经济政策。该标准中明确定义“绿色建筑”为在建筑的全寿命期内,最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染、为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的评价体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理和运营管理7 类指标组成,其中暖通空调专业在节能与能源利用和室内环境质量部分占据很大比例。
当前我国绿色建筑进行暖通空调设计面临的问题有以下几点:(1)对于暖通空调设计的相关规范、标准理解不全面。我国建筑进行暖通设计主要遵循的规范有《采暖通风与空气调节制图标准》、《采暖通风与空气调节设计规范》等,从而保证暖通设计具有可行性、科学性。但是,在实际的建筑暖通空调设计过程中,由于设计工作人员并不能深入的理解规范中的相关内容,导致进行暖通空调设计时的具体细节设计失误,使得最终的暖通空调设计方案不合理,从而严重影响暖通空调设计施工的质量。(2)设计过程中忽略了暖通空调的地理适应性。在进行设计时,没有对所处地区气候变化规律进行认真分析,不能因地制宜进行设计,导致不能充分发挥暖通空调系统的功效。(3)暖通空调设计过程缺乏系统性。建筑暖通设计过程中往往牵涉到排烟系统、采暖系统、排风系统等多方面因素,在设计过程中如果不能全面考虑,很容易导致暖通空调设计过程不够系统,出现不合理现象,导致施工质量和后期运行不利,降低建筑的实用功能。
2 绿色建筑中暖通空调设计应用方法
(1)冷热水系统绿色设计方法
冷热水设计是绿色建筑暖通空调系统中的重要组成部分,其作用效果的好坏,直接决定了暖通空调系统的节能效益。冷热水系统的节能设计人员,可通过采用一些具备保温性能的新兴材料、对暖通空调的供暖系统进行全面的检测、提高管道网络运行管理的合理性分配等措施提高系统进行能量输送的工作效率。
(2)热回收绿色设计方法
建筑暖通空调系统在运行过程中容易产生大量的能源浪费,相关设计人员可采用能量回收通风系统(ERV)来降低建筑能源使用的消耗,加大能源的利用效率,同时改善建筑内部空气循环质量。
(3)冷暖通风绿色设计的方法
在对冷暖通风系统进行设计的过程中,要根据工程建设的实际情况来进行节能设计,例如控制空调系统的冷暖风排放方向、周边区、内区以及使用功能等。这样一来,就能避免不同区域出现的过热以及过冷的能量浪费问题,从而提高人们对暖通空调系统设计应用的满意度[2]。
(4)再生能源应用的设计方法
暖通空调系统的再生能源主要是指太阳能以及地源热泵。主要采用被动式的太阳能系统节能设计,无需其他辅助能源的设置,采用了自然的热交换形式,就能够处理好建筑构件与系统布置方位的合理性,实现太阳能资源应用目的。地源热泵的应用,就是将建筑物地下浅层的地热或地下水资源利用起来,使用热泵系统实现制冷、供热目的,具有受季节性影响小的特点。
3 实际绿色建筑工程常用节能措施应用
某市医院外科住院楼地上8 层,空调区总面积约为22000M2,该建筑夏季和冬季均为集中空调系统供冷和供暖,根据当地地方政策要求,为推动“资源节约型、环境友好型” 公共建筑建设,由政府投资的国家机关、学校、医院、体育馆等大型公共建筑应当按照绿色建筑标准进行设计,实际工程的设计过程中采取了以下措施降低供暖通风系统能耗:
(1)建筑主体部分,1 层~8 层房间区分南北朝向和东西朝向,风机盘管和新风机的水系统供、回立管分设,新风系统分为左右两个,减小风系统和水系统半径;制冷机房的分集水器共分为四个独立分支,服务区域分别为:风机盘管,空气处理机组,洁净空调,专家周转房四个区域。
(2)整个空调水系统冷冻水侧和冷却水侧循环泵均采用同步变频技术和加减机技术,保证系统正常运行和保护水泵及主机设备安全,达到最大的节能效果;系统启动时开启一台泵,一台主机,且水泵频率预置为主机最小流量对应频率,随着负荷加大,主机调整功率满足供水温度,而循环泵则提高频率满足回水温度;加机时,首先将水泵流量调整到加机后主机所需的最低流量,连锁两台水泵开启,该过程需要一定时间完成,以确保流量变化率满足要求,减机过程与此相反进行。
(3)空调水系统、风系统均采用变频技术,且供、回水系统每层分支处和空气处理机组处安装相应的水力平衡阀门,空调系统的一次回风空气处理机组风机采用变频控制,1 层~8 层的数字化分体式能量回收机组的新风和排风机组联动、变频控制。
(4)1 层~8 层的数字化分体式能量回收机组的新风和排风机组联动、变频控制,通过乙二醇溶液进行液体回收排风的热量,热回收效率为61.9%>60%;利用乙二醇溶液回收排风的热量,不仅节约了系统能耗,同时避免了新、排风的交叉感染,降低了空气安全隐患。
此例结合实际工程对绿色建筑设计中的部分常用节能措施进行了阐述,然而在合理利用蓄冷蓄热、余热废热、可再生能源和科学合理的管理策略上还有很大的发展空间,更要跟建筑、结构、自动控制等其他专业的设计有效配合,才能更好的将绿色建筑以人为本、节能、环保和可持续发展的优势充分发挥出来。


随着环境污染日益严重,国家对节能减排的要求力度逐渐加大,对绿色建筑的鼓励政策也会出台,绿色建筑评价必会逐步体现其社会效益和经济效益;空调系统是建筑的耗能大户,采用绿色节能技术是暖通空调专业设计的必然趋势,这就要求我们暖通设计人员不断提高对于暖通设计相关规范标准的认识,充分考虑暖通设计过程中各个影响因素,合理、系统、全面的进行暖通工程设计。

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