绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用
摘要
关键词
绿色理念;建筑暖通;空调系统;节能设计;应用
正文
引言
建筑暖通空调系统是建筑物中重要的设施之一,它直接影响着建筑物的舒适性、安全性和节能性。随着我国经济社会的快速发展,建筑物的数量和规模不断增加,建筑暖通空调系统的能耗也随之增加,给国家能源安全和环境保护带来了巨大的压力。因此,如何在保证建筑物使用功能和质量的前提下,实现建筑暖通空调系统的节能减排,成为了当前建筑设计领域面临的重要课题。
1建筑暖通空调设计的概述
建筑暖通空调系统是一种为满足建筑物内部人员或设备的温度、湿度、空气质量、风速等舒适或工艺要求所设计的工程设施,旨在调节室内空气的温度、湿度、洁净度、流动状态,并向室内输送新鲜空气,从而实现室内环境的舒适性和工艺性。这类系统在现代建筑领域中具有不可或缺的地位,对于人们的生活质量和生产效率具有重要影响。对于建筑暖通空调系统,其分类方式多样,可依据不同的标准进行划分。例如,根据供热方式,可分为水系统和风系统;按照制冷方式区分,有吸收式制冷系统和压缩式制冷系统;此外,按照送风方式,可将其划分为全风系统和混合风系统等。各种分类方法均反映出建筑暖通空调系统的多样性和复杂性,同时也意味着其设计过程中需充分考虑不同类型建筑物的具体需求,以实现更高效的能源利用和更舒适的室内环境。
2建筑暖通空调系统节能设计的原则
2.1低损耗性
在建筑工程项目的建设过程中,能源耗损不可避免,而暖通系统设计作为重要步骤,应加强对暖通系统能源消耗的严格控制,积极响应国家“双碳”目标,将绿色环保、循环经济的理念融入各个环节,多措并举推进节能减排。暖通系统设计中存在较多的高消耗问题,为更好地处理消耗较高的问题,节能设计人员需注重优化创新,积极运用新型的科学技术[1]。
2.2实用性
实用性始终是社会大众的基本需求,在建筑暖通空调系统的设计过程中,应将实用性原则积极融入设计中。例如,应充分考虑能源的价格、机械设备的性价比及使用年限等,进而实现实用性较高和减少能源耗损的目标;充分结合环境的变化进行有效调节,进而设计出智能性、科学性、人性化的系统,充分保障暖通空调系统的后续维护。
2.3灵活性
在建筑暖通空调系统的设计过程中,需要遵循灵活性的原则,建筑暖通空调系统可根据环境的变化积极调节。目前,常用的空调系统包含变风量空调系统与变频空调系统,其中变风量空调系统具有较强的节能效果,能够防止冷凝水现象发生;变频空调系统安装便利,能够自主调节温度。这2种空调系统都具备较强的灵活性,并且消耗的能源较少[2]。
3绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用价值
节能是指科学控制废物和污染物的排放。严格来说,这意味着通过科学的方法减少污染物排放,以达到节能的目的。节能和减排是相辅相成的。总的来说,节约能源不可避免地会导致减排,但减少排放并不一定意味着节约能源。因此,在节能降耗的背景下,有必要将这两个因素结合起来,以确保污染物减排与经济和环境效益之间的一致性。在工业化过程中,中国采取了定量、一般和综合的经济模式,通过破坏生态环境和宝贵资源来实现强大的社会经济发展。过去,经济发展侧重于对自然资源的“掠夺性”开发和利用,很少考虑资源价值和环境因素。大量污染物被释放到环境中,造成严重的环境破坏和巨大的资源损失。节能减排对环境保护至关重要。需要依靠各种先进的节能减排技术来减少废气、废水和固体废物等污染物的排放,降低能源消耗,保护环境。首先,确保能源与经济可持续发展是我国未来发展的主要趋势。其次,要节约能源和减少浪费,提高环境保护质量,防止社会非法使用和破坏生态环境,为生态环境的发展奠定坚实的基础。再就是开展适应可持续发展要求的能源减排工作,不断更新和发展绿色技术,有效利用资源,最终实现社会经济环境的协调发展。另一方面,在经济发展过程中,应加大力度不断提高公众的环境意识,提高节能质量,减少浪费,促进人与环境的和谐发展。
4绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用措施
4.1合理布置空调管道
应用在建筑暖通空调中的管道比较多,应在保证建筑暖通空调系统节能运行和关联技术实际应用要求状况下合理布置空调管道,保证建筑暖通空调系统运行过程中风系统和冷热水供给及水资源周转应用的合理性。合理布置管道则可以对流体循环受阻的问题展开有效处理,避免暖通空调系统运行和节能化处理受到周围环境和管道质量性能的影响。加上暖通空调还涉及诸多交叉管道,这就应从各项节能技术实际应用情况和能耗管控要求入手,对交叉管道安装过程中可能出现的质量安全问题加以处理[3]。
4.2加强可再生能源的应用
某项目在解决能源耗损的问题时,需要加强可再生能源的应用,包括地热能、太阳能、风能等,推动节能环保工作顺利开展。因太阳能十分丰富,还可减少对环境的污染,在建筑工程项目中获得广泛运用。太阳能在建筑暖通空调系统设计中的应用,通常涉及2种方式:被动式和主动式。其中,被动式空调的使用情况较为复杂,而且需利用电力资源给予辅助,导致施工成本增加;在主动式空调系统的设计中,需应用太阳能集热器、风机、储热器等相关设备,推动其相关作用的充分发挥。伴随科学技术日新月异的发展,社会大众对地源热泵的接受度不断提高。在地源热泵的应用中,通常采取浅层的地热能源,能够获得供热与制冷的双重效果,具有良好的节能效果。浅层地热能在地球表层以下均匀分布,因此建筑暖通空调系统将地热能作为能源进行供应时,可将夏季的热量传送到温度较低的地下,并且在冬季将地热能传输到室内,实现建筑空调系统能源的高效应用。
4.3清洁能源技术的应用
清洁能源技术在建筑节能中具有显著的潜力和重要性。这包括太阳能、风能、地热等可再生能源的广泛应用。太阳能光伏系统可以通过光转化为电,为建筑供电,减少对传统电网的依赖。风能利用风力发电,为建筑提供清洁电力。地热能利用地下热能资源进行供暖和制冷,提高能源利用效率。这些清洁能源技术不仅减少了对有限化石燃料的需求,还大幅降低了温室气体排放,有助于建筑行业实现碳中和目标。清洁能源技术的应用不仅提升了建筑的环境友好性,也推动了可持续能源的发展,为未来建筑节能提供了可行且可持续的解决方案。
4.4科学运用热回收装置
一般情况下,建筑供暖和空调系统的排气未经处理就直接排放到了室外,并且排气的热量没有得到适当的利用,导致能源损失和热污染。如果这种热量可以在新风中加热,那么在相同的内部负荷下,风扇负荷会减少,室内空气质量会得到改善。我国对余热回收的研究尚处于起步阶段,市场上几乎没有完整的余热回收装置。目前,通常使用两种主要类型:一种是普通热回收,其中普通热交换器用于在废气和新风之间传递热量和水分。传统的热回收设备包括翅片、热泵和转子;另一种类型是开放式热回收,使用可见热交换器在废气和新风之间交换热量。传统的热交换器包括热管、板式和中间型。开放式热回收和全热回收都可以达到节能减排的效果,装有热回收的空调系统的节能效果远高于未装热回收的空调。尽管开放式热回收的运行成本高于全热回收,但开放式热回收初始投资较小且更经济,因此选择开放式热回收更具优势[4]。
4.5实施创新的噪声控制方案
噪声问题已经成为暖通空调系统对环境造成的一种日益严重的污染形式,进而对人们的健康和生活舒适度产生不良影响。为了有效地降低噪声的产生和传播,设计师们需要采取一系列创新措施。这些措施首先包括使用低噪声风机,这种风机通过采用先进的气动设计和高效的电机驱动技术,能够显著降低运行过程中产生的噪声,提高系统的舒适性。除此之外,隔音材料的使用也是创新噪声控制方案中的关键因素。通过在暖通空调设备的外壳或管道系统中使用高性能的隔音材料,可以大幅降低噪声的传播。这些隔音材料具有良好的吸声性能和隔音效果,能够有效地减轻噪声对周围环境的影响。在实际应用中,可以根据需要选择不同类型的隔音材料,如质量较轻的泡沫塑料、具有较高密度的橡胶或纤维素等,以达到理想的降噪效果。
4.6采用新型节能技术,优化系统运行模式
在建筑暖通空调设计中,采用节能减排理念已经被广泛认可,特别是采用新型节能技术优化系统运行模式,将会带来巨大的潜力和深远的意义。其中包括使用热泵、地源热泵、太阳能和余热回收等技术,这些技术能够有效地利用低品位的能源,从而显著降低建筑暖通空调系统的能耗和排放。广泛应用这些技术不仅有助于减轻环境负担,而且能够提高系统的运行效率,使建筑暖通空调系统更加节能和环保。为了实现更高效地节能减排,优化系统运行模式同样非常关键。例如,采用分区控制、温度控制以及变风量控制等方法,可以根据不同的时间和空间需求,合理地调节系统的输出。这些控制策略能够应对室内外环境变化和满足用户的不同需求,从而具有显著优势[5]。
4.7针对调整空调功能
暖通空调运行使用过程中应根据使用习惯和节能原则对其运行进行有效调整。人在睡眠时代谢量会减少30%~50%,对于温度变化的敏感程度下降,可以将暖通空调设定在睡眠状态,这就可以节约20%的电能。不仅如此,也应根据季节变化对暖通空调系统运行状况和功能属性进行有效调整。夏季制冷时可以将暖通空调的温度调整为26~28℃,冬季制热时可以将暖通空调温度调整为20~24℃。根据暖通空调系统功能状况和温度调节情况在其中应用合理节能技术,突出暖通空调系统节能运行效果和能耗管控力度。将各项节能技术应用在暖通空调系统当中,也需要根据暖通空调系统运行状况选择适当制冷剂,在突出节能技术实际应用效果的同时节约暖通空调系统15%~35%的能耗。有效解决暖通空调系统运行过程中节能技术实际应用缺陷,在发挥各项节能技术实际应用价值和综合管控效果的条件下维持暖通空调系统功能合理性和实际运行水平,使得建筑暖通空调系统处于一个节能状态。
4.8优化建筑围护结构设计以提高保温性能
建筑围护结构的保温性能不仅与所选用的隔热材料特性密切相关,而且受到结构形式、厚度、颜色等诸多因素的共同影响。为了充分发挥保温性能,可以针对这些因素采取一系列创新举措来优化建筑围护结构的设计。首先,为了降低热量的传递和损失,可以在围护结构中设置高性能隔热层,并适当加大热阻。这样可以有效地降低热量通过围护结构的速度,从而提高建筑物的保温性能。其次,选择具有浅色或高反射性的表面材料也有助于降低建筑表面的吸收系数,减少热量的吸收和传递。这将有助于降低室内温度的波动,进一步提高建筑物的热舒适度。此外,遮阳设施的设置可以有效地减少太阳辐射热的入射,降低室内的热负荷。通过合理地设计遮阳设施,如遮阳棚、百叶窗、遮阳篷等,可以在不影响采光的前提下,减轻太阳辐射对室内温度的影响。在实际设计中,通风层或空气层的引入也是一种有效的手段。通过设置这些层,可以有效地减缓热传导和对流过程,降低围护结构内外的温差,从而进一步提高建筑围护结构的保温性能。
结束语
综上所述,现代化建筑工程的施工建设中,应注重建筑内部各种设施的健全性,尤其是作为重要组成部分的暖通空调系统。建筑暖通空调系统的设计质量直接影响建筑工程室内环境的舒适度,因此在建筑暖通空调系统的安装过程中,应充分考虑安装工程的成本与建设企业的效益。同时,为了保障建筑暖通空调节能设计获得最佳效果,应积极融入绿色理念,确保建筑暖通空调系统有良好的绿色节能环保特性,从而减少建筑工程对资源与能源的损耗,推动绿色建筑行业的可持续发展。
参考文献
[1]刘圣伟.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用[J].城市住宅,2021,28(09):247-248.
[2]赵恩荣,陈资.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用[J].住宅与房地产,2021,(16):57-58.
[3]王小洋.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用[J].住宅与房地产,2020,(18):53.
[4]王强.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计上的应用分析[J].农家参谋,2020,(04):196.
[5]秦强.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用[J].建材与装饰,2020,(01):144-145.
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