暖通空调系统设计与运行阶段的节能探讨

作者:未知

  【摘要】暖通空调系统是建筑工程的重要组成部分之一,是确保建筑室内环境舒适性的关键。同时,也是建筑中能耗较高的环节。在节能降耗、绿色环保的理念下,应当在暖通空调系统节能设计中,对绿色理念进行合理运用与设计。为此,在接下来的文章中,将围绕暖通空调系统设计与运行阶段的节能方面展开分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
  【关键词】暖通空调;系统设计;运行;绿色节能
  建筑暖通空调系统设计是一项较为复杂的工作,为进一步降低系统能耗,设计人员可在具体工程中,对绿色理念进行合理运用,以此来实现整个系统设计过程的优化,通过各种有效的方法和措施,达到系统节能的目标。同时,绿色理念的应用,还能使暖通空调系统的废气和废物排放量显著减少,有利于自然生态环境的保护。
  1、暖通空调节能设计引入绿色理念的重要意义
  首先,有助于能耗的全面降低。通过对既有建筑的能耗情况进行分析后发现,暖通空调系统的能耗占比呈现出不断上升的趋势,这对于建筑节能十分不利,若是任由该情况继续发展,则极有可能引起能源耗费问题。而在建筑暖通空调系统节能设计中引入绿色理念,可以实现从材料采购、运输、安装直至运行全过程的能耗控制目标,有利于系统能耗的全面降低;其次,有助于减轻周边环境污染。建筑暖通空调系统在进行节能设计的过程中,通过各种节能技术措施的运用,可以使系统的总体能耗随之降低。但是,这一过程可能会对建筑周边环境造成污染和破坏。而绿色理念的引入,能够使暖通空调系统在节能降耗的同时,减少各种污染物的排放,从而达到保护自然生态环境的目的。
  2、绿色理念在建筑暖通空调系统节能运行设计中的运用
  2.1应用清洁能源
  清洁能源和可再生能源是低碳经济积极倡导的能源形式,在暖通空调系统的节能设计中,应融入低碳经济理念,结合建筑资源管理要求,合理采用清洁型和可再生能源。暖通空调系统节能设计应重视太阳能的有效利用,通过设置太阳能集热器将太阳辐射转换为热能,用于水加热、热发电等方面。
  2.2围护结构节能
  建筑暖通空调系统节能设计可利用建筑围护结构增强建筑外墙的保温性能,降低冬季室外低温对室内温度的影响,节约取暖的能源耗费。具体设计时,应当依据GB50189-2015标准中的规定要求,遵循被动节能措施优先的原则,对天然采光和自然通风加以充分利用,结合围护结构保温隔热及遮阳措施,降低建筑用能需要,从而达到节能降耗的目标[1]。
  2.3降低损耗
  在建筑暖通空调系统节能设计中,对绿色理念进行运用时,设计人员必须充分认识到系统输送能源过程所产生的损耗情况。因此,应对能量输送方式进行优化改进,以此来达到降低损耗的目的。在实际设计中,选取高性能的保温材料,借助建筑CAD工具,对能量输送过程进行精确计算,从而降低能源输送中的消耗。
  3、工程应用实例
  某建筑工程为综合办公楼,建筑面积约为1.45万m2,工程所在地的气候特点为夏季炎热、冬季寒冷,该建筑工程在暖通空调系统的初始设计方案中,由中央空调进行采暖和制冷,整个设计方案包含了数百个风盘,由此导致暖通空调系统的能耗过高,与我国提出的节能减排、绿色环保理念相违背。经过研究后,决定对暖通空调系统进行节能设计,并在设计过程中引入绿色理念。
  3.1冷热负荷的計算
  在建筑暖通空调系统设计中,冷热源及其容量、水泵的配置情况、介质输送管道的尺寸等关键技术指标,全都与冷热负荷相关。基于这一前提,在运用绿色理念对本工程中的暖通空调系统进行节能设计时,必须确保冷热负荷的计算准确无误,从而为系统能耗的降低提供保障。在计算冷热负荷时,可从专业的角度出发,对计算方式进行优选。同时,设计人员可结合以往的工程经验,对相关的设计指标进行获取,并运用冷负荷系数法或是谐波反应法计算冷热负荷[2]。
  3.2温度取值
  建筑暖通空调系统节能设计中,需要对室内温度进行合理取值,通常情况下,是按工程所在地的气候条件、地理因素,并综合考虑使用者的需求,确定出一个最佳的温度范围。由于夏季室外温度较高,暖通空调系统需要通过制冷的方式降低室内温度,当室内温度提升1℃时,系统的能耗大约会增加10%左右。而冬季时,因室外温度较低,所以系统需要制热,满足使用者对室内温度的要求,在这一过程中,室内温度每降低1℃,系统制热的能耗会增大8%。为了达到节能的目的,设计人员必须结合各方面资料,对室内的温度值进行合理确定,从而确保系统的运行能耗最低,这样既可以节省能源,还能减少排放,符合节能减排、绿色环保的要求[3]。
  3.3优化水系统
  冷热水系统是建筑暖通空调系统设计的关键环节,为达到预期中的节能目标,应当在冷热水系统的优化设计中引入绿色理念,在节能降耗的过程中体现绿色环保。同时,可在系统节能设计中,对闭环模式进行应用,从而减少系统运行时的总体能耗量。闭式循环又被称之为介质法循环,具体是指介质在封闭的回路中循环,节约冷却时的热量散失。设计人员在运用绿色理念对系统进行节能设计时,必须对工程所在地的气候条件加以了解和掌握,这样才能使设计出来的系统达到节能的目的。如果建筑所在地干旱少雨,则可在暖通空调系统设计中采用冷却塔循环模式,并将系统安装在通风条件良好的区域,由此可提升冷却效果,从而在制冷时降低能耗。同时,应采用变速调节的方法对系统中循环水泵进行控制,以此来降低水泵的运行能耗,并对空调水系统的管路和管径进行合理设计,采取水力平衡措施,使系统并联环路之间的压力损失控制在15%以内,进而达到节能的目的。
  结论:
  简而言之,在建筑工程中,暖通空调系统的能耗较高,为降低该系统的能耗,可在节能设计中引入绿色理念。从分析建筑暖通空调节能设计引入绿色理念的重要意义入手,阐述了绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的运用,最后论述了工程应用实例[4]。
  参考文献:
  [1]万玲青.对基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计的几点探讨[J].建材与装饰,2017(31).
  [2]张艳.对建筑暖通空调系统几项节能设计措施的分析[J].山西建筑,2016,42(19).
  [3]刘递多.暖通空调系统节能设计及施工技术分析[J].绿色环保建材,2018(8):48-50.
  [4]郝立威.楼宇暖通空调系统现状及节能措施[J].建材与装饰,2018(8):152-154.
  作者简介:
  孙佳英(1992.04.01)女,河北省张家口市万全县,助理工程师,研究方向:暖通空调设计,工作单位:北京华茂中天建筑规划设计有限公司;
  刘波(1991.02.17)男,河北省张家口市张北县,助理工程师,研究方向:暖通空调施工,工作单位:北京智慧路通科技有限公司(建谊集团)。
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