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绿色建筑暖通空调设计的技术浅谈

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  【摘 要】绿色建筑能够充分的利用能源、材料,而且会在不影响环境产生的基础上,保证居住人员的身心更加的健康,使“绿色环保”理念与“可持续发展”的观念充分体现出来。绿色建筑中的暖通空调技术扮演着的角色非常重要,如何使暖通空调作用得到充分发挥,给居住人员创造的室内环境更加良好则是当前暖通技术人员比较关注的问题。在此基础上,本文就进一步阐述了绿色建筑的基本内容,然后对绿色建筑中的绿色节能暖通空调技术更加细致的探讨,希望能起到一定的参考作用。
  【关键词】暖通空调;绿色建筑;节能环保
  1绿色建筑的基本内容
  绿色建筑即是在建筑的全生命周期内,充分利用可再生能源、节约资源、亲和自然,并在不破坏环境的前提下,为人们提供舒适、健康室内环境的节能减排建筑。绿色建筑注重与自然和谐共生,坚持“可持续发展”与“绿色环保”等理念,是集低能耗、节能环保、健康舒适等为一体的建筑。当前,利用主动与被动式的建筑节能方式,能够显著提高建筑能源利用率,改善室内环境质量。其中,被动式方法主要是充分利用建筑的自身优势,通过改变朝向、合理布置建筑周围环境等,实现建筑物冬暖夏凉的效果;而主动式方法主要是通过借助暖通设备,实现对能源的采集、储存与利用,该方式能够充分利用自然环境的优势,为人们提供舒适的室内环境。
  2绿色建筑中的绿色节能暖通空调技术
  2.1被动式方式
  利用被动式的方式提高室内生态环境,主要是通过合理布置建筑朝向与周围环境,科学选择建筑材料与结构等,有效调节太阳能辐射、处理自然通风,使日光、热能、空气流等仅在合理、有益的时间进入建筑室内,实现对热、冷空气的良好储存与合理分配,使建筑物能够充分利用自然资源,实现“冬暖夏凉”。
  (1)控制太阳辐射。太阳辐射对于建筑暖通空调技术而言有利也有弊:首先,提高太阳光进入室内的辐射量,可以充分利用太阳辐射热能,减少冬季暖通空调的采暖负荷,并能充分利用昼光照明,降低室内电气照明的能耗。但是在夏季,太阳辐射量的增加又会导致室内日间空调冷负荷升高。因此,必须对太阳能辐射能量进行有效控制。
  首先,选择节能玻璃。优先选择双层玻璃、Low-E玻璃、镀膜玻璃,使可见光能够顺利穿过,并对长波辐射进行有效遮挡,提高温室效应。其次,应用内置百叶技术。双层玻璃夹层中空腔安装百叶,百叶的角度可通过光电或磁力控制而发生改变,从而对直射光进行有效遮挡,并使可见的散射光通过。另外,布置建筑外遮阳板。将外遮阳板结合太阳能电池,起到降低室内空调负荷的目的,同时为室内提供照明能源,实现了照明与空调负荷的有效协调。
  (2)利用自然通风。自然通风涉及因素较多,因此,比较难以实现有组织的自然通风。但是,可通过利用计算流体力学软件与能耗分析软件,并借助于先进的自动控制系统,使自然通风简单易行。在过渡季节,有组织的自然通风能够为室内提供新鲜空气,并有效降低室内温度。同时,在高温天气时,充分利用夜间进行自然通风,使建筑围护结构与室内家具的蓄热量得到有效降低,从而使白天空调的启动负荷大大降低。实践发现,在夜间进行充分的室内通风,能够使白天室内的温度降低至2~4°。对于外窗无法开启或双层、三层的玻璃幕墙,可通过间接自然通风,将室内空气引入双层玻璃的夹层,然后排放到室外。比如厦门第一个绿色三星建筑海沧生态花园住宅项目的超高层住宅,外飘窗正面采用三玻两腔内置百叶玻璃,侧面采用开启式双层中空玻璃,玻璃均为高透型Low-E玻璃。既控制了太阳辐射,又可以自然通风。
  2.2主动式方式
  建筑规模的日趋复杂,使得很多建筑气候区无法通过被动式方式保持良好的室内环境。因此,就需要借助相关的机械设备、电气设备,使室内保持良好的生态环境。
  (1)置换式通风系统。置换式通风系统中,新鲜空气通过调整后,通过利用下送风或顶回风的方式送入室内工作区,然后在密度差的作用下,使得冷气流由于较大的密度而向下流动,并在地板区域的位置形成温度适宜、空气清新的空气湖,热气流(向上)与冷气流(向下)形成对流气流向上部运动,并在房建顶部的排风口处排出室外。根据羽流原理,室内流场分成了下部低温单向流动区以及上部紊流混合区,上下两个区域形成一个热力分层高度,而通过合理控制这一高度值,就能使室内的空气质量得到保障,实现建筑的节能降耗功效。在进行置换通风系统的安设时,应注意符合以下几个要求:首先,置换通风器附近不能有体积较大的障碍物影响送风;其次,置换通风器较宜靠外墙或者是外窗的位置;另外,冷负荷较高的情况下,应根据要求安设多个置换通风器;此外,室内置换通风器的安设时,整体布局应与室内的整体空间相互协调。
  (2)冷辐射吊顶系统。冷辐射吊顶系统主要是利用铜盘管内循环的冷水和热水,对室内的人们、地面、墙面以及电气设备等提供冷热辐射,实现对室内温度的调节,并达到制冷或供暖的效果,并由独立的新风系统满足室内的通风换气需要。冷辐射吊顶系统搭配独立新风系统,能够合理控制室内湿度,提高室内舒适度,并能有效缓解冷辐射吊顶系统的室内空气结露问题,因此,合理搭配新风系统就显得尤为重要。在夏季工况时,将比常规温度稍高的冷水即高温冷水,温度约为16℃~18℃,通入辐射板铜盘管管网格栅,使得吊顶板的温度处于较低的状况,并通过辐射的作用抵消室内的热量,以为人们提供较为舒适的室内环境。在冬季工况时,将比常规温度稍低的热水即低温热水,温度约为35~40℃,通入铜盘管管网格栅,使得吊顶板的温度处于较高的状况,并为室内传递热量,达到取暖的效果。
  在应用冷辐射吊顶系统时,应严格注意以下几点问题:首先,应用冷辐射吊顶系统的建筑,应做好室内的遮阳避免太远辐射影响辐射空调的效果;其次,我国南方地区温度高、气候潮湿,因此,必须采取合理的措施防止吊顶板结露;另外,合理组织通风,控制室内空气流速,以提高室内人员的舒适度。
  (3)地源热泵空调系统。地源热泵技术是通过对浅层地热能源的合理利用,来实现建筑暖通空调的冬季采暖或夏季制冷功能。主要分为两种模式:首先,供暖时,热泵机组通过埋设的水路循环吸收浅层水体或土壤的热能,转移地下热能至室内,实现室内冬季采暖;其次,制冷时,热泵机组将室内的热量吸收并通过水路循环转移至地下水或土壤中,并通过风机盘管,向室内提供13℃的冷风,以实现夏季的制冷效果。据统计,良好的地源热泵空调系统,能够为用户节约30%~40%的采暖制冷空调的运行费用。并且,地源热泵能够一机多用,为用户提供采暖、制冷的同时,还能够为用户提供生活热水,COP值高达4.0以上。目前,新型地源热泵技術还可充分利用当地海洋资源,推广海水源热泵技术,从而解决目前面临的能源危机问题。
  3结语
  暖通空调技术对于提升绿色建筑的能源利用率、降低空调能耗、提高实用性、推动节能减排而言意义重大。而在当前绿色建筑暖通空调系统施工中,如何在节约能源、保护环境的基础上,满足人们对室内环境舒适度的要求,这就需要广大技术人员不断努力加紧研究,并遵循“以人为本”、“节能环保”的原则,实现绿色建筑的可持续发展。
  参考文献:
  [1]杜运坡.绿色建筑中暖通空调节能技术的应用初探[J].中国科技投资,2018(15):53.
  [2]魏晓真.暖通空调技术在绿色建筑中的应用研究[J].中国房地产业,2018(8):81.
  (作者身份证号码:411122198412230118)
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