基于綠色理念的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)思路及運(yùn)用

謝輝

【摘要】現(xiàn)階段，在建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，生態(tài)環(huán)境受到了較大的破壞，基于國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，綠色建筑逐漸興起。暖通空調(diào)是綠色建筑中的能源消耗大戶，因此在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中需要遵守節(jié)能減排的理念，確?？照{(diào)設(shè)計(jì)與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相符合，實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約。

【關(guān)鍵詞】綠色理念;建筑暖通空調(diào);系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)思路;運(yùn)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.135

暖通空調(diào)系統(tǒng)是集采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三大功能為一體的系統(tǒng)裝置，其可以調(diào)控室內(nèi)溫濕度，讓室內(nèi)環(huán)境變得更加舒適宜人，為人們的學(xué)習(xí)、工作和生活營(yíng)造良好環(huán)境，從而深受廣大社會(huì)公眾的青睞。然而從暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用現(xiàn)狀來看仍然存在一些不足之處，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能量損耗居高不下，智能化水平較低，難以體現(xiàn)出暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)所在。為了打破這一局面，需要智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員能夠基于建筑、結(jié)構(gòu)和實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制策略、控制權(quán)限、控制網(wǎng)絡(luò)等實(shí)施全面優(yōu)化，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)分項(xiàng)的精準(zhǔn)控制，最大程度地利用好自然資源，適時(shí)地調(diào)節(jié)溫濕度和送風(fēng)量，暖通空調(diào)系統(tǒng)將能夠切實(shí)滿足智能建筑運(yùn)行需求。

1、暖通節(jié)能空調(diào)的設(shè)計(jì)原則

實(shí)現(xiàn)暖通節(jié)能空調(diào)的設(shè)計(jì)需要遵循以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)原則。首先，暖通節(jié)能空調(diào)設(shè)計(jì)所遵循的基本原則為節(jié)能。在對(duì)空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo)指標(biāo)以熱舒適度為準(zhǔn)。在空調(diào)熱舒適度指標(biāo)中，影響因素有多個(gè)方面，如溫度、空氣、濕度、勞動(dòng)強(qiáng)度、輻射溫度等。通過對(duì)空調(diào)以上方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，能夠在確保空調(diào)熱舒適度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)能源的節(jié)能。通過對(duì)空調(diào)所處建筑物的導(dǎo)熱性進(jìn)行調(diào)查，對(duì)室外溫度變化進(jìn)行及時(shí)感應(yīng)，確保室內(nèi)溫度的舒適程度。另外，在相應(yīng)空調(diào)設(shè)計(jì)管路上可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化型設(shè)計(jì)，確保好材料與投資，節(jié)約成本。其次，暖通節(jié)能空調(diào)的設(shè)計(jì)原則需要滿足日常生活環(huán)境的要求。除了必要的舒適溫度，環(huán)境的舒適程度同樣能夠?qū)θ梭w的舒適性造成影響。因此在進(jìn)行暖通節(jié)能空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，可以從環(huán)境的光線、聲音以及相應(yīng)的空調(diào)外形、色彩上與整個(gè)環(huán)境進(jìn)行搭配。再次，空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)要正確處理局部與整體之間的關(guān)系。例如，在北方，冬季大多采取集體供暖的方式，該方式不僅能夠確保能源的消耗，同時(shí)還能提升能源的利用率。因此，在確保集體供暖的前提下，使用暖通節(jié)能空調(diào)設(shè)計(jì)可以從以下兩個(gè)方面考慮：第一，考慮空調(diào)對(duì)應(yīng)的獨(dú)立房間內(nèi)的溫度;第二，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的熱量能夠?qū)崿F(xiàn)分戶分室的分擔(dān)。最后，暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)要確保對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的保障。暖通節(jié)能空調(diào)當(dāng)前的設(shè)計(jì)趨勢(shì)以通風(fēng)量大為主，在此過程中，需要解決一定的空氣質(zhì)量問題。對(duì)室內(nèi)氣流進(jìn)行合理的排風(fēng)處理與設(shè)計(jì)，能夠在保障空氣質(zhì)量的同時(shí)大大減少資源的浪費(fèi)。

2、綠色理念的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)思路及運(yùn)用

2.1空調(diào)負(fù)荷設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于不同類型的民用高層建筑，冷負(fù)荷參數(shù)的設(shè)置也是存在差異性的，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，工程設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)方案中的參數(shù)經(jīng)常會(huì)與建筑空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際裝機(jī)容量存在出入，這樣一來會(huì)導(dǎo)致建筑空調(diào)系統(tǒng)的投入成本顯著增加，而之所以會(huì)出現(xiàn)這種問題，主要原因可能源于以下兩點(diǎn)。首先，工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行符合參數(shù)設(shè)置的時(shí)候只是單獨(dú)應(yīng)用了系統(tǒng)負(fù)荷指標(biāo)進(jìn)行估算，這種計(jì)算方式很容易導(dǎo)致系統(tǒng)制冷機(jī)的裝機(jī)容量計(jì)算結(jié)果偏高，最終使得系統(tǒng)的投入成本增加，提升系統(tǒng)能耗，與此同時(shí)還會(huì)對(duì)系統(tǒng)的冷機(jī)效率造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。第二，如果工程設(shè)計(jì)人員進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時(shí)候綜合考量了多種安全系數(shù)，會(huì)使得空調(diào)系統(tǒng)的單位制冷面積不符合設(shè)計(jì)規(guī)范，導(dǎo)致系統(tǒng)冷負(fù)荷概算出現(xiàn)誤差，這樣一來，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中單位制冷面積中產(chǎn)生的冷風(fēng)量也會(huì)嚴(yán)重超標(biāo)。立足于全年設(shè)計(jì)視角可知，建筑負(fù)荷的持續(xù)峰值一般時(shí)間比較短，相應(yīng)的冷機(jī)負(fù)荷率在大多數(shù)時(shí)間段都會(huì)處于相對(duì)較低的狀態(tài)，COP本身也相對(duì)較低。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)暖通空調(diào)負(fù)荷計(jì)算書的數(shù)值進(jìn)行設(shè)備的選型，以便滿足日常的基本使用規(guī)定和要求。

2.2優(yōu)化控制權(quán)

通常情況下，BAS系統(tǒng)運(yùn)用集中管理的方法對(duì)智能建筑內(nèi)部溫濕度和風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是考慮到智能建筑不同房間用戶對(duì)溫度要求有著一定區(qū)別，而DDC控制器并不具備分項(xiàng)控制功能，建筑用戶對(duì)環(huán)境溫濕度提出的個(gè)性化要求無法得到滿足，將會(huì)影響到他們的生活品質(zhì)。所以需要對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的控制權(quán)加以優(yōu)化，按照實(shí)際需求配置足夠數(shù)量的設(shè)備，借助VRV控制面板對(duì)各個(gè)房間進(jìn)行采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)的差異化控制，可以促使暖通空調(diào)系統(tǒng)更具實(shí)用性，給建筑用戶帶來極大的便利，未來這種新型控制理念必然會(huì)在智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用。

2.3水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

為了降低暖通空調(diào)設(shè)備能耗，控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能控制，具體可以采用以下技術(shù)方案：①采用變頻調(diào)速取代冷卻水回路中的調(diào)節(jié)閥，在部分負(fù)荷下，將冷卻水流量在一定范圍內(nèi)降低，輔以冷卻塔風(fēng)機(jī)的開關(guān)控制或變速驅(qū)動(dòng)，將大大降低冷卻水系統(tǒng)的能耗;②根據(jù)不同制冷方式的冷水機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)，可采用不同的控制策略，對(duì)冷卻水泵進(jìn)行控制，以達(dá)到最佳的節(jié)能運(yùn)行工況;③使冷凍水變流量控制，可以有效地降低空調(diào)系統(tǒng)提供單位制冷量的運(yùn)行成本，因此，本工程制冷采用二次泵變流量系統(tǒng)，在水回路中廣泛采用二次泵變流量系統(tǒng)，以降低冷凍水回路的運(yùn)行成本主泵系統(tǒng)用于直接改變蒸發(fā)器中的冷凍水流量。

2.4地源熱泵技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的主要原理為將建筑周邊地層中所分布的地?zé)豳Y源作為主要供熱、制冷能源。在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，僅需輸入一定的高品位電力能源，系統(tǒng)即可將熱泵所采集地?zé)豳Y源轉(zhuǎn)換為高溫?zé)嵩?，從而起到建筑暖通供熱效果。即使是在炎熱的夏季，系統(tǒng)也可以持續(xù)提取建筑室內(nèi)空間所釋放的熱量，完成冷系統(tǒng)、余熱系統(tǒng)之間的功能性轉(zhuǎn)換操作，將多余熱量向建筑周邊地層中釋放，起到控制地層溫度均衡的作用。根據(jù)地源熱能采集方式，可以將地源熱泵系統(tǒng)細(xì)分為地埋管地源熱泵、地下水地源熱泵、地表水地源熱泵。此外，在采取地源熱泵技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可選擇構(gòu)建配套的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，根據(jù)用戶需求控制所轉(zhuǎn)換高溫?zé)嵩吹木唧w溫度，確保可以滿足用戶個(gè)性化使用需求。同時(shí)，采取防漏保護(hù)措施可以避免地源熱泵系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中出現(xiàn)泄露安全事故。在我國(guó)北方區(qū)域，由于氣溫溫度較低，地源熱泵系統(tǒng)很難從地層中采集到充足的地?zé)豳Y源，因此應(yīng)額外設(shè)置輔助供熱設(shè)備。

結(jié)語(yǔ)：

隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)建筑節(jié)能環(huán)保屬性、暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量提出了更高的要求在當(dāng)下實(shí)現(xiàn)暖通節(jié)能空調(diào)設(shè)計(jì)是確?？照{(diào)節(jié)能及建筑節(jié)能的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)不僅可以在一定程度上降低能源的消耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)還符合我國(guó)當(dāng)前綠色可持續(xù)發(fā)展道路的國(guó)策要求。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要在堅(jiān)持節(jié)能設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上結(jié)合空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則，根據(jù)我國(guó)發(fā)展實(shí)際情況提出針對(duì)性的暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方案，提高能源利用率，降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]程朝陽(yáng).基于綠色理念的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)思路及運(yùn)用[J].綠色科技，2020（8）：182-183.

[2]劉超，趙天怡，張吉禮，等.基于建筑信息模型的建筑熱工系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析[J].暖通空調(diào)，2016，46（3）：27-32.

[3]姜新豐，曹利明，邱曉楓.綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（11）：70.

[4]金香菊.建筑節(jié)能中暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和技術(shù)優(yōu)化措施研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（2）：58-59.

[5]楊麗萍.公共綠色建筑中的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)分析[J].工程技術(shù)研究，2020，5（13）：202-203.