建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)的問(wèn)題與改造方案

黃 嬌

(上饒市城市建設(shè)投資開發(fā)集團(tuán)有限公司，江西 上饒 334000)

1 建筑行業(yè)節(jié)能設(shè)計(jì)必要性

(1)能夠推動(dòng)建筑行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，建筑節(jié)能技術(shù)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用，可以重新規(guī)劃與選擇建筑材料與工藝，通過(guò)使用節(jié)能環(huán)保材料，達(dá)到節(jié)約資源的目的，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

(2)是現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。社會(huì)發(fā)展步伐的加快，人們思想意識(shí)的提升，開始重視環(huán)保節(jié)能。節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用能夠達(dá)到建筑節(jié)能目標(biāo)，解決突發(fā)事件，保證建筑功能，凸顯出建筑的環(huán)保理念，滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰猍1]。

2 建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中的注意事項(xiàng)

在建筑設(shè)計(jì)中，自然通風(fēng)的引入可以達(dá)到很好的節(jié)能減排效果，但自然風(fēng)、垂直風(fēng)也會(huì)產(chǎn)生許多不利因素。當(dāng)熱空氣流上升過(guò)多時(shí)，在冬季，一些建筑物因中庭較高很難達(dá)到隔熱效果時(shí)，熱空氣流將堆積在建筑物的頂部。同時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)暖氣與熱風(fēng)爐水循環(huán)不暢現(xiàn)象，如果內(nèi)部水循環(huán)受到阻礙，就很難將溫度傳送到室內(nèi)，無(wú)法達(dá)到保暖作用[2]。

3 建筑節(jié)能措施在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 建筑節(jié)能措施在屋面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，屋面設(shè)計(jì)是非常重要的一部分，針對(duì)現(xiàn)階段的澆筑來(lái)說(shuō)，屋面隔熱功能非常重要，需要花費(fèi)許多能源來(lái)保證室內(nèi)溫度，這需要在進(jìn)行屋面設(shè)計(jì)時(shí)開展節(jié)能措施，達(dá)到理想的節(jié)能效果，尤其是在夏季和冬季，能夠減少室內(nèi)溫差，降低能源損耗。一般來(lái)說(shuō)，建筑物屋面設(shè)計(jì)運(yùn)用節(jié)能措施，最重要的一點(diǎn)就是注重建筑屋面保溫層，要選擇具有很強(qiáng)密度與吸水性的保溫層材料。

3.2 建筑節(jié)能措施在墻體設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑整體設(shè)計(jì)中，建筑墻代表了相對(duì)較大的區(qū)域部分，目前，在建筑墻體節(jié)能設(shè)計(jì)中，需根據(jù)實(shí)際工程的需要采用復(fù)合墻體的節(jié)能設(shè)計(jì)，需要在原有墻體上添加復(fù)合絕緣子，提高墻體導(dǎo)熱性能。考慮墻體結(jié)構(gòu)與節(jié)能復(fù)合材料所處的位置，將建筑墻體節(jié)能分為墻體內(nèi)保溫技術(shù)與墻體外保溫技術(shù)兩類。墻體外保溫是應(yīng)用較廣泛的節(jié)能設(shè)計(jì)法，符合現(xiàn)代建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要求，在一定程度上促進(jìn)舊建筑的改造[3]。

3.3 建筑節(jié)能措施在門窗設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑門窗在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常用到的節(jié)能措施有以下幾種：首先，分析門窗與墻體所占比例，了解門窗與立面單元比例。其次，要保證門窗具有良好的氣密性，避免冷空氣通過(guò)門窗滲透進(jìn)來(lái)，防止室內(nèi)熱量減少，降低熱量損耗率。一般來(lái)說(shuō)，建筑外墻空氣密度要大于4，玻璃幕墻密度要大于3，另外，加大新型環(huán)保材料的使用力度，充分發(fā)揮出新型環(huán)保材料的作用，減少熱量損失，有效確保門窗的節(jié)能環(huán)保性能。

4 建筑通風(fēng)節(jié)能的相關(guān)問(wèn)題

4.1 風(fēng)量檢測(cè)問(wèn)題

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)主要作用就是通過(guò)輸送空氣介質(zhì)來(lái)達(dá)到輸送能量的目的。在整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)中，各級(jí)分支通道中的氣流是開展節(jié)能檢測(cè)的主要指標(biāo)，系統(tǒng)總風(fēng)量、每個(gè)支管中風(fēng)量偶讀容易受到不同系統(tǒng)部件的影響，例如風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)、閥門段的長(zhǎng)度、管道、局部阻力部件等多個(gè)元件的組合，在實(shí)際使用前必須停止整個(gè)系統(tǒng)，使用后立即檢查，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4.2 風(fēng)管檢測(cè)問(wèn)題

風(fēng)管檢測(cè)作為整個(gè)系統(tǒng)中的輸送線，應(yīng)檢查和測(cè)量系統(tǒng)送風(fēng)管密度和強(qiáng)度，不管是機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管還是其它風(fēng)管，對(duì)密度與強(qiáng)度都有一定的要求，在安裝前，管道進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后要進(jìn)行檢測(cè)，需要采用相應(yīng)的方法來(lái)檢測(cè)風(fēng)管嚴(yán)密性。由于工程進(jìn)度和現(xiàn)場(chǎng)條件的影響，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生超過(guò)變徑管位置和旋轉(zhuǎn)接頭位置漏風(fēng)量超標(biāo)現(xiàn)象，尤其要注意測(cè)量漏氣量，這對(duì)末端風(fēng)口風(fēng)量有非常重要的影響。

4.3 風(fēng)機(jī)檢測(cè)

風(fēng)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)中的主要?jiǎng)恿?yīng)者，可以說(shuō)是系統(tǒng)的“心臟”， 風(fēng)機(jī)正常運(yùn)營(yíng)是保證整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)行的前提?，F(xiàn)階段，常用的風(fēng)機(jī)包含離心式、軸流式等，不同風(fēng)機(jī)所出現(xiàn)的問(wèn)題大體相似，施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)檢測(cè)通常涉及風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)情況， 主要是由于施工期間的接線故障，將紙張、布條以及塑料袋等材料放置在風(fēng)口，觀察這些材料擺動(dòng)方向來(lái)確定氣流的方向，以此確定風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，觀察風(fēng)機(jī)出口處與后續(xù)管連段的連接情況，對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行判斷。在結(jié)合電動(dòng)機(jī)工作原理進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤時(shí)，可以通過(guò)更換三相進(jìn)線中的接線，以此保證風(fēng)機(jī)正常轉(zhuǎn)向[4]。

5 建筑工程中通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)策略

5.1 科學(xué)合理選擇冷熱源

(1)檢查建筑物周圍是否有暖氣片等供熱設(shè)備，如果有這樣的供熱設(shè)備，可以將余熱用作建筑物的供暖計(jì)劃。如果冷凍裝置在周圍環(huán)境中處于良好狀態(tài)，則可選擇該裝置作為建筑物的供冷方案。

(2)如果建筑物附近有更多的天然氣，根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用供電系統(tǒng)來(lái)保證冷熱源穩(wěn)定性，并最大限度提高能源效率。

(3)如果周圍有豐富的地?zé)崤c水資源，可以運(yùn)用這兩種資源作為系統(tǒng)中的冷熱能源，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。我國(guó)在2012年實(shí)施的《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，根據(jù)我國(guó)地域氣候特征，將適應(yīng)性熱舒適模型納入到標(biāo)準(zhǔn)體系中，對(duì)熱舒適評(píng)價(jià)方法有計(jì)算法與圖示法兩種，最常用的是圖示法，其I級(jí)和II級(jí)舒適題干溫度如表1所示。

表1 各氣候區(qū)域非人工冷熱源熱濕環(huán)境I級(jí)舒適題干溫度評(píng)價(jià)方法

式中Top— —體感溫度(℃);

trm— —室外平滑周平均溫度(℃)。

5.2 技術(shù)和組織優(yōu)化

在系統(tǒng)技支持方面，采用德國(guó)水晶大地地源熱泵換氣空調(diào)機(jī)組與新風(fēng)熱泵空調(diào)機(jī)組相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)熱量的有效流動(dòng)，通過(guò)降低室內(nèi)建筑物的溫度來(lái)產(chǎn)生室外熱量，降低建筑物的耗電量。在技術(shù)組織和管理方面，暖通空調(diào)建設(shè)項(xiàng)目的節(jié)能、低碳、減排管理過(guò)程復(fù)雜，需要高水平的專業(yè)知識(shí)，涉及許多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，為了進(jìn)一步增強(qiáng)項(xiàng)目的節(jié)能減排能力和減排管理的影響，避免室內(nèi)裝修的后期維修，及時(shí)組織和調(diào)整不同設(shè)計(jì)專業(yè)和室內(nèi)設(shè)計(jì)合作單位進(jìn)行室內(nèi)裝修，在室內(nèi)裝飾技術(shù)方面，應(yīng)及時(shí)調(diào)整相關(guān)設(shè)計(jì)專業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)[5]。

5.3 體型和結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化

建筑物的體型與結(jié)構(gòu)配置科學(xué)合理對(duì)應(yīng)用自然風(fēng)有一定的影響，要想在保障建筑照明效果良好的基礎(chǔ)上對(duì)單個(gè)建筑物自然通風(fēng)進(jìn)行優(yōu)化，將建筑物與盛行風(fēng)向?qū)ζ?，保證建筑物自然通風(fēng)效果如圖1。由于前一棟建筑會(huì)影響后一棟建筑通風(fēng)效果，個(gè)別建筑應(yīng)根據(jù)整體情況對(duì)建筑的形狀、高度、深度、寬度等進(jìn)行一定的控制。由于室內(nèi)物理環(huán)境的差異性，建筑物開口附近、如窗戶、門洞等，都會(huì)形成氣流的壓力差，當(dāng)建筑物開口兩側(cè)存在壓力差△P時(shí)，其通風(fēng)量可由公式計(jì)算:

式中Q— —流體的體積流量(m3/S)；u— —開口處的流量系數(shù)，與開口特性有關(guān)；F— —開口面積(m2)；P— —流體密度(kg/m3)；Δp— —開口兩側(cè)的壓力差(Pa)。

當(dāng)建筑外表風(fēng)壓強(qiáng)度與風(fēng)向、風(fēng)速、空氣密度等物理因素相關(guān)而且建筑物相對(duì)于主導(dǎo)風(fēng)向的位置，建筑形狀、周圍障礙物都會(huì)影響風(fēng)壓分布，如圖2。建筑外表風(fēng)壓可由公式計(jì)算：

Pw=0.5CpV2

式中Pw——建筑外表面某點(diǎn)風(fēng)壓(Pa)；Cp——風(fēng)壓系數(shù)；P——室外空氣密度(kg/m3);V——風(fēng)速(m/s)。

5.4 智能控制系統(tǒng)的構(gòu)建

要想做好節(jié)能減排，就需要保證通風(fēng)系統(tǒng)工程能源使用率，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)非常重要，智能控制系統(tǒng)的構(gòu)建需要在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上開展，并考慮行業(yè)發(fā)展方向。溫度與濕度作為控制的關(guān)鍵，保證溫度與濕度合理與控制密切相關(guān)。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)快或過(guò)慢，空調(diào)運(yùn)行能耗率很高，可根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況選擇最佳轉(zhuǎn)速，減少能量損失，提高能源利用率。

圖1 建筑物平面、立面及風(fēng)載體型系數(shù)

圖2 高層建筑平均風(fēng)壓阻塞效應(yīng)

5.5 增強(qiáng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)

建筑通風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要考慮方位、建筑間距等要素，要將建筑物與周邊的建筑物聯(lián)系到一起，規(guī)劃好位置，保證通風(fēng)系統(tǒng)中自然通風(fēng)能力，為人們提供舒適的環(huán)境，擁有良好的居住體驗(yàn)。通常情況下，建筑大多是南北朝向，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮這一因素，還要考慮建筑物位置與周圍環(huán)境、風(fēng)向等，進(jìn)行綜合分析，充分改善居民的生活體驗(yàn)。

5.6 改進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

建筑通風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)影響著建筑內(nèi)外氣流與溫度發(fā)散，建筑物朝向與建筑物之間的距離會(huì)影響建筑物通風(fēng)效果，影響到系統(tǒng)節(jié)能，并且建筑物的布局也會(huì)影響到建筑物的通風(fēng)，建筑物的配置方式選擇，哪種方法最適合，需要設(shè)計(jì)人員仔細(xì)檢查。如果建筑物之間的高度不相同，需要將高層建筑放置在迎風(fēng)面靠后位置，然后放置多層建筑，底層建筑放置在前面，這樣可以提高通風(fēng)效果。但由于冬季氣溫低，要解決好通風(fēng)與保溫之間的矛盾，控制好通風(fēng)量，風(fēng)速不要每秒超過(guò)0.1m～0.2m，并且在通風(fēng)之后，及時(shí)進(jìn)行保溫，保證在通風(fēng)期間室內(nèi)溫差變動(dòng)小于5℃，并且在通風(fēng)結(jié)束之后恢復(fù)正常。

5.7 在建筑中推廣使用環(huán)保綠色生態(tài)材料

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑工程運(yùn)行規(guī)律逐漸滿足能量守恒定律，這就需要在設(shè)計(jì)中減少高耗能產(chǎn)品的使用，減少建筑后期使用中的污染物。運(yùn)用生態(tài)材料不僅能夠減少碳排放量，緩解溫室效應(yīng)，還能夠避免破壞臭氧層，保障建筑在達(dá)到使用年限后再次回收與利用，加大資源使用率。另外，運(yùn)用環(huán)保型建筑材料能夠避免污染人們生活空間，為人們提供一個(gè)安全、舒適的環(huán)境。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一些新型材料相繼出現(xiàn)，開始應(yīng)用到建筑通風(fēng)設(shè)計(jì)中，這些新型材料的應(yīng)用能夠提高建筑節(jié)能水平，保證建筑通風(fēng)效果，在一定程度上促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，使用可替代性能源，將其作為常規(guī)建筑能源，降低工程生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染，保證建筑行業(yè)健康發(fā)展。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要加大新能源開發(fā)力度，創(chuàng)新生態(tài)材料在節(jié)能建筑中的應(yīng)用，將節(jié)能設(shè)計(jì)與綠色生態(tài)材料有效結(jié)合。

6 結(jié) 語(yǔ)

通風(fēng)系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)中的重要部分，需要在設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、 滿足人們基本需求。需要從整體節(jié)能環(huán)保目標(biāo)出發(fā)，在保證系統(tǒng)安全性與質(zhì)量以外，優(yōu)化系統(tǒng)各部分，運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)實(shí)際需求，考慮節(jié)能設(shè)計(jì)成本、使用效果及安全性，促進(jìn)建筑行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，帶動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步。