夏炜
(昆明理工大学设计研究院,云南 昆明 650051)
实现绿色建筑暖通空调设计的技术探讨
夏炜
(昆明理工大学设计研究院,云南 昆明 650051)
作为整个建筑设计的基本环节,在现如今社会和谐发展与生态环保的时代前提下,绿色建筑暖通空调设计的理念应运而生,并从此逐步展开了关于绿色建筑暖通空调设计方面的方法与技术研讨。立足于绿色建筑暖通空调设计的实际情况,基于对绿色建筑设计的分析,重申了建筑暖通空调的基本设计原则,并对其设计技术的基本要点提出了完善建议。
绿色建筑;暖通空调;节能计算软件;生态环境
随着我国工业和建筑行业的迅猛发展,对生态环境造成了严重的破坏,使得生态环保观念逐渐深入人心,社会开始采取与运用多种强化对策来推动可持续发展。绿色建筑暖通空调设计必须遵循能源节约的可持续发展理念,确保暖通的设计有助于节能环保的实现,并对人们的身心健康有益。需要根据设计技术,依据合理的步骤进行正确设计,实现绿色环保的终极目标。
暖通空调系统作为绿色建筑的重要构成部分,其设计必须体现与遵循绿色建筑的基本节能设计观念。
绿色建筑暖通空调的建造与设计,在选材的时候应当严格符合绿色环保的理念要求,杜绝使用质量较差、不可再生或污染严重的原材料。在设计环节中,应科学地选用绿色材料,实现环保目的和价值,这不仅有利于各种能源的节约,还可以大量减少对生态环境的破坏与污染。在原材料选用的过程中,设计工作人员需要综合考虑不同原材料的回收利用与日常维护情况,甚至运输对环境的影响。这样不仅能有效地控制建筑成本,也能够达到保护生态与节约能源的效果。
绿色建筑暖通空调的设计需要遵循节能型的设计原则,这种设计理念意味着绿色暖通空调系统构建的基本目标,也是使建筑设计走向可持续发展之路的实现途径。我国不可再生资源的开发和利用破坏了生态平衡,严重威胁着自然环境,甚至使自然资源和能源枯竭。
暖通空调系统在通风、采暖和制冷过程中自然会大量耗能。基于此,在设计暖通空调时,必须从方案、设备选型、系统控制等方面充分遵循“节能型”原则,这也是绿色建筑设计理念的关键目标与基本要求。
通常而言,暖通空调在使用环节中,系统会直接将剩余能源排出,这样便造成了大量能源的污染及浪费。所以为充分合理地利用多样化的能源,在暖通空调的设计阶段,工作人员需要严格遵照循环利用的设计原则,对空调系统中未能充分使用的剩余能源进行及时回收或二次使用,这样不仅能科学地提升能源的使用效率,还可以大大减少能源使用的成本,有利于生态环保与可持续发展。
相比于煤炭和石油等传统的自然能源,太阳能不止在供应数量上拥有优势,而且它不会产生有损于自然环境的物质,一举两得。绿色暖通空调的设计建造中,为了达到高效节能的目的,可以将太阳能技术运用于空调的设计当中。在建造的环节中,可以在建筑物具有良好采光性能的墙壁或屋顶区域铺设采光遮板,利用专门的设备把收集到的热量转换成热能,再传输到换热中心处。在热岛传输中心的传送作用下,源源不绝地把热量输送至水循环系统中,凉水在吸收热量之后就产生了取暖的功效。在水压的作用下,热水会被传输至整个管道当中的取暖装置,并达到取暖的效果。太阳能资源取之不尽,用之不竭,具有利于收集使用、无污染的优势。我国太阳能取暖技术的应用技术非常完善,为绿色暖通系统的建造提供了技术借鉴和支撑。
在解决供热和制冷方面,地源热泵技术具备较强的节能经济优势,地源热泵系统仅仅会影响土壤温度,而并不会导致地面下沉或地下水位与水质的下降,是当下对环境影响不大的成熟取热和散热方式。在寒冷区域,为建筑暖通空调系统增设辅助设施,用来提供热量。可以借助并联或串联的形式,结合太阳能与地源热泵的运行为系统提供较多的热量,从而满足人们对建筑物内部的采暖需要。在温度较高的南方地区,可利用冷却塔,通过串联地源热泵的运行供冷和分担一些负荷,在夜间时分带走土壤中积蓄的热量,以便达到降温的目的。同时,地源热泵无需除霜,也相应减少了结霜和除霜造成的热量损失。
冰蓄冷空调是利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中,白天融冰将所储存冷量释放出来,减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量,它代表着当今世界中央空调的发展方向。这一方式的优点在于能源的波段性、灵活利用,在减少经济消耗的情况下达到最佳效果。在发达国家,冰蓄冷技术在空调负荷集中、峰谷差大、建筑物相对聚集区域都普遍推广使用。目前,我国每年新建建筑面积仍是一个巨大的量级,为冰蓄冷技术的推广应用提供了巨大市场,在节电方面带来的贡献是不可低估的。
除去常规、传统的暖通设计软件之外,一些新型开发的计算软件也能对绿色建筑设计带来很大帮助,需要我们的重视和运用,比如全年能耗分析计算软件。不同的建筑形式、朝向、体形系数、窗墙比等因素都会造成各部分能耗的不同,进而影响总能耗。比如,采用能耗软件对一栋50 000 m2的办公楼进行计算,结果表明,全年能耗最高的是照明,接下来依次是夏季空调、办公设备、采暖。这个结果与我们普通的概念还是有很大出入的。因此,该分析软件可以指导我们采取适当的措施,最大限度地节约能耗。
绿色建筑暖通空调的设计应防止高浪费、高污染的现象和状况出现,将绿色理念融入到暖通空调系统的设计中,有效发挥绿色观念和节能技术的有利优势,实现建筑暖通空调的环保、集约建设。绿色建筑的实用性技术可以作为暖通空调设计的突破口,实现建筑行业健康可持续发展的目标。
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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.02.159
2095-6835(2018)02-0159-02
张思楠〕