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摘要:文章对建筑生态环境与暖通空调系统之间的关系进行分析,从暖通空调系统的发展以及建筑生态环境的内涵的角度出发,根据暖通空调的发展状况以及生态建筑的研究水平,提出一些方法,以便对该两者的关系进行更好地协调。
关键词:生态建筑;暖通空调系统;建筑生态环境
所谓暖通空调就是指具备空气调节、通风、采暖功能的空调器。在城市化十分发达、便利的当今,人们对空调的要求已经不仅是对设备温湿度的选择,而是更加注重生态循环,从而在建筑范围内,营造出一种生态环境。对建筑产生影响的如水、声、光、湿、热等等外在事物、环境,指的就是建筑生态环境,环境、人、建筑共生于这种动态的平衡中,其所包含的是为生态理念。为了营造出良好的生态环境,作为人工环境的建筑应去适应,而暖通空调系统的使用恰恰发挥其作用,降低了对生态环境的影响。
1、暖通空调系统
现代城市建筑既对使用者和居住者产生作用,同时也对周围的生态环境产生着作用。人类经过漫长的演变,其建筑形式从最原始的洞穴到现在的高楼大厦,而其使用功能也随之发生相应改变,由最初简单的遮风挡雨、居住功能到当今的图书馆、医院、商业建筑、体能场馆、宾馆、会堂、写字楼、办公楼等等,建筑功能以及形式的发展反映出经济的蓬勃、人们精神生活需求的不断提高、物质生活的丰富多彩、科技的进步、以及社会向前迈进。可以看出,人们不仅对居住环境的舒适度,更对安全、快捷的交通系统,干净、清洁的饮用水系统,使用方便的冷热水系统、宜人的温湿度等等都有着各自的要求与标准。但是,要想逐一将其实现,则必须依靠暖通空调系统。人们对建筑使用功能的诸多要求决定了暖通空调系统的发展。房屋建筑技术的进步和科技的飞速发展推动了暖通空调系统的应用。随着暖通空调应用广泛化、以及建筑生态环境等因素,如何使用暖通空调,而达到一种新的生态的平衡,则是我们现阶段所面临的问题。
2、建筑生态环境
对建筑的存在与发展形成一定影响的外在事物就是建筑生态环境。人类文化的重要组成、同时也是人类最基本活动之一,就是建筑。人们的工作环境、生活环境、生活方式、建筑文化背景之间存在着一定的联系。从本质上来看建筑,其表现出特有的物质形态,人类赖以生存的环境中保护了人工环境,而人工环境中建筑是主体,因此,可以说生态环境与建筑之间的关系密不可分。
建筑环境通常分为室外环境与室内环境。室外环境主要包括声环境、水环境、光环境、湿环境等自然环境,除此之外还包括物理环境、地理环境、人文环境等等。建筑室内环境是直接对人健康和舒适度产生影响的方面,它主要包括建筑室内空间布局、色彩、照明、采光、空气质量、气流组织分布、湿度、温度等等。
3、两者相关性研究
因为建筑物中暖通空调系统发挥的能动性作用,为了更好对环境与建筑之间的关系进行协调,则有效利用了各种方式方法,对建筑生态环境加以营造、改善。而不是仅仅为了减少建筑对环境污染影响,一味地去适应生态环境。
3.1建筑环境影响空调系统
室内的环境必然会受到室外污染的影响,因此,室内环境与室外环境有着必然的联系。通常建筑物一层最容易受到室外环境的影响,VOC含量与距离地面的高度成反比,即楼层越高VOC含量也就越低。大气压、太阳辐射、风速、湿度、温度等是室外计算参数。若参数设定的偏低,则会导致实际工艺的不合理;而非如果设定参数偏高,经济性又不合理,使运行的费用和设备的投资加大。因此,根据不保证率来确定设计参数。另外,还要注意霜冻效应,空气若流入洼地、山谷时,在没有风力作用条件下,如同池水一般,空气也会在低洼处聚积。因此,高层建筑的地下室或底层同样会产生温差的现象,尤其夜间效果更明显。
3.2建筑环境受空调系统作用
3.2.1噪声污染
在暖通空调设备中,产生噪声的噪声源较多,例如:末端设备、各种空调器、空调机组、电机、风机等等,噪声不但对室外的声环境产生影响,更重要的是其会对人的健康、生活、生产产生不良的影响。
3.2.2环境污染
我国电力的供应主要还是依靠煤炭,而煤炭在燃烧时,大量对环境产生破坏的废气也源源不断地产生,这样就会严重污染环境。
3.2.3破坏臭氧层
在大气中,臭氧的含量很少,其为同素异形体,它对大气污染有着非常重要的作用。臭氧层是依靠太阳紫外线而由大气中的氧形成的,臭氧层的形成有效阻止太阳紫外线对人类的伤害。但是,随着环境污染等因素,地球两极臭氧层已经被破坏,面临着地球温暖化的危害,这是全球人类亟需解决的问题。
3.2.4热岛效应
热岛效应主要为城市热岛效应,由金属、石子、混凝土、沥青等热容量大和热传导率大的材料组成了城市下垫面,因此,导致人们无法排出生活释放的以及交通、工业大类余热,降低了空气湿度,城市蒸发降低,加速径流过程,地面风速的减小也增加空气湍流。而如今私家车的逐渐增多也加重了空气污染,PM2.5值的升高严重恶化城市空气质量,降低了城市大气的透明度,使降水、雾、云产生凝结核。
4、协调对策
4.1维护空调系统
对空调系统定期进行维护,有效降低其对环境的影响,对维护空调系统具体分为两点,一是风系统的维护,通过清洗、更换过滤器,来完成对风系统的清洁维护;二是水系统的维护,主要采用物理、化学等方法和手段来对水系统进行清洁和维护。定期向水中投放化学药品,通过人工或自动的方式来实现杀菌和软化水的功效,水中的污垢可使用各种除垢仪进行清除,不仅如此,还应将污水定期排放掉。
4.2开发、应用可再生能源
在尽量节约如天然气、石油、煤等不可再生能源的基础上,积极开发地热、生物能、水能、风能、太阳能等无污染型可再生新能源。要提升可再生能源系统的效率,且提升暖通空调系统利用中的可再生能源的比例。
4.3计算机辅助模拟
在不断变化的环境中,暖通空调系统处于正常运行状态,为了掌握其动态运行效果,在设计时,不仅要预测系统运行过程,还需要对系统运行中不利工况进行考虑。计算机能够模拟热湿过程,进行计算机辅助设计以及对空调系统进行最佳多工况调节等等。
4.4优化利用常规能源
以居民小区的采暖系统为例进行介绍,应将集中供热、热点联产等大型采暖方式向市政管网、城市规模等条件适宜的地区推广。可以将热泵等采暖方式应用与适合低温热源地区。而蓄热技术适合电力峰谷差较大的地区。变频技术适用于风机、泵等动力输送设备上。优化设计热网系统,并加强保温措施。应将温控阀可调节装置和热计量装置等装设与集中供热的采暖末端。
结束语
通过分析,文章总结以下几点:第一、暖通空调系统发挥的作用是非常重要的,在生态平衡的建立方面,其作用是不可代替的。第二、在生态建筑环境的基础上,建筑四周范围内应维持良性生态循环。第三、暖通空调系统与建筑生态环境之间相互影响、相互协调,从而提供更好的服务。
参考文献:
[1]王猛,曹锋,夏春礼,王智忠,卜高选. HFC410A空调系统中两级滑片式膨胀机的实验研究[J].西安交通大学学报,2013(1).
[2]赵在绪,陶陶. 夏热冬冷地区教育建筑生态节能化浅探——以绵阳地区村镇小学为例[J].四川建筑,2010(5).
[3]刘菁,魏宏杨. 建筑生态系统观指导下的小学被动太阳能建筑设计初探[J].建筑节能,2011(3).
[4]曹国庆,张益昭,党宇,牛维乐. 正负压转换手术室净化空调系统设计探讨——《医院洁净手术部建筑技术规范》修订组研讨系列课题之四[J]. 暖通空调,2013(6).
[5]赵天怡,张吉礼,孙德兴. 空调系统并联变频水泵台数在线优化配置方法[J].天津大学学报,2011(3).
关键词:生态建筑;暖通空调系统;建筑生态环境
所谓暖通空调就是指具备空气调节、通风、采暖功能的空调器。在城市化十分发达、便利的当今,人们对空调的要求已经不仅是对设备温湿度的选择,而是更加注重生态循环,从而在建筑范围内,营造出一种生态环境。对建筑产生影响的如水、声、光、湿、热等等外在事物、环境,指的就是建筑生态环境,环境、人、建筑共生于这种动态的平衡中,其所包含的是为生态理念。为了营造出良好的生态环境,作为人工环境的建筑应去适应,而暖通空调系统的使用恰恰发挥其作用,降低了对生态环境的影响。
1、暖通空调系统
现代城市建筑既对使用者和居住者产生作用,同时也对周围的生态环境产生着作用。人类经过漫长的演变,其建筑形式从最原始的洞穴到现在的高楼大厦,而其使用功能也随之发生相应改变,由最初简单的遮风挡雨、居住功能到当今的图书馆、医院、商业建筑、体能场馆、宾馆、会堂、写字楼、办公楼等等,建筑功能以及形式的发展反映出经济的蓬勃、人们精神生活需求的不断提高、物质生活的丰富多彩、科技的进步、以及社会向前迈进。可以看出,人们不仅对居住环境的舒适度,更对安全、快捷的交通系统,干净、清洁的饮用水系统,使用方便的冷热水系统、宜人的温湿度等等都有着各自的要求与标准。但是,要想逐一将其实现,则必须依靠暖通空调系统。人们对建筑使用功能的诸多要求决定了暖通空调系统的发展。房屋建筑技术的进步和科技的飞速发展推动了暖通空调系统的应用。随着暖通空调应用广泛化、以及建筑生态环境等因素,如何使用暖通空调,而达到一种新的生态的平衡,则是我们现阶段所面临的问题。
2、建筑生态环境
对建筑的存在与发展形成一定影响的外在事物就是建筑生态环境。人类文化的重要组成、同时也是人类最基本活动之一,就是建筑。人们的工作环境、生活环境、生活方式、建筑文化背景之间存在着一定的联系。从本质上来看建筑,其表现出特有的物质形态,人类赖以生存的环境中保护了人工环境,而人工环境中建筑是主体,因此,可以说生态环境与建筑之间的关系密不可分。
建筑环境通常分为室外环境与室内环境。室外环境主要包括声环境、水环境、光环境、湿环境等自然环境,除此之外还包括物理环境、地理环境、人文环境等等。建筑室内环境是直接对人健康和舒适度产生影响的方面,它主要包括建筑室内空间布局、色彩、照明、采光、空气质量、气流组织分布、湿度、温度等等。
3、两者相关性研究
因为建筑物中暖通空调系统发挥的能动性作用,为了更好对环境与建筑之间的关系进行协调,则有效利用了各种方式方法,对建筑生态环境加以营造、改善。而不是仅仅为了减少建筑对环境污染影响,一味地去适应生态环境。
3.1建筑环境影响空调系统
室内的环境必然会受到室外污染的影响,因此,室内环境与室外环境有着必然的联系。通常建筑物一层最容易受到室外环境的影响,VOC含量与距离地面的高度成反比,即楼层越高VOC含量也就越低。大气压、太阳辐射、风速、湿度、温度等是室外计算参数。若参数设定的偏低,则会导致实际工艺的不合理;而非如果设定参数偏高,经济性又不合理,使运行的费用和设备的投资加大。因此,根据不保证率来确定设计参数。另外,还要注意霜冻效应,空气若流入洼地、山谷时,在没有风力作用条件下,如同池水一般,空气也会在低洼处聚积。因此,高层建筑的地下室或底层同样会产生温差的现象,尤其夜间效果更明显。
3.2建筑环境受空调系统作用
3.2.1噪声污染
在暖通空调设备中,产生噪声的噪声源较多,例如:末端设备、各种空调器、空调机组、电机、风机等等,噪声不但对室外的声环境产生影响,更重要的是其会对人的健康、生活、生产产生不良的影响。
3.2.2环境污染
我国电力的供应主要还是依靠煤炭,而煤炭在燃烧时,大量对环境产生破坏的废气也源源不断地产生,这样就会严重污染环境。
3.2.3破坏臭氧层
在大气中,臭氧的含量很少,其为同素异形体,它对大气污染有着非常重要的作用。臭氧层是依靠太阳紫外线而由大气中的氧形成的,臭氧层的形成有效阻止太阳紫外线对人类的伤害。但是,随着环境污染等因素,地球两极臭氧层已经被破坏,面临着地球温暖化的危害,这是全球人类亟需解决的问题。
3.2.4热岛效应
热岛效应主要为城市热岛效应,由金属、石子、混凝土、沥青等热容量大和热传导率大的材料组成了城市下垫面,因此,导致人们无法排出生活释放的以及交通、工业大类余热,降低了空气湿度,城市蒸发降低,加速径流过程,地面风速的减小也增加空气湍流。而如今私家车的逐渐增多也加重了空气污染,PM2.5值的升高严重恶化城市空气质量,降低了城市大气的透明度,使降水、雾、云产生凝结核。
4、协调对策
4.1维护空调系统
对空调系统定期进行维护,有效降低其对环境的影响,对维护空调系统具体分为两点,一是风系统的维护,通过清洗、更换过滤器,来完成对风系统的清洁维护;二是水系统的维护,主要采用物理、化学等方法和手段来对水系统进行清洁和维护。定期向水中投放化学药品,通过人工或自动的方式来实现杀菌和软化水的功效,水中的污垢可使用各种除垢仪进行清除,不仅如此,还应将污水定期排放掉。
4.2开发、应用可再生能源
在尽量节约如天然气、石油、煤等不可再生能源的基础上,积极开发地热、生物能、水能、风能、太阳能等无污染型可再生新能源。要提升可再生能源系统的效率,且提升暖通空调系统利用中的可再生能源的比例。
4.3计算机辅助模拟
在不断变化的环境中,暖通空调系统处于正常运行状态,为了掌握其动态运行效果,在设计时,不仅要预测系统运行过程,还需要对系统运行中不利工况进行考虑。计算机能够模拟热湿过程,进行计算机辅助设计以及对空调系统进行最佳多工况调节等等。
4.4优化利用常规能源
以居民小区的采暖系统为例进行介绍,应将集中供热、热点联产等大型采暖方式向市政管网、城市规模等条件适宜的地区推广。可以将热泵等采暖方式应用与适合低温热源地区。而蓄热技术适合电力峰谷差较大的地区。变频技术适用于风机、泵等动力输送设备上。优化设计热网系统,并加强保温措施。应将温控阀可调节装置和热计量装置等装设与集中供热的采暖末端。
结束语
通过分析,文章总结以下几点:第一、暖通空调系统发挥的作用是非常重要的,在生态平衡的建立方面,其作用是不可代替的。第二、在生态建筑环境的基础上,建筑四周范围内应维持良性生态循环。第三、暖通空调系统与建筑生态环境之间相互影响、相互协调,从而提供更好的服务。
参考文献:
[1]王猛,曹锋,夏春礼,王智忠,卜高选. HFC410A空调系统中两级滑片式膨胀机的实验研究[J].西安交通大学学报,2013(1).
[2]赵在绪,陶陶. 夏热冬冷地区教育建筑生态节能化浅探——以绵阳地区村镇小学为例[J].四川建筑,2010(5).
[3]刘菁,魏宏杨. 建筑生态系统观指导下的小学被动太阳能建筑设计初探[J].建筑节能,2011(3).
[4]曹国庆,张益昭,党宇,牛维乐. 正负压转换手术室净化空调系统设计探讨——《医院洁净手术部建筑技术规范》修订组研讨系列课题之四[J]. 暖通空调,2013(6).
[5]赵天怡,张吉礼,孙德兴. 空调系统并联变频水泵台数在线优化配置方法[J].天津大学学报,2011(3).