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摘要:暖通空调系统的节能已不是新兴问题。随着工业化进程的加快和人们对生活质量要求的提高,我国建筑能耗的总量呈逐年上升趋势,而暖通空调系統的能耗在建筑能耗中占有很大比重。本文主要阐述了暖通空调的节能设计原则,提出了暖通空调节能设计方面存在的一些主要问题,并对暖通空调节能设计进行了探讨。
关键词:暖通空调;节能;设计
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号
一、暖通空调节能设计原则
1.1 以节能为原则,以热舒适指标指导工程中的节能设计的实际应用
影响热舒适指标的主要因素是:温度,湿度,风速,劳动强度。通过寻找这四者之间的合适比例,巧妙组合,达到舒适和节能的协调。同时恰当地利用房屋围护结构的热导性,抵抗室外气候的变化,使得房间内产生舒适的微气候。管路系统设计要简单,这样管材消耗量少,而且便于施工,可以达到节省初投资的目的。
1.2 处理好整体和局部的关系,个人与全体兼顾
在一定的条件下,实行集体供暖,无疑会很大的降低能耗,但是也需要注意满足个人需求,不强求全面统一,这样对节能和控制的灵活性均有利。一方面暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控;二是便于实现分户或分室温控的功能。
1.3 满足生活环境中的声、光、色的要求
尽管影响人体舒适的主要因素为舒适环境,但是声、光、色这三者同样是不可忽视的因素。比如人们居住的室内环境以暖色调为主,可以让人们心理上感觉到温暖,从而不必提供较高的室内温度,自然也就避免了能源的消耗。
1.4 利用室内的通风量,控制室内空气品质
节能设计中总的发展趋势是新风量应增大,在这个过程中必然要解决的就是空气的质量问题,消除空气中的细菌、浮游尘埃,臭味等有害人体的物质,通过室内送排风合理的气流组织,从而达到改善空气的品质,改善居住环境,节约能源的目的。
二、暖通空调节能方面存在的一些主要问题
2.1 暖通空调系统在设计管理方面存在问题
暖通空调系统的设计是空调节能的基础,对空调系统的节能效果有着重要的影响。然而,在实际工作中有些设计部门和设计人员并未给予足够的重视,加之我国目前的建筑设计领域还普遍存在以业主为中心的观念,为追求经济效益,盲目赶工期,使得工程设计周期普遍较短,其中一些设计问题并没有得到有效、细致的处理,一些设计单位只求数量,忽视质量,使得按设计施工完的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。此外,缺乏一套完整科学的节能系统评价标准,或者仅以一些单一指标进行节能效果的评价,而且随着节能技术的不断发展,新的技术方案不断涌现,如何科学评价选用这些方案就显得非常迫切。
2.2 在设计中有的设计人员工作不够仔细
设计规范规定,冬季室内空气的设计标准是:盥洗室、厕所不应低于12℃,浴室不应低于25℃。然而,有的公共建筑的厕所、盥洗间(设有外窗、外墙)、住宅建筑的卫生间未设散热器,室内的气温就很难达到规范的要求,不符合设计规范的要求。在住宅建筑的厨房内存在同样的问题,所以在这些容易被忽视的地方同样要设置散热器,以保证室内的温度。
2.3 设计时没有考虑到能源管理的需求
因为“调整优化”概念的缺乏,系统往往不能达到设计要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗监控和分析功能,在一定程度上对运营管理是不利的。同时很多大楼的节能改造,其实只要对系统进行认真的调试使之达到设计功能、将系统的调节控制功能发挥出来,就可以将能耗降下来。但这种“软”改造没有多大的经济收益,所以商业化运作的能源服务公司往往不愿意进行这种改造。
总之,造成暖通设计问题的原因很多,有的是设计人员本身的素质问题,如实际工作经验不足、对规范不熟悉、设计人员责任心不强与工作马虎。其中还有一部分就是有些问题在技术上并没有得到解决,在实际中的应用还不规范,这个问题的解决有赖于相关技术部门的一起努力,实现技术的进步。要杜绝设计工作的失误,首先,要加强设计人员自身的专业知识学习及对规范的学习,与安装人员多交流,掌握第一手的现场资料,根据使用情况,不断改进设计。施工图的审查也是纠正设计中问题的一个重要环节,对提高设计工作质量起到了非常重要的作用。
暖通空调节能设计
3.1 认真进行设计方案的比较和优选
例如对冷热源系统的选择,因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用,还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点,对耗能指标进行分析比较,在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异, 系统应分开设置或分环,以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象,造成不必要的能量损耗。
在设计中应注意考虑节能效果,不能盲目地追求新技术,认为采用最新技术的设计方案就是最佳方案,实际上每种方案都有其适用条件和范围。一种设计方案对于某个工程项目可能是最佳方案,但是对于另外一个工程项目就可能是不可行的方案;也不能认为复杂的方案就是高水平的方案,实际上系统越复杂,通常其设备就越多,不仅投资和运行费用高,系统的可靠性和可控制性也差,节能效果也就相应越低。
总而言之,在确定暖通空调设计方案时,务必结合工程的具体情况, 根据负荷特性、建筑使用功能要求和环境特点等多方面因素,注意从节能角度、全面技术经济分析比较后确定出最佳设计方案, 确保系统运行的经济性与节能性。
3.2 在设计时必须考虑到减少热媒介输送过程中能耗的主要措施
一是在设计要求材料的选用上,可以制定选用保温效果好的新型保温材料对管道进行保温节能,如在设计上采用热水预制保温直埋管等。二是在能量的输送系统管理的设计上,可以选用计算机系统对供暖系统进行全面的水利平衡调试,采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,以便科学有效的实现对管网流量的合理分配和控制,进一步提高输送能量的效率,以达到节能的效果。三是在设计时考虑实用性强的动力传输系统,力求在设计时对动力系统的优选,以保证在实际施工和使用中实现节能的效果。可以选用效率高、部分负荷特性好和大温差、低流速、低比摩阻管道,输送效率高的载能介质的动力设备,这样就可以有效的减少输送过程的能耗,从而提高输送效率,既改善供暖质量又节约能源。
3.3 在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统
根据具体工程建筑的需要,依据技术标准,在设计时应注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异等对系统进行选择和划分,同时要考虑分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理。比如在采暖中散热器宜明装在外墙窗台下,散热器表面涂料及安装形式、南北向房间系统宜采用分环设置等措施。在通风空调系统的设计上,采用不同朝向、内外区系统应分开设置或分环设置,或采用多分区新风机、多分区空调机系统,对内外区分别输送不同参数的风,风量也可分别调节与控制,从而避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象。例如变风量(VAV)系统、变露点送风系统、辐射板供冷与供热系统、变水量系统、水环热泵系统、变制冷剂流量(VRV)系统、多分区新风机、多分区空调机系统等都具有节能的优点,分析环境控制场合的特点和各种系统具有的特点,使二者有最佳的配合,从而达到既经济又节能的目的。在通风空调系统的气流分布模式的设计上,可以选择具有节能优点的气流分布模式,如下送风模式、置换通风模式等。
结束语
随着国内建筑的高速发展,节能的方向已经从工业逐渐向建筑转型。在建筑节能中,暖通空调的节能占据着主要部分,只有加强暖通空调的节能设计,才能根本的解决暖通空调的能耗问题,从而为我国的可持续发展之路奠定基础。
参考文献:
[1]杨春梅.暖通空调与节能设计相关问题的探讨[J].内江科技,2009(01).
[2]王海龙,任云峰.浅谈暖通空调在绿色建筑中的相关技术与发展[J].中国商界(下半月),2008(04).
关键词:暖通空调;节能;设计
中图分类号: TE08 文献标识码: A 文章编号
一、暖通空调节能设计原则
1.1 以节能为原则,以热舒适指标指导工程中的节能设计的实际应用
影响热舒适指标的主要因素是:温度,湿度,风速,劳动强度。通过寻找这四者之间的合适比例,巧妙组合,达到舒适和节能的协调。同时恰当地利用房屋围护结构的热导性,抵抗室外气候的变化,使得房间内产生舒适的微气候。管路系统设计要简单,这样管材消耗量少,而且便于施工,可以达到节省初投资的目的。
1.2 处理好整体和局部的关系,个人与全体兼顾
在一定的条件下,实行集体供暖,无疑会很大的降低能耗,但是也需要注意满足个人需求,不强求全面统一,这样对节能和控制的灵活性均有利。一方面暖通空调系统应保证各个房间的室内温度能独立调控;二是便于实现分户或分室温控的功能。
1.3 满足生活环境中的声、光、色的要求
尽管影响人体舒适的主要因素为舒适环境,但是声、光、色这三者同样是不可忽视的因素。比如人们居住的室内环境以暖色调为主,可以让人们心理上感觉到温暖,从而不必提供较高的室内温度,自然也就避免了能源的消耗。
1.4 利用室内的通风量,控制室内空气品质
节能设计中总的发展趋势是新风量应增大,在这个过程中必然要解决的就是空气的质量问题,消除空气中的细菌、浮游尘埃,臭味等有害人体的物质,通过室内送排风合理的气流组织,从而达到改善空气的品质,改善居住环境,节约能源的目的。
二、暖通空调节能方面存在的一些主要问题
2.1 暖通空调系统在设计管理方面存在问题
暖通空调系统的设计是空调节能的基础,对空调系统的节能效果有着重要的影响。然而,在实际工作中有些设计部门和设计人员并未给予足够的重视,加之我国目前的建筑设计领域还普遍存在以业主为中心的观念,为追求经济效益,盲目赶工期,使得工程设计周期普遍较短,其中一些设计问题并没有得到有效、细致的处理,一些设计单位只求数量,忽视质量,使得按设计施工完的系统不仅投资大,运行能耗也相当惊人,大大超过了国家标准。此外,缺乏一套完整科学的节能系统评价标准,或者仅以一些单一指标进行节能效果的评价,而且随着节能技术的不断发展,新的技术方案不断涌现,如何科学评价选用这些方案就显得非常迫切。
2.2 在设计中有的设计人员工作不够仔细
设计规范规定,冬季室内空气的设计标准是:盥洗室、厕所不应低于12℃,浴室不应低于25℃。然而,有的公共建筑的厕所、盥洗间(设有外窗、外墙)、住宅建筑的卫生间未设散热器,室内的气温就很难达到规范的要求,不符合设计规范的要求。在住宅建筑的厨房内存在同样的问题,所以在这些容易被忽视的地方同样要设置散热器,以保证室内的温度。
2.3 设计时没有考虑到能源管理的需求
因为“调整优化”概念的缺乏,系统往往不能达到设计要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗监控和分析功能,在一定程度上对运营管理是不利的。同时很多大楼的节能改造,其实只要对系统进行认真的调试使之达到设计功能、将系统的调节控制功能发挥出来,就可以将能耗降下来。但这种“软”改造没有多大的经济收益,所以商业化运作的能源服务公司往往不愿意进行这种改造。
总之,造成暖通设计问题的原因很多,有的是设计人员本身的素质问题,如实际工作经验不足、对规范不熟悉、设计人员责任心不强与工作马虎。其中还有一部分就是有些问题在技术上并没有得到解决,在实际中的应用还不规范,这个问题的解决有赖于相关技术部门的一起努力,实现技术的进步。要杜绝设计工作的失误,首先,要加强设计人员自身的专业知识学习及对规范的学习,与安装人员多交流,掌握第一手的现场资料,根据使用情况,不断改进设计。施工图的审查也是纠正设计中问题的一个重要环节,对提高设计工作质量起到了非常重要的作用。
暖通空调节能设计
3.1 认真进行设计方案的比较和优选
例如对冷热源系统的选择,因为暖通空调系统所消耗的能量大部分是冷热源系统中消耗掉的。选择冷热源系统不仅需要考虑它的初投资和运行费用,还应结合当地能源结构和建筑使用功能特点,对耗能指标进行分析比较,在系统形势选择和划分时应注意考虑不同朝向、周边区与内区之间的差异, 系统应分开设置或分环,以便分系统或分环控制和调节。这样可以避免某些区域出现夏季过冷或冬季过热的现象,造成不必要的能量损耗。
在设计中应注意考虑节能效果,不能盲目地追求新技术,认为采用最新技术的设计方案就是最佳方案,实际上每种方案都有其适用条件和范围。一种设计方案对于某个工程项目可能是最佳方案,但是对于另外一个工程项目就可能是不可行的方案;也不能认为复杂的方案就是高水平的方案,实际上系统越复杂,通常其设备就越多,不仅投资和运行费用高,系统的可靠性和可控制性也差,节能效果也就相应越低。
总而言之,在确定暖通空调设计方案时,务必结合工程的具体情况, 根据负荷特性、建筑使用功能要求和环境特点等多方面因素,注意从节能角度、全面技术经济分析比较后确定出最佳设计方案, 确保系统运行的经济性与节能性。
3.2 在设计时必须考虑到减少热媒介输送过程中能耗的主要措施
一是在设计要求材料的选用上,可以制定选用保温效果好的新型保温材料对管道进行保温节能,如在设计上采用热水预制保温直埋管等。二是在能量的输送系统管理的设计上,可以选用计算机系统对供暖系统进行全面的水利平衡调试,采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术,以便科学有效的实现对管网流量的合理分配和控制,进一步提高输送能量的效率,以达到节能的效果。三是在设计时考虑实用性强的动力传输系统,力求在设计时对动力系统的优选,以保证在实际施工和使用中实现节能的效果。可以选用效率高、部分负荷特性好和大温差、低流速、低比摩阻管道,输送效率高的载能介质的动力设备,这样就可以有效的减少输送过程的能耗,从而提高输送效率,既改善供暖质量又节约能源。
3.3 在设计上合理选择采暖、通风与空调相结合的节能系统
根据具体工程建筑的需要,依据技术标准,在设计时应注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异等对系统进行选择和划分,同时要考虑分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理。比如在采暖中散热器宜明装在外墙窗台下,散热器表面涂料及安装形式、南北向房间系统宜采用分环设置等措施。在通风空调系统的设计上,采用不同朝向、内外区系统应分开设置或分环设置,或采用多分区新风机、多分区空调机系统,对内外区分别输送不同参数的风,风量也可分别调节与控制,从而避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象。例如变风量(VAV)系统、变露点送风系统、辐射板供冷与供热系统、变水量系统、水环热泵系统、变制冷剂流量(VRV)系统、多分区新风机、多分区空调机系统等都具有节能的优点,分析环境控制场合的特点和各种系统具有的特点,使二者有最佳的配合,从而达到既经济又节能的目的。在通风空调系统的气流分布模式的设计上,可以选择具有节能优点的气流分布模式,如下送风模式、置换通风模式等。
结束语
随着国内建筑的高速发展,节能的方向已经从工业逐渐向建筑转型。在建筑节能中,暖通空调的节能占据着主要部分,只有加强暖通空调的节能设计,才能根本的解决暖通空调的能耗问题,从而为我国的可持续发展之路奠定基础。
参考文献:
[1]杨春梅.暖通空调与节能设计相关问题的探讨[J].内江科技,2009(01).
[2]王海龙,任云峰.浅谈暖通空调在绿色建筑中的相关技术与发展[J].中国商界(下半月),2008(04).