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摘要:文章结合当前暖通空调系统在节能方面存在的问题,就如何实现节能建筑暖通空调系统节能的途径进行了论述,以供同仁参考。
关键词:节能建筑;暖通空调系统;节能;问题;途径
中图分类号: TU201.5 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
随着我国城市经济建设和城镇化的快速步伐,以及人们对室内热舒适环境的客观需求,给建筑能耗带来了巨大的压力。目前建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上,有些地区已经接近40%。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%,且在逐年上升,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。對这些能源的大量使用。使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题。随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加,酸雨现象频繁发生,对生态环境和可持续发展造成很大影响。因此,在暖通空调系统中考虑节能意义重大。文章结合当前暖通空调系统在节能方面存在的问题,就如何实现节能建筑暖通空调系统节能的途径进行了论述,以供同仁参考。
二、当前暖通空调系统在节能方面存在的问题
(1)规划设计方面。建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素:辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响,通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
(2)运行管理方面。在实际中,有些单位认为设计施工达标完成就可以了,因
此不注意对暖通空调操作人员的培训,使得很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识,导致在系统实际运行中不懂得根据人员的变化、室外参数的变化和实际负荷进行相应的调节,即使进行调节,也具有随意性和滞后性,由此造成
大量的能量浪费。据调查,同样一套系统,管理人员不同,系统的能耗大不相同,有的甚至相差50%以上。
三、实现节能建筑暖通空调系统节能的途径
(1)改善建筑维护结构及其保温性能,减少冷热损失。对于相同体积的建筑物,建筑物体形系数(S=F/V)越大,则其外表面积越大,通过围护结构的传热越多,空调冷负荷也越大。为节能起见,在建筑设计时应尽量控制S,如果出于造型和美观的要求需要采用较大S时,应尽量增加围护结构的热阻。从建筑物的围护结构、墙、楼板、屋盖、地板等)传入室内的热量中,外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大。因而要尽量减少外窗面积,并采取有效的遮阳措施,如选用特种玻璃、双层玻璃和窗帘或遮阳板等。对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。合理控制窗墙比。窗墙面积比是影响建筑围护结构节能的主要因素。应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比,一般北侧不大于25%,南侧不大于35%,东、西侧不大于30%。采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。在经济条件允许的前提下,采用墙体保温材料对其进行保温处理。采用气密性好的门窗以减少空调房间冷热量渗漏,通过改进门窗结构.提高门窗气密性,可有效防止室内热量的散失。其中,加设密闭条是提高门窗气密性的有效手段。
(2)采用变频调速技术进行节能。输配系统承担的任务是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到房间。与住宅和一般性非住宅建筑不同,特别是大型公共建筑在暖通空调电力消耗中,60~70%由输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这是导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一,目前建筑系统中风机水泵的电力消耗包括集中供冷(热)系统水泵电耗约占我国城镇建筑运行电耗的10%以上,而这部分电耗有可能降低60~70%。因此,也应是建筑节能的重点,尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
(3)减少输送系统的动力能耗。动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能,采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗:①水系统采用大温。差加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差可以减少水量,以降低其输送能耗,同时可以减小管径,节约初投资。②低流速。水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比,采用低流速能取得较好的节能效果,且有利于提高水力工程的稳定性。③采用输送效率高的载能介质。一般情况下,用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小,且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管。所占空间相应也小得多。
(4)通过新型节能舒适健康的空调方式,调整室内热湿环境参数。空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。因为影响人体热舒适性的环境参数众多。不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。
(5)开展冷热回收利用的研究运用工作,实现能源的最大限度利用。所谓热回收系统就是回收建筑物内外的余热/冷或废热/冷,并把回收的能量作为供热/冷或其它加热设备的热源而加以利用的系统。一方面,利用有效的装置从排风所带走的能量中回收部分能量用来处理新风,可以节约本来由制冷或制热机组负担的新风负荷,提高空调系统的效率。另一方面,建筑房间内按设计标准要求需要补充新鲜空气,一些普通的高层建筑空调中,夏季新风负荷就占空调总负荷的30%以上,而对如医院、商场、剧院、体育馆等人员密集的地方,新风的需求量则更大,有的甚至要求全新风,利用回收的热量对新风进行预冷/预热是节约能源的有效措施。
(6)运行管理中的节能控制。运行管理对空调系统节能有很重要的作用。空调系统运行中的节能控制,可以一定程度弥补由于管理模式或能源设计本身不合理的缺陷,加强对设备运行的控制能力,使能源更加合理、精确地消耗。这种运行管理中的节能控制手段,理想的是通过完善的楼宇自控系统完成,楼宇自控系统的主要功能是对建筑物内各类设备(包括机电设备和专用设备)的监视、控制、测量、管理,以求做到使设备运行安全、可靠、节省能源、节省人力。借助于楼宇自控系统,可实现建筑运行的节能管理。
四、结语
综上所述,建筑节能不仅是一项技术综合课题,也是巨大的社会课题。我国政府已经认识到建筑节能是解决今后能源紧缺问题的有效途径之一。为挖掘建筑节能的最大潜力,需要从技术研究、施工检验、政府审计评估,甚至人民节能意识等各方面努力才能得以实现。
参考文献
[1]涂逢祥,王庆一.我国建筑节能现状及发展[J].保温材料与建筑节能,2004.7: 40~42.
[2]刘东.转轮除湿供冷空调系统的研究[D].上海: 同济大学,2003.
关键词:节能建筑;暖通空调系统;节能;问题;途径
中图分类号: TU201.5 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
随着我国城市经济建设和城镇化的快速步伐,以及人们对室内热舒适环境的客观需求,给建筑能耗带来了巨大的压力。目前建筑能耗已经占据社会总能耗的27%以上,有些地区已经接近40%。而在建筑能耗里,用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%-50%,且在逐年上升,这势必造成能源供求矛盾的进一步激化。對这些能源的大量使用。使得地球资源日益匮乏,同时也带来严重的环境问题。随着二氧化碳、氮氧化物、硫化物、烟尘等的排放增加,酸雨现象频繁发生,对生态环境和可持续发展造成很大影响。因此,在暖通空调系统中考虑节能意义重大。文章结合当前暖通空调系统在节能方面存在的问题,就如何实现节能建筑暖通空调系统节能的途径进行了论述,以供同仁参考。
二、当前暖通空调系统在节能方面存在的问题
(1)规划设计方面。建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面,规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境,有利于节能,充分重视和利用太阳能冬季主导风向、地形和地貌,利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素:辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响,通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造,形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
(2)运行管理方面。在实际中,有些单位认为设计施工达标完成就可以了,因
此不注意对暖通空调操作人员的培训,使得很多操作人员不具备必要的暖通空调基本理论常识,导致在系统实际运行中不懂得根据人员的变化、室外参数的变化和实际负荷进行相应的调节,即使进行调节,也具有随意性和滞后性,由此造成
大量的能量浪费。据调查,同样一套系统,管理人员不同,系统的能耗大不相同,有的甚至相差50%以上。
三、实现节能建筑暖通空调系统节能的途径
(1)改善建筑维护结构及其保温性能,减少冷热损失。对于相同体积的建筑物,建筑物体形系数(S=F/V)越大,则其外表面积越大,通过围护结构的传热越多,空调冷负荷也越大。为节能起见,在建筑设计时应尽量控制S,如果出于造型和美观的要求需要采用较大S时,应尽量增加围护结构的热阻。从建筑物的围护结构、墙、楼板、屋盖、地板等)传入室内的热量中,外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大。因而要尽量减少外窗面积,并采取有效的遮阳措施,如选用特种玻璃、双层玻璃和窗帘或遮阳板等。对于暖通空调系统而言,通过维护结构的空调负荷占有很大比例,而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小,亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。合理控制窗墙比。窗墙面积比是影响建筑围护结构节能的主要因素。应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比,一般北侧不大于25%,南侧不大于35%,东、西侧不大于30%。采用新型墙体材料与复合墙体围护结构。在经济条件允许的前提下,采用墙体保温材料对其进行保温处理。采用气密性好的门窗以减少空调房间冷热量渗漏,通过改进门窗结构.提高门窗气密性,可有效防止室内热量的散失。其中,加设密闭条是提高门窗气密性的有效手段。
(2)采用变频调速技术进行节能。输配系统承担的任务是将冷热量及新风从制冷站或空调机房输送到房间。与住宅和一般性非住宅建筑不同,特别是大型公共建筑在暖通空调电力消耗中,60~70%由输送和分配冷量、热量的风机、水泵所消耗。这是导致此类建筑能源消耗过高的主要原因之一,目前建筑系统中风机水泵的电力消耗包括集中供冷(热)系统水泵电耗约占我国城镇建筑运行电耗的10%以上,而这部分电耗有可能降低60~70%。因此,也应是建筑节能的重点,尤其是大型公共建筑节能的主要途径。
(3)减少输送系统的动力能耗。动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能,采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗:①水系统采用大温。差加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差可以减少水量,以降低其输送能耗,同时可以减小管径,节约初投资。②低流速。水泵和风机的功耗与管路系统中流速的平方成正比,采用低流速能取得较好的节能效果,且有利于提高水力工程的稳定性。③采用输送效率高的载能介质。一般情况下,用水输送冷(热)量的耗能量比空气输送要小,且输送相同的冷(热)量所用水管管径要小于风管。所占空间相应也小得多。
(4)通过新型节能舒适健康的空调方式,调整室内热湿环境参数。空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的,人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度,甚至仅空气温度。显然是不全面的,势必带来许多问题,热湿环境研究成果的应用,为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。因为影响人体热舒适性的环境参数众多。不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果,但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。
(5)开展冷热回收利用的研究运用工作,实现能源的最大限度利用。所谓热回收系统就是回收建筑物内外的余热/冷或废热/冷,并把回收的能量作为供热/冷或其它加热设备的热源而加以利用的系统。一方面,利用有效的装置从排风所带走的能量中回收部分能量用来处理新风,可以节约本来由制冷或制热机组负担的新风负荷,提高空调系统的效率。另一方面,建筑房间内按设计标准要求需要补充新鲜空气,一些普通的高层建筑空调中,夏季新风负荷就占空调总负荷的30%以上,而对如医院、商场、剧院、体育馆等人员密集的地方,新风的需求量则更大,有的甚至要求全新风,利用回收的热量对新风进行预冷/预热是节约能源的有效措施。
(6)运行管理中的节能控制。运行管理对空调系统节能有很重要的作用。空调系统运行中的节能控制,可以一定程度弥补由于管理模式或能源设计本身不合理的缺陷,加强对设备运行的控制能力,使能源更加合理、精确地消耗。这种运行管理中的节能控制手段,理想的是通过完善的楼宇自控系统完成,楼宇自控系统的主要功能是对建筑物内各类设备(包括机电设备和专用设备)的监视、控制、测量、管理,以求做到使设备运行安全、可靠、节省能源、节省人力。借助于楼宇自控系统,可实现建筑运行的节能管理。
四、结语
综上所述,建筑节能不仅是一项技术综合课题,也是巨大的社会课题。我国政府已经认识到建筑节能是解决今后能源紧缺问题的有效途径之一。为挖掘建筑节能的最大潜力,需要从技术研究、施工检验、政府审计评估,甚至人民节能意识等各方面努力才能得以实现。
参考文献
[1]涂逢祥,王庆一.我国建筑节能现状及发展[J].保温材料与建筑节能,2004.7: 40~42.
[2]刘东.转轮除湿供冷空调系统的研究[D].上海: 同济大学,2003.