绿色建筑中的暖通空调设计探讨

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guigui198302
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  摘要:随着社会经济的不断发展,我国建筑行业得到了迅猛发展。绿色建筑的兴起使得建筑行业的发展更加繁荣与兴盛,而暖通空调在绿色建筑中的应用使得人们对绿色建筑有了更深层次的肯定。本文主要对绿色建筑中的暖通空调设计相关问题进行了简要分析。
  关键词:绿色建筑;暖通空调;设计
  中图分类号:TU2文献标识码: A
  引言
  随着人们对环境保护及能源的需求越来越高,全世界所有国家和地区都开始重视并大力开发环境保护技术及其产品。在新世纪,人类怎样营造自己的居住环境,对新世纪居住建筑的设计与建造提出了更高的要求,绿色建筑是为适应“可持续发展”这一当前人类所面临的课题而提出的。
  一、绿色建筑的概念与意义
  有观点认为,绿色建筑是当前,乃至未来暖通空调技术发展的必然趋势,能为暖通空调技术的应用创造背景,彻底实现建筑节能。鉴于此,现对绿色建筑的概念和存在意义加以探讨。
  1、绿色建筑的概念
  绿色建筑,一种理念化的建筑形式,是未来建筑发展的最高追求。它的具体涵义为,施工建造时结合天然条件,并在遵循自然规律的同时利用人工施工手段对建筑物进行打造,同时做好对自然资源的严格控制,通过人工打造但不破坏自然生态平衡的方式建设、创造出一个安逸舒适的憩息环境。在打造该种环境时,自然生态平衡以及物质交换之间的动态平衡要充分体现在建筑设计和建筑施工上,要尽量减少对自然资源的使用,要更加关注环境与能源,关注人类生理与心理健康。
  2、绿色建筑存在的意义
  绿色建筑的存在意义在于环境保护,这一概念是基于全球气候变暖、环境恶化,人们对自身生活、消费方式深度反思下提出的,具有改正、恢复生态的重大意义。在全球环境恶化背景下,一望无际的森林被摧毁,海洋生态系统被破坏,沙漠席卷了少的可怜的绿野,海水泛滥淹没了城市,生物物种在快速消失、灭绝,人类前进的步伐变得沉重且缓慢……这种种现象的发生唤醒了人类的危机意识,环保工作开始大范围开展。国际相关组织在总结讨论了环保目标后,一致将绿色建筑定位为当前及未来建筑事业发展的必然趋势。
  二、绿色建筑暖通空调设计需要坚持的原则
  1、节能
  节能不仅指节约能源,还要节约材料。从整个空调系统内部所涉及到的水泵、制冷机、控制系统、风机等各个结构的投资过程,控制其原材料和能源涉及材料的投资费用和运行费用。而对于现代新型绿色建筑来说,暖通空调系统的设计、应用,还要与绿色建筑物内的围护结构、室内照明等系统互相结合、互相协调、互相关系。
  2、广回收
  这个原则是指暖通空调系統的各个材料和零部件都可以进行回收,回收与回用不同,回收是指对材料与零部件进行分类回收,而不是笼统回收。
  3、循环利用
  经过以上暖通空调系统中设备材料的回用和回收,废料经过专门的处理后要可以再生,实现从原料到产品到废料最后再变为原料的闭环良性循环。对于岩棉、玻璃钢等相对成本较高但却不能回收利用的原料,在设计时就要尽量少用,最大限度的限制其使用量。
  4、回用
  绿色建筑中整个系统的回用都与暖通空调系统有关。其暖通空调系统中的各部分都有相对的独立性,大多数零部件可以进行拆卸。经过一定时间的运行后如果某个局部结构报废了,其中的运行设备、管材等非运转件或者材料经过一定的保养和维修,仍可以进行回收再用。
  三、绿色建筑中的暖通空调设计要点
  1、保持良好的绿色建筑外部自然环境
  绿色建筑的特点即健康环保节能,在绿色建筑中,充分利用自然资源便是暖通空调设计的优势和特点。因此,要将绿色建筑周围良好的外部环境在暖通空调的设计中充分发挥出来。因此,设计中就要充分保持建筑外围洁净的空气、水源以及土壤,使建筑物远离恶劣环境的影响,同时要特别注重树木和水的作用,水和植物被广泛的引入建筑内部空间。
  2、绿色材料的选择以及材料的回收再利用
  在现代化绿色建筑暖通空调设计过程中禁止使用HCFCs及Halons产品,减少CFCs制冷剂来进行制冷,并禁止使用对人体有害的石棉类保温材料,应尽量选用可回收利用及重复使用的管材及保温材料,包括保温材料、管道、密封材料等,同时应尽量选用本土材料,避免舍近求远的选择境外材料,因为就地取材可大幅度的减少材料运输对环境造成的影响,既可降低成本、减轻业主负担,也可以在一定程度上促进当地经济的发展。
  3、充分利用太阳辐射能
  (1)选用节能玻璃窗
  例如,在采暖为主的地区,可选用双层中充惰性气体、内层低辐射Low-E镀膜玻璃窗,能有效地透过可见光、遮挡室内长波辐射,发挥温室效应;而在供冷为主的地区,可选用外层Low-E镀膜玻璃或单层镀膜玻璃,能有效地透过可见光、遮挡直射日射和室外长波辐射。国外最新利用液晶技术的智能窗(又称开关窗,SwitchGlassing),利用晶体在不同电压下改变排列形状的特性,可以根据室外日射强度改变窗的透明程度。
  (2)采用通风窗技术,将空调回风引入双层窗夹层空间,带走由日射引起的中间层百叶温度升高的对流热量。中间层百叶在光电控制下自动改变角度,遮挡直射阳光,透过散射可见光。
  (3)最简单易行但又是最有效的方法是设置建筑外遮阳板,也可将外遮阳板与太阳能电池(又称光伏电池)结合,不但降低空调负荷,而且还能为室内照明提供补充能源。
  4、蒸发冷却空调系统
  蒸发冷却空调技术是一种相当节能环保的空调技术。这种绿色仿生空调技术共包括两个系统,即直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)。蒸发冷却空调技术的节能环保性体现在:采用水作为制冷剂,因此对环境无污染;蒸发冷却系统制冷不需要消耗压缩功,COP值比机械制冷大得多,因此节能。当前这种空调技术在我国新疆等西部地区的大型工业建筑中应用广泛。
  5、冰蓄冷系统优化
  冰蓄冷系统的优化最终目的通过低温送风降低能耗,从而实现节能。节能的实现途径主要分为两个方面,一方面是降低电费支出,即通过夜间将冷量蓄积在水中,再在白天用电高峰时将夜间蓄积的冷量进行释放,从而使电费支出减少。另一方面是节约耗能,因为同等条件下冰的蓄冷量是要高于水的蓄冷量的,蓄冷池的容积也会相对较小,这便减少了耗能。
  当冷水温度在1℃~4℃左右时,可采用低温送风,减小风机动力和风量,自然起到节能效果,虽然冰蓄冷系统中的冷冻机的制冷效率降低,但是整个系统的COP值增大,尤其是在夜间室外温度较低的时候,COP值较高,此外制冷剂基本处于满负荷工作,工作效率和设备利用率也较高,即冰蓄冷系统的优化具有良好的节能效果。
  6、地源热泵空调系统
  地源热泵是当前一种高效的空调方式,是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的。其中,土壤其温度适宜、稳定,蓄热性能好且易获得。地源热泵全年运行工况稳定,不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的COP值可达4.0以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵,由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下,属全封闭方式,因此不使用任何水资源,也不会污染地下水源。当前,地源热泵的空调形式在我国山东地区应用广泛。
  结束语
  总之,人们在进行绿色建筑暖通空调设计时,应针对文中出现的问题,采取有效措施,并在实际设计过程中,对其进行不断发展与创新,认真对待每一个设计项目,保证绿色建筑在我国建筑行业中得到快速发展,在保证建筑质量的同时,实现资源节约,环境保护,居民健康。
  参考文献
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