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高层建筑暖通空调节能设计之我见

木木文档网 发表于:2022-11-16 12:10:08 来源:网友投稿

摘 要:本文对高层建筑中暖通空调系统存在的能源高消耗问题进行的剖析,探索高层建筑节能型暖通空调的设计方法和措施,旨在建立节能环保的暖通空调系统。

关键词:高层建筑;暖通空调;节能设计

高层建筑的发展速度非常快,由此对建筑的功能和舒适性也就提出了更高的要求,暖通空调是建筑中比较重要的基础设施,所以要对暖通空调的设计质量给予重视。在对暖通空调的设计方案进行选择的过程中,要对方案的可行性、可靠性和经济性进行比较,选择性价比高的设计方案。在方案选择时,不仅要从技术方面考虑,还要从经济效益等方面综合考虑,选出适合高层建筑的设计方案。

1 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、平均辐射温度、风速、劳动强度。通过寻找这六者之间的合适比例,巧妙组合,达到舒适和节能的协调。同时恰当的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热量分摊的功能。

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,从而不必需要较高的室内温度,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通风量应增大,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,通过室内进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。

2 合理的高层建筑设计是节能型暖通空调设计的基础

对于房间的空调冷热负荷,高层建筑本身围护结构的性能表现是影响其大小的直接原因。从相关的统计资料中可以看出,空调计算负荷随着围护结构传热系数的增加而增加,可以说,暖通空调设备的能耗同高层建筑的围护结构的设计是否合理息息相关。因此,在进行高层建筑的设计阶段,就应该做好前期的围护结构保温性能设计工作,对此,我国在政策管理上也对高层建筑的围护结构的传热系数的最大值作以相应的规范限制。在建筑的围护结构设计和施工方面主要注意以下几点:

2.1 严格控制窗墙比。对于窗户的面积进行适当的缩小,尤其在我国北方东西朝向的建筑上,窗和墙的比例控制在 0.35 之内,南北朝向的可以将比例控制在0.45 之内;其它地区窗墙比例控制在0.45 之内。

2.2 窗户玻璃的选择。优先采用保温性能良好的吸热玻璃、双层玻璃,严禁单层白玻璃的使用。

2.3 窗户增加遮阳设计。采用内、外遮阳的设计可以对冬寒夏热的建筑节能起到一定的辅助作用。

2.4 加强外墙保温性能。对于建筑的外墙保温,使用性能良好的隔热保温材料。另外可以对于屋顶设置遮阴棚、通风屋面等进行建设空调系统的负荷。

3 高层建筑节能型暖通空调设计的具体方法和措施

3.1 适度降低室内温湿度标准

为了满足节能环保的需要,首先可在暖通空调设计中,适度的降低室内的温度和湿度的标准。影响空调系统能耗大小的因素有很多,除了建筑本身的设计结构和室外的气象参数之外,室内的温、湿度也是对其负荷的大小产生直接的影响。因此,在满足人类体感舒适和健康的基础上,进行室内温湿度标准的合理降低,可以大大的减少空调的能耗,是实现节能环保的方法之一。

3.2 有效利用室外新风量

对于空调系统的节能设计,将室外新风量进行正确有效的利用是一个有效的节能方法。对于冬冷夏热的房间来说,室内空调系统的能源消耗随着室外新风量的增大而增加。对于新风量的取用,是根据空调房间的正压值来确定的。房间用途不同,对新风量的取用也有所差别。要达到新风量的最少取用,首要的措施就是禁止在空调房间内的吸烟活动。因此,很多具有空调系统的公共场合都禁止吸烟,也就是要减少新风量,减少空调能耗。

另外对于一种内部发热量较大的高层建筑,如大商场、会场等,对室内冷风的需求较大,尤其在夏季。对此,可将室外的新风量加以充分的利用,将其引入进来,以减少室内空调系统的负荷,达到节能的目的。

3.3 减少输送过程中的能耗

对于空调系统的耗能来说,输送过程中的动力能耗占有很大的比重。动力能耗主要是指在系统输送过程中风机和水泵对电能的消耗量。对于此方面的节能,可以通过减少系统的阻力和减少输送的流量来实现,另外,也可以同时将风机和水泵的工作效率加以提高。具体措施如下:

3.3.1 采用大温差的供回水

对于空调系统的冷热能供回水或者送回风 ,采用大温差节能的方法可以取得明显的效果。在进行节能型空调系统的设计时,可以在保证空调精度和施工工艺要求、保证人体感舒适和监控的基础之上,尽量将供回水或者送回风的温差加大,以辅助空调系统降低能耗。需要注意的是,供回水或者送回风的温差在 8℃以下为宜。

3.3.2 控制流速为低速运行

在空调系统中,水泵和风机运行的耗能与管路传送系统中的流速的平方呈正比例的关系 ,所以控制流速为低速运行可以减少水泵和风机运行的能耗,从而达到节能运行的目的。同时控制流量的低速运行,对促进系统水力工况的稳定具有很好的积极作用。

3.3.3 空调运行采取变风量的方式

对于很多公共场所,如高层建筑中的大型商场、影剧院等,其人员流动较大,建筑内部结构开间较多,负荷的变化较大。对其空调系统采用变风量的空调运行方式,可以根据室内负荷的需要进行送风量的增减调整。采用这种方法实现按需供给的同时,还能够因热损失的减少,使送风量减少,从而使动力系统的能耗也得以降低。据统计结果分析,如果实际送风量减少到满负荷风量的一半时,对其运行的电流能耗可减少约26%,那么一年中使用变风量送风的方式要比定风量送风方式使用的能耗要少很多,节能效果表现良好。对于变水量空调系统的变量调节是采用额度温度、流量变化的方式。其节能的关键在于控制水泵的运行情况,现今多采用的是变频调速技术,取得良好的节能效果。

3 结束语

随着城市化的发展,新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求,暖通空调已成为现代化建筑必不可少的重要设施,暖通空调产业进入了黄金时期。高层建筑的暖通空调系统给人民生活带来便利的同时也带了高耗能的问题,这就与当今节能环保的发展主题相冲突。本文针对现今高层建筑中暖通空调的高耗能问题进行分析,探讨节能环保的暖通空调系统在高程建筑中的应用设计,既要满足人民生活在硬件上的需要,又要满足人们生活环境实现节能环保的需要。

参考文献:

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