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绿色建筑与暖通空调设计研究

叶智伟

黑龙江宏通热力有限公司

摘要: 随着人们环保意识的不断提高,绿色和节能已成为各个行业的发展目标,建筑行业也不例外,要想实现长远的发展,就需要将绿色建筑理念应用到建筑施工中,以减少对环境产生的不利影响,提高对能源的利用率。将绿色建筑理念应用到暖通空调设计中,即利用太阳能、地热资源等新能源进行暖通空调设计,具有较好的环保效果。
关键词: 绿色建筑;暖通空调;设计研究
DOI:10.12721/ccn.2022.157004
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传统建筑行业的施工过程对能源消耗过大,还会对环境产生污染,这已不再适合当今社会的发展理念,只有发展绿色施工技术,才能够满足社会的持续发展。为了达成这样的目标,需要从设计开始,优化绿色建设技术,然后和建筑工程相结合,以此来促进建设行业的发展。其中,暖通空调作为调节室内温度和空气的重要系统,其设计也要实现绿色化,应将可再生能源作为动力,以减少对环境的污染。

一、绿色建筑技术在建筑设计中应用的重要意义

绿色建筑的暖通空调设计特征,要求绿色建筑的设计应是综合动态设计的组合,其设计原则如下:健康的室内环境,合理使用能源,使用可持续的材料,建筑环境保护形式的精致设计,由此对环保建筑提出了要求,特别是对于暖通空调设计方面的要求更高。这需要设计者掌握多个方面的知识,洞悉整体情况,设计时需要考虑环境保护和能源,从设计的经济观点出发。同时,设计者必须在一定程度上了解最新的直接数字控制操作逻辑,熟悉计算流体的动态、能量消耗分析和系统仿真工具的使用。在暖通空调的使用过程中,暖通空调工程师必须负责从有效利用室内环境、室内能源等所有资源的角度来构建用户,使工程师的责任感得到社会的充分认可。

二、绿色建筑的暖通空调设计技术

(一)太阳能节能技术

在绿色能源的选择和使用中,太阳能是人们关注的一种清洁能源。如果能充分利用广泛分布的太阳能,不仅能大幅缓解能源危机,还能有效减少对环境的污染。太阳能采暖系统包括集电极和循环控制系统,集电极主要是热水交换罐和必要的采暖设备,循环控制系统主要是温度控制器和家用温水系统。该技术主要使用光源收集装置收集太阳光,转换成热能,将转换后的热能用热循环系统进行处理,然后输送到热交换中心。紧接着,热交换中心把热水转移到地热系统,来调节室内温度。集电极没有供暖功能,为了解决下雨天太阳能不足的问题,可以追加其他的辅助供暖设备(燃气炉设备)。节能技术在能源利用和技术设计方面有着很大的优势,不仅能够满足人们日常生活的需要,还可以保护自然环境。

(二)地源热泵技术

地源热泵是利用地热资源提供冷暖气的空调系统,其工作原理是吸收室内的热量并传递到地源中,以实现对夏天的制冷效果;热泵单元吸收地热,向室内放出以实现冬天的供暖。地源热泵技术属于可再生能源技术,其是将地表浅的地热资源看作冷暖用的冷热源,实现室内能源转换,对于污染物质的排放比较少,有着较高的环境经济效益。当地源热泵系统处于冷冻时,单元内的压缩机通过冷媒的作用,实现气液转换循环,然后通过蒸发的冷媒吸收室内空气循环的热,将吸收凝结了的制冷剂的热充斥到循环水电路中,释放到房间内,然后场能热交换系统会被放出到地下热源。

(三)优化冰蓄冷系统

冰蓄冷技术在经济上和社会上都有着很大的优势,其在夜间输电网待机的时间段制作冰,通过冷藏来储存冷能,将冷冻单元组合起来,以便在白天的峰值电力消耗时实现冷却效果,减少空调的峰值负荷。该系统可以相对简单地进行改造和安装,采用“移山填谷”的方法,实现了节约运用成本、平衡电力网的目的。如果优化冰蓄冷系统的话,可以大幅增加储藏容量,同时,结合储藏池的容量,合理分配水储存和冰储存容量,可以减少能源消耗。

三、绿色建筑暖通空调设计要点

(一)频率变换技术

目前,在暖通空调设计的构建中,对于绿色节能技术的应用非常重要,其不仅能适应时代的发展,还能满足绿色环保的需要。在所有绿色节能技术中,频率转换技术具有很高的应用价值。所谓的绿色节能技术,是指太阳光强度的变化和室内人员的增减等建筑物内外环境发生变化时,空调的实际负荷需求会出现变化,该技术正是基于这个原理而应用的。使用频率变换冷水相关的调整单元、调整风扇及相关的调节水泵等,能够削减能源输出,最终达到节能的目的。通常,频率变换技术的技术目标会达到35%以上,而且,这个技术的特征非常明显。首先,在频率变换技术的支持下,与能源消耗相关的所有设备,包括频率变换冷水调节风扇、调节水泵等,都具有能量输出的实际频率变换调整功能。即使在负载状态下,也能有效调整空调的频率转换。其次,所有与能源消耗相关的设备都是独立的,设备之间没有影响,启动和停止的控制灵活,可以大大提高生活的舒适度。基于这两个特性,频率变换技术在暖通空调设计实践中被广泛使用。

(二)冷暖换气

目前,暖通空调系统对节能效果的要求越来越高,相关设计人员需要为建筑用户提供更舒适的环境。在冷暖换气系统的设计过程中,需要根据项目建设的实际情况实施节能设计。例如,在设计中,应根据人工环境的设计特性,控制空调系统冷暖气的排出方向、周边部、内部和使用功能。这样,能够避免在不同领域的能源消耗出现过热和过冷等问题,人们对暖通空调系统的节能设计内容应用的满足度也会有所提高。

(三)合理选用暖通设备

暖通空调设备的合理选择,包括换气空调和暖气系统的选择。一般来说,在选择换气空调系统时,基于节能辐射设计方法会选择空调系统;将换气系统的设计与空调系统的设计相结合后,各区域会具有相对独立的性能,能够单独控制,这样可以避免不必要的能源浪费。在换气系统的选择过程中,需优先选择换气窗等自然换气装置,将其与高品质的换气空调装置进行组合,能有效地实现对于冷热能源的回收和利用。

(四)注重绿色及可再生资源的使用

在暖通空调的设计过程中,必须注意绿色材料的选择,避免误用对人体和环境有害的物质,达到回收暖通空调系统的目的。在建设过程中,暖通空调系统需要实现节约材料,减少对环境的影响,保证建设的可持续性。关于可再生资源的使用,一般来说,绿色建筑所需的资源成本要比传统的建设资源高,但其环保效果确实非常重要,在暖通空调设计中起到了不可替代的作用。在选择绿色材料的时候,应把焦点放在太阳能、地热能源、自然换气等自然能源的有效利用等可再生资源的选择上,以此来削减能源消耗,实现成本经济和绿色建设。

四、结束语

在当前社会发展中,绿色建筑必将是建筑行业未来发展的方向,其不仅可以应对能源危机,而且还能保护环境,提高对能源的利用率,为我国的发展提供动力。暖通设计作为建筑设计中的重要内容,其能够代替传统电力能源来调节室内温度,将新能源和建筑行业相结合,推动建筑行业的再一次发展,为以后的建筑发展提供新的思路,让人们有一个良好、优美的居住环境。

参考文献:

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