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简析绿色建筑中暖通空调技术的应用及其前景

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  【摘  要】随着社会的快速发展,能源逐渐减少,人们生活在能耗过大的今天会有很多压力。因此暖通空调技术在绿色建筑中得到应用,它可以为人们创造一个室内舒适健康的环境,这就很符合绿色建筑的要求。本文在绿色建筑上分析暖通空调系统上的原则和应用前景,有效减缓环境的恶化,减少能源的消耗,创造美好的自然环境。
  【关键词】暖通空调技术;绿色建筑;应用;前景
  一、暖通空调设计原则
  1.节能
  绿色建筑中的暖通空调设计原则遵循绿色的可持续发展原则,在设计施工过程中应严格按照相关标准进行规范施工,并控制好水泵、风机及控制系统等方面的材料及投资环节,,最大程度的避免资源的浪费。
  2.回收再用
  绿色建筑在进行暖通空调设计的时候其各部分具有一定的独立性,所以大部分都可以进行拆除的,随着设备在运行的过程中,逐渐报废,其中一些管材等材料在经过相应专业的处理后还可以继续使用,进而可以节省一部分材料。且绿色建筑在进行暖通空调设计的时候应坚持广回收的原则,对于暖通空调的零部件、材料要及时回收,并在回收的时候做好分类工作,如对系统管道及维修过程中拆卸下来的零件再进行系统的回收,进而经过处理后可以继续使用,最终实现广回收、节能的目的。
  二、绿色建筑的空调设计的优化
   1.采用软件控制
   采用能耗计算软件对建筑全年的能耗进行计算分析,特别是对空调、采暖、照明、办公设备能耗的计算。应根据工程具体情况对暖通空调运行季节进行全工况、全过程的分析计算。寻找出一个比较合理的设计方案,使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行,为在运行中节能奠定基础.并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力,选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备,确保所选择的各项设备能恰好在最佳工况状态下运行。不经计算只按照水泵或风机的特性曲线选择设备。或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外,在有条件或系统允许的情况下,经过综合进行总能耗的比较,应合理加大系统的介质温差,以减少系统的水流和送风量,降低输送过程中的能耗。
   2.做好材料选择与利用
   绿色材料的选择以及材料的回收再利用在新的设计项目中,禁止使用HCFCs(是一系列制冷剂的代称)和Halons(哈龙)产品,减少使用CFCs(氟利昂)制冷剂。禁止使用对人体有害的石棉类保温材料。选择可回收利用的管材以及保温材料。重复使用空调系统中的材料,包括保温材料、管道、密封材料、胶粘剂、油漆涂料等。舍近求远选择境外的一些“新材料”是不符合绿色建筑的要求。就地取材,可以减少材料运输对环境造成的影响,促进当地经济的发展,也降低产品成本,减轻建筑业主负担。
   3.节约能源使用
   节约使用能源和自然资源满足最低能源消耗的标准。绿色建筑必须满足这一标准。LEED标准要求在最低的能耗基准上再节能10%――60%。该能耗包括采暖、通风、空调系统,围护结构,热水供应系统,照明等,并且节约的能耗越多,获得LEED分值越高。优化能源利用,使用可再生能源。被動式太阳能技术、太阳能热水供暖、地源热泵,高温太阳能、地热、生物沼气等。选择高效节能的空调产品。空调产品的设计要优化寿命周期的经济性能。能源储备技术、变频技术都属于节能措施。要充分考虑使用,节约用水,使用高效冷却塔,采取适当措施,使用地表径流或回收水作为空调系统补水。
  三、绿色建筑技术在暖通空调设计中的具体应用
   1.太阳能技术
   太阳能是一种常见的新型能源,使用时不受地域限制,而且取之不尽,不会带来污染。在暖通空调设计中,使用太阳能供暖系统,主要包括两个方面:一是循环控制系统,包括生活热水体系、地板采暖、温度控制器组成;二是集热器,典型代表是加热设备如换热水箱。对太阳能的利用,首先设备采集太阳光,实现太阳能—热能的转化;然后热传导系统发挥作用,将热能传输至换热中心,加热冷水并输送至采暖系统;最后通过仪器设备,可以实现温度调节控制,满足居民的实际需求。在实际应用中,阴雨等不良天气,会影响太阳能的应用,主要是太阳光采集难度加大。对于这种情况,可以联合利用燃气系统,对冷水进行辅助性加热,以便居民在冬季使用温水。实践证实,将太阳能技术应用在暖通空调系统中,不仅可以降低生产成本,而且能节约原材料。
   2.水蓄冷技术
   在暖通空调系统中,应用水蓄冷、冰蓄冷技术,可对电力用量进行削峰填谷,促进电力系统稳定运行。其中,水蓄冷技术是在水冷机组上,增设蓄能装置,晚间用电低谷时段,电冷机组运行制冷,以冷水的形式储存起来。相比于白天机组运行,能显著降低电能损耗。冷蓄冷技术的应用原理类似,差异之处是以冰的形式储存起来。在实际应用中,该技术的优势体现在两个方面:第一,在用电高峰时段,利用蓄冷系统供冷,相比于空调制冷可以降低电能使用量;第二,冰的冷蓄量高于水,对蓄冷池的容积要求小,可以降低热量损耗。一般情况下,冷水温度在1-4℃,才会低温送风,此时风机动力降低,可以实现节能效果。而冰蓄冷技术的COP值更高,制冷效率高低的影响不明显,夜间蓄冷节能效果更突出。
   3.地源热泵技术
   地源热泵技术,主要用在供热和制冷上,和空气热源泵相比,突出优势是效率高、能耗低。该技术的原理,是改变土壤温度,继而实现供热、制冷目标,能避免地面、地下水位、水质等要素的干扰。在夏季,地源热泵能吸收地面热量,地下埋设管线周围的温度明显提高,地面温度相应降低,完成制冷。在冬季,利用转化器,可将地下储存的热量释放出来,地面温度相应提高,完成供暖。在这个过程中,夏季吸热、冬季放热具有平衡性,可减少温度对管线质量的影响,保证地源热泵稳定运行。在实际应用中,热量平衡是地源热泵的技术关键,设计施工期间,高温区域可以联合冷却塔进行制冷,降低地源热泵的负荷;寒冷区域可以联合辅助供暖系统,实现能源并用的目标。
   4.使用计算机软件
   计算机软件在暖通空调设计上的应用,一是能耗分析软件,可以降低建筑全寿命周期的能耗水平,利用软件监测能耗数值,相比于人工监测更加全面、准确。二是模拟软件,以BIM系统为例,可以对设计方案进行三维立体展示,有利于设计和施工人员沟通交流,及时进行改进和优化,提高节能降耗效果。
  四、暖通空调技术在绿色建筑中的应用前景
   针对现代节能减排需求,我国暖通空调技术正向着节能、以及多元化能源供应的方向发展。通过节能技术设计与运用降低暖通空调运行能耗,为我国节约型社会的建设提供更多的空调选择。在此基础上,暖通空调还针对电力紧张问题,加快了太阳能光伏能源的利用。通过建筑设计的有机结合使建筑物能够为光伏太阳能技术提供更多的载体,以此为暖通空调提供能源,缓解电力紧张问题。另外,风力发电与建筑、空调的有机结合也是现代暖通空调技术发展的重要方向。通过多元化能源的综合利用、空调技术与建筑技术的有机结合促进暖通空调技术的发展,促进空调行业的发展。
  结语
  随着社会经济的快速发展,人们的生活水平和精神需求稳步提高,居住环境是否环保,对身体是否健康成为人们关心的重点,人们的生活更贴近自然,更加渴望贴近自然,便出现了绿色建筑的概念。让人们的生活品质又上升到一个新的层次,而绿色建筑中的暖通空调设计,也成为绿色建筑中最重要的部分。
  参考文献
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  [2]宿晓科.关于实现绿色建筑暖通空调设计的技术研究[J].建筑知识,2016,36(01):260.
  [3]刘沫.对绿色建筑暖通空调设计技术的研究探讨[J].林业科技情报,2016,48(03):71-72.
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