建筑能耗以采暖和空調(diào)能耗為主,占到建筑總能耗的50%以上。因此,各種公用及家用空調(diào)數(shù)量的激增,使空調(diào)耗能日漸成為能耗大戶,空調(diào)節(jié)能已經(jīng)成為建筑節(jié)能中刻不容緩的大事。我國(guó)抓建筑節(jié)能工作必須從現(xiàn)在做起,重點(diǎn)解決的是北方城鎮(zhèn)采暖和大型公共建筑的能耗問(wèn)題,在具體節(jié)能的途徑上應(yīng)該在優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)、降低采暖系統(tǒng)能耗、減少空調(diào)能耗等方面下功夫,從建筑節(jié)能的角度構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)。
建筑的熱工設(shè)計(jì)要規(guī)范
暖通專業(yè)在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí),為了降低建筑的空調(diào)耗能,第一步就是要配合建筑專業(yè)確定建筑內(nèi)外墻、屋面、地面及其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)成方式和使用保溫材料的情況。其中,首先特別要注意的是控制好建筑的體形系數(shù)和窗墻比,體形系數(shù)、窗墻比越大,單位建筑面積對(duì)應(yīng)外表面的面積就越大,相應(yīng)的單位建筑面積對(duì)應(yīng)的傳熱系數(shù)也越大,傳熱損失隨之增加。體形系數(shù)和窗墻比又是牽涉到建筑造型、平面布局、采光通風(fēng)等各方面因素,需要既能達(dá)到建筑師的創(chuàng)作意圖并符合建筑功能,又能權(quán)衡利弊,兼顧不同類型的建筑造型,盡可能地減少房間的外圍護(hù)面積,使體形不要太復(fù)雜,凹凸面更不要過(guò)多,以達(dá)到節(jié)能的目的。
不可否認(rèn),使用了節(jié)能材料的建筑初投資額會(huì)增加一些,根據(jù)有關(guān)資料的統(tǒng)計(jì),歐洲一些國(guó)家以法律形式明文規(guī)定,建筑必須達(dá)到一定的節(jié)能要求,如法國(guó)與瑞典等國(guó)對(duì)建筑物的隔熱型玻璃都有強(qiáng)制性規(guī)定,因而這些國(guó)家的節(jié)能技術(shù)與材料都比較成熟,使用也比較普遍,大批量的生產(chǎn)讓成本不斷降低。在西歐地區(qū)建設(shè)節(jié)能型建筑,成本一般要增加5%至10%。但節(jié)能型建筑的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用同時(shí)會(huì)大大降低,其運(yùn)營(yíng)費(fèi)用大約只相當(dāng)于普通建筑的70%。
熱泵技術(shù)的應(yīng)用要推廣
設(shè)計(jì)節(jié)能的暖通空調(diào)系統(tǒng),如何減少一次高品位能源的利用是很關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。如果能利用各種在土壤、太陽(yáng)能、水、空氣、工業(yè)廢熱中蘊(yùn)藏著的無(wú)窮無(wú)盡的低品位熱能,無(wú)疑是一種成功的節(jié)能措施,而熱泵技術(shù)正是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的最佳選擇。它可以通過(guò)輸入較少的高品位能源,把廣泛存在于大自然的綠色低品位熱能提高到可以在建筑用能的溫度(如采暖及生活熱水)。根據(jù)熱泵系統(tǒng)的熱力循環(huán)形式,通常將熱泵分為蒸汽壓縮式熱泵、氣體壓縮式熱泵、蒸汽噴射式熱泵、吸收式熱泵、熱電式熱泵等。其中,蒸汽壓縮式熱泵是在目前研究和使用最為普遍的方式,按照其使用的低溫?zé)嵩吹姆N類,基本包含空氣源熱泵、地源熱泵、水源熱泵和太陽(yáng)能熱泵等四種類型。這些類型的熱泵技術(shù)可有效地提高一次能源利用率,減少空調(diào)用能中高品位能源的消耗,但因其在不同狀況下各有利弊,設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)建筑的地域特點(diǎn)和具體的設(shè)計(jì)情況以及甲方要求進(jìn)行靈活的選用。在合適的地方,可以采用多種熱泵耦合的方式提高效率和性價(jià)比。
設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題要重視
在設(shè)計(jì)建筑空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者在其中各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該從細(xì)處入手,切實(shí)落實(shí)節(jié)能觀念,規(guī)避一些不好的設(shè)計(jì)習(xí)慣。
首先,在選擇冷熱水機(jī)組主機(jī)配備容量時(shí),出于保護(hù)性參數(shù)的考慮,常常會(huì)將各空調(diào)系統(tǒng)的峰值疊加,然后再乘上安全系數(shù),從而導(dǎo)致最后冷熱水機(jī)組配備容量偏大,導(dǎo)致大部分時(shí)間機(jī)組在部分負(fù)荷下低效率運(yùn)行,造成極大的投資和能源浪費(fèi)。主機(jī)余量過(guò)大也會(huì)造成水泵等其他輸送動(dòng)力設(shè)備的容量過(guò)大,整個(gè)管路特性遠(yuǎn)離最佳工作點(diǎn),以至于總體能耗過(guò)大;或者僅僅考慮到減小冬夏兩季的新風(fēng)負(fù)荷,而將新風(fēng)口及空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)入口按照冬夏兩季的風(fēng)量設(shè)計(jì),致使過(guò)渡季節(jié)仍需要開(kāi)啟冷水機(jī)組,也將使空調(diào)能耗顯著增大。其次,在室內(nèi)溫度的設(shè)定上,由于盲目追求舒適性或者忽略了普通空調(diào)系統(tǒng)中的自控系統(tǒng),將導(dǎo)致系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中沒(méi)有手段根據(jù)人員的變化和實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行必要的調(diào)整,致使供冷量、供水量和送風(fēng)量都大于實(shí)際需求,由此造成大量的能量損失。再次,在水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)增加必要的控制手段,可在運(yùn)行時(shí)根據(jù)流量變化與功率變化的關(guān)系,增大送回水溫差,減小水流量,以降低水系統(tǒng)設(shè)備的能耗;可以采用變流量技術(shù),改善水泵運(yùn)行工況,使其保持在最高效率點(diǎn)運(yùn)行,以達(dá)到節(jié)能的目的。
最后,人們還需要重視冷熱源的回收??照{(diào)系統(tǒng)能源利用率最大限度的提高也是實(shí)現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的主要途徑?,F(xiàn)在,我國(guó)空調(diào)的冷熱回收主要是通過(guò)在系統(tǒng)中安裝能量回收裝置,用排風(fēng)中的能量來(lái)處理新風(fēng),減少處理新風(fēng)所需的能量,降低機(jī)組負(fù)荷,以達(dá)到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時(shí),應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟(jì)狀況、工程的實(shí)際狀況、排風(fēng)中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮,以確定選用合適的熱回收裝置,從而達(dá)到花較少的投資回收更多冷熱量的目的。換熱器的布置形式和氣流方式對(duì)換熱性能也有影響,熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)要充分考慮其安裝尺寸、運(yùn)行的安全可靠性以及設(shè)備配置的合理性,同時(shí)還要保證熱回收系統(tǒng)的清潔度。熱回收設(shè)備可以與不同的系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)使用,利用冷凝熱節(jié)約能源。
綜上所述,節(jié)能建筑的設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)理念上的改變,涉及到設(shè)計(jì)工作的方方面面,這里談到的只是其中幾個(gè)典型的問(wèn)題,借鑒了不少的資料,希望設(shè)計(jì)者在工作中能夠得到有益的啟示。隨著設(shè)備工藝技術(shù)的不斷更新和設(shè)計(jì)理念的進(jìn)步,我國(guó)的節(jié)能建筑會(huì)穩(wěn)步邁向國(guó)際先進(jìn)水平。




