汪生宝
(河北天俱时医药化工工程设计有限公司,050035)
【摘要】随着我国社会经济的不断发展,在建筑设计中应用的能源数量不断增加,产生的能源消耗数量比例也不断加大。根据一定的统计结果发现,在发达国家,建筑能耗在总能耗中已经达到40%的比例,这种状况,会激化我国能源的供求矛盾,不利于我国经济与社会的可持续发展。应用节能技术,可以有效的解决这些问题,降低20%—50%的空调系统能耗。所以,在建筑设计中应该重视对暖通空调系统的节能设计,以实现绿色建筑。本文作者结合多年来的工作经验,对建筑工程项目暖通空调节能设计的相关问题进行了研究,具有重要的参考意义。
【关键词】建筑工程;暖通空调;节能设计
一、暖通空调设计中存在的问题
近些年来,建筑业呈现出了快速的发展趋势,也促进了暖通空调工程的快速发展,但是暖通空调工程会产生巨大的能源消耗,同时由于设计的不合理,也容易造成了我国能源和资源的大量消耗。当前暖通空调工程设计中的不足之处,可以归纳为以下几个方面。
在设计管理方面体现出来的不合理之处设计阶段是所有工程项目的基础性阶段,但是在暖通空调的设计方面却没有将节能思想进行充分的融入,相反,我国在大多数的暖通空调工程在设计过程中过于重视外观和性能的设计,却在节能设计方面体现出一定的简陋性,没有将节能与低碳等重要的设计思想体现在工程中。
在设计的实施环节存在着一定的不合理由于设计理念中缺乏节能与低碳等思想的融入,因此,必然会导致设计的实施与产生相背离的现象。更为严重的问题是,在有的暖通空调设计中存在着一些违规操作的现象,有的设计师为了达到一定的美观性或者是功能性,甚至违反国际相关的技术标准和操作规程,这种行为带来的不仅仅是在节能设计方面无法达到理想的效果,也会对暖通工程本身的质量产生重大的影响,造成严重的安全隐患。
在设计人员的素质建设方面还有待于提高当前有一部分暖通空调工程的设计师虽然在空调设计方面有着一定的经验,但是却缺乏能源管理方面的专业知识,所以造成了他们在暖通空调的设计工作中无法将节能与低碳等相关的理念融入工程的水中,正是专业素养的缺失才导致了暖通空调设计中出现了各种纰漏。
二、暖通空调节能优化设计的实现
1、合理选择暖通空调的设计参数
选择暖通空调的设计参数时,首先要对室内外的环境温度进行准确测量及科学分析,然后确定结果。在满足工艺及卫生要求的前提下,合理计算新风量。节能设计工作较为重要的两个参数,一是温度;二是湿度。不同的室内湿度标准以及温度标准,不同的气候条件以及建筑围护结构,暖通空调系统的能源消耗量也是不同的。在进行暖通空调的节能设计过程中,要充分借鉴产品的生产工艺以及人体的健康指标。比如在夏季,若将室内的设计湿度提高10%,那么能耗量可以同时降低20%,同理,若将设计温度提升1摄氏度,那么热负荷可以相应减少10%,科学合理地选择暖通空调的设计参数是极其必要的。
2、针对空调冷热水系统的节能设计
为减少冷热水系统的能耗,我们可以在其设计过程中采取以下几种措施:(1)闭式循环模式是被设计人员所首选的,这种模式的优势是可以杜绝管道及设备的腐蚀作用,可以降低静水力所需的输送能耗,可以增加暖通空调系统的使用期限;(2)在实现空气调节要求的前提下,保证单位制冷的能耗量与制冷机的蒸发温度以及冷冻水的供水温度成反比关系;(3)只要冷冻水系统的静压力小于1MPa,我们就坚决避免采用竖向分区的方法,而是选择一泵到顶的方式,这样可以确保整个暖通空调系统能够便捷、灵敏地进行维修和保养工作,同时可以有效减少项目的建设成本,降低各项设备的电能损耗;(4)在某些建筑物中,个别区域凭借冷热水交替的方式完成空调性能,个别区域硬性要求全年不断供给冷水,这种情况比较适合选用两管分区制水系统,但是假若遇到冷热水同时需要且频繁交替的情况时,建议选用四管分区制水系统;(5)在设计过程中要考虑加大冷冻水供回水的温度差,通过减少水泵流量的方法降低能耗。
3、针对空调冷却水系统的节能设计
对于某些暖通空调的安装地区相当缺乏自然水源的情况,我们在前期设计时往往选取冷却塔循环使用的方法,这样可以有效减少循环水泵的扬程和能耗,并且可以把水泵当作冬季的冷源设备使用。在设计冷却塔这一环节时,要求外界环境拥有较好的通风条件,保持干净清洁的卫生条件,隔离高温区域,这样有利于大大提高冷却质量和效率。当需要并联运行多台冷却塔时,往往在相邻的冷却塔之间安装连通水槽或连通管等设施,这样可以良好保持出水与补水之间的平衡关系。因为冷水机组可以通过低温冷却水得到有效保护,所以我们可以在冷却塔的回水管与总供水管之间安放连通管,一般用三通调节阀进行控制作用。利用变频调速或出水温度的方法来控制风机的启停,最大程度上节省电能。
4、针对空调风系统的节能设计
对于暖通空调的设计环节,不同的工作地点其温度、湿度、工作环境等是不同的,设计人员要因地制宜,参考系统的实际运行状态做出合理的调整。若客户没有对暖通空调系统提出特别的要求,我们通常采用单风管关风的模式。若建筑物工作的内部人员数量较大,提出统一集中的温度控制要求,在对风系统模式进行选择时,建议使用全空气空调模式。对于同一个暖通空调系统,不同区域的冷热负荷也具有较大的差异性,我们不能允许高负荷的运行状态维持较长时间,所以选择对不同区域的温度进行区别控制,这种状态下还要确保建筑物能够全年送冷风,就采用变风量的暖通空调系统。变风量的暖通空调系统能够准确调节室内风量负荷的变化情况,也能够准确把握系统的总送风量,最终实现了风机容量的降低以及能耗的减少。
5、针对空调冷热源的节能设计
在暖通空调系统的设计过程汇总,冷热源的选择往往是通过使用换热、供热设备或者是集中设置冷水机组这两种经典模式。如何选取机组设备,我们不仅要全面了解和掌握建筑物的功能特性、地区的能源结构、建筑物的具体规模以及政府的节能政策等方面,而且在安装机组设备时,还要按照如下要求来操作:(1)安装地区附近如果恰好有热力发电厂,我们要充分利用热力发电厂的供热技术以及余热供热技术;(2)暖通空调项目所在地区的能源储备及种类较多,我们可以对于供热和供冷工作采用复合式能源的方法;(3)如果当地有区域供热或者工厂余热等可用资源,暖通空调的热源可以有效利用这些优势;(4)暖通空调项目周边有充沛的水资源及低热源,项目的供热和供冷可以采取水源热泵的方案。
结束语
暖通空调工程的节能设计是影响我国建筑工程整体节能效率的主要环节,因此,必须要给予更多的重视,而在实际的暖通空调工程设计工作中,必须要具有明确的节能目标,通过各种策略的有效运用来实现暖通空调系统的节能设计。对于暖通空调工程来说,其本身是一个能量消耗巨大的工程,我们必须要从设计基础环节入手,并且与其他相关的环节进行有效的配合,才能够保证在满足人们使用需求的同时,减少其对能源和资源的消耗,达到节能的目的,从而促进我国可持续发展战略的持续开展。
参考文献
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