公共建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)探討范文

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摘要:

隨著人們生活水平的提升及城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，直接帶來(lái)對(duì)能源、資源的更多需求，迫切要求提高建筑能源利用效率，降低建筑能耗。公共建筑是城市建設(shè)中的耗能大戶，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在公共建筑全年能耗中暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗約占建筑總能耗的40～50%。故在保證室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，滿足人們對(duì)室內(nèi)舒適度要求的前提下，優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)提高供暖空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率，降低公共建筑能耗有著重要意義。本文從影響暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的多個(gè)方面出發(fā)，進(jìn)行初步探討。

關(guān)鍵詞:

公共建筑；暖通空調(diào)；節(jié)能

我國(guó)現(xiàn)階段的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，公共建筑建設(shè)的進(jìn)程不斷加快，大量的超高層建筑和新穎的公共建筑逐漸成為地標(biāo)性建筑的潮流。作為資源和能源的消耗大戶，公共建筑的節(jié)能是建筑節(jié)能的重中之重。近年來(lái)各地能耗調(diào)查數(shù)據(jù)中各類公共建筑分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)顯示，供暖空調(diào)能耗大約占到總能耗的40～50%，故供暖空調(diào)的節(jié)能對(duì)整個(gè)國(guó)家建筑節(jié)能有著重要的影響。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師要結(jié)合實(shí)際，因地制宜，從建筑熱工、合理分區(qū)、冷熱源選擇、輸配系統(tǒng)、末端系統(tǒng)、運(yùn)行策略等方面著手，充分發(fā)揮每個(gè)點(diǎn)的節(jié)能潛力，使系統(tǒng)達(dá)到高效節(jié)能的目的。

1建筑熱工

在建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑熱工通常是由建筑專業(yè)去考慮，而建筑設(shè)計(jì)人員大多不太注重這部分。而暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員一般是在建筑專業(yè)所提供的建筑資料的基礎(chǔ)上直接進(jìn)行暖通設(shè)計(jì)，這就導(dǎo)致了外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷增大，加大了能耗。為了達(dá)到建筑節(jié)能的目標(biāo)，建筑熱工是首要考慮的。尤其應(yīng)根據(jù)城市的建筑熱工分區(qū)，在規(guī)范要求的熱工性能限值范圍內(nèi)，選擇合理的材料、做法，滿足外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工參數(shù)要求(如在成都，建筑熱工不僅僅要考慮保溫，還要同時(shí)考慮隔熱要求，可在外墻的保溫層上增加反射隔熱層)。同時(shí)需考慮合理的窗墻比，遮陽(yáng)措施，外門、外窗及幕墻的氣密性等要求。只有站在整個(gè)項(xiàng)目的角度各專業(yè)緊密配合，從建筑熱工的源頭出發(fā)，才能達(dá)到節(jié)能的目的。

2冷、熱源通過(guò)

對(duì)近年來(lái)各地能耗調(diào)查數(shù)據(jù)的進(jìn)一步拆分，得到各類建筑集中空調(diào)系統(tǒng)(以冷水機(jī)組為冷源)冷源能耗占集中空調(diào)系統(tǒng)能耗比例平均為47%，是最主要的耗能部分。為了達(dá)到冷熱源的優(yōu)選，需按以下步驟進(jìn)行。首先，在冷、熱源選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑物的規(guī)模、用途、建設(shè)地點(diǎn)的能源條件、結(jié)構(gòu)、價(jià)格以及國(guó)家節(jié)能減排和環(huán)保政策的相關(guān)規(guī)定等，通過(guò)綜合論證確定。在目前的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于工作量大，設(shè)計(jì)周期緊，很多項(xiàng)目為了趕工期，前期基本未進(jìn)行充分的冷熱源方案論證，或者照搬過(guò)去的方式，甚至有些設(shè)計(jì)師為了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不管項(xiàng)目適不適合(如寫字樓、辦公樓)都直接向業(yè)主推薦多聯(lián)機(jī)。一方面加大了投資，另一方面綜合能效不高導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不節(jié)能。第二、必須嚴(yán)格執(zhí)行《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的施工圖設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行熱負(fù)荷和逐項(xiàng)、逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算。并且在選擇電動(dòng)式冷水機(jī)組的總裝機(jī)容量時(shí)，應(yīng)按計(jì)算的負(fù)荷直接選定，不得另作附加。第三、按照國(guó)家要求各種機(jī)組COP限值及IPLV限值選取冷、熱源機(jī)組。第四、考慮部分負(fù)荷的大小采用不同機(jī)組容量和臺(tái)數(shù)搭配滿足各個(gè)工況的空調(diào)負(fù)荷需求。

3空調(diào)系統(tǒng)

在冷熱源確定之后，合理進(jìn)行空調(diào)分區(qū)，合理選擇空調(diào)系統(tǒng)就成為節(jié)能的重要關(guān)注目標(biāo)。在選擇空調(diào)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)根據(jù)建筑物的用途、規(guī)模、使用特點(diǎn)、負(fù)荷變化情況、參數(shù)要求、設(shè)備價(jià)格等綜合比較;在功能復(fù)雜、規(guī)模較大的公共建筑，還應(yīng)進(jìn)行方案對(duì)比優(yōu)化確定。如對(duì)于大型公共建筑，如商場(chǎng)、進(jìn)深較深的辦公建筑等需考慮內(nèi)外區(qū)分區(qū)，并根據(jù)內(nèi)外區(qū)不同的負(fù)荷特點(diǎn)選取不同的空調(diào)系統(tǒng);對(duì)于高大空間場(chǎng)所可考慮分層空調(diào)，僅保證人員活動(dòng)區(qū)的溫濕度要求即可;能采用局部空調(diào)滿足空調(diào)環(huán)境要求時(shí)，采用局部空調(diào)系統(tǒng)。

3．1風(fēng)系統(tǒng)

對(duì)于高端辦公樓，商場(chǎng)、高大空間等公共建筑多采用全空氣系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中在應(yīng)根據(jù)房間使用時(shí)間的不同、溫濕度技術(shù)和允許波動(dòng)范圍的不同、噪聲標(biāo)準(zhǔn)不同、需同時(shí)供冷供熱、單位風(fēng)量耗功率等情況分別設(shè)置空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)。同時(shí)還需考慮定風(fēng)量系統(tǒng)、變風(fēng)量系統(tǒng)的適用范圍、條件，一次回風(fēng)、二次回風(fēng)各自的特點(diǎn)以及利用室外新風(fēng)實(shí)現(xiàn)過(guò)渡季節(jié)全新風(fēng)運(yùn)行和為冬季有穩(wěn)定熱負(fù)荷的內(nèi)區(qū)供冷，使空調(diào)系統(tǒng)合理、節(jié)能。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行風(fēng)系統(tǒng)水力平衡計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果合理選擇風(fēng)機(jī)，進(jìn)一步降低能耗。

3．2水系統(tǒng)冷凍

水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)建筑的標(biāo)準(zhǔn)的高低、建筑規(guī)模及空間大小，合理選擇采用兩管制、三管制或四管制以及同程、異程系統(tǒng)。在滿足空調(diào)水系統(tǒng)耗電輸冷比的前提下，結(jié)合系統(tǒng)作用半徑、系統(tǒng)水阻力確定出冷凍水系統(tǒng)采用一次泵還是二次泵、定流量還是變流量。然后根據(jù)水系統(tǒng)形式進(jìn)行詳細(xì)的水力平衡計(jì)算，在水力平衡詳細(xì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，選擇冷凍水泵及冷卻水泵。冷卻水系統(tǒng)同樣需要進(jìn)行詳細(xì)水利平衡計(jì)算，避免選擇水泵過(guò)大，效率偏低。

3．3末端及新風(fēng)系統(tǒng)

末端設(shè)備選擇上根據(jù)房間、區(qū)域負(fù)荷和系統(tǒng)設(shè)置，盡可能選取高效末端設(shè)備。新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)多個(gè)房間由同一個(gè)空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)時(shí)，系統(tǒng)新風(fēng)量應(yīng)進(jìn)行計(jì)算;人員密度相對(duì)較大、或者變化較大的房間，宜根據(jù)室內(nèi)CO2濃度檢測(cè)值進(jìn)行新風(fēng)需求控制;對(duì)于有集中排風(fēng)的空調(diào)系統(tǒng)在合理的情況下運(yùn)用熱回收技術(shù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中可采取上述方式盡可能的減少末端和新風(fēng)能耗。

4新能源新技術(shù)的應(yīng)用

隨著暖通空調(diào)行業(yè)的發(fā)展，大量的新能源、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如熱、電、冷三聯(lián)供技術(shù)、區(qū)域供冷技術(shù)、冷卻塔供冷技術(shù)、蒸發(fā)冷卻技術(shù)、溫濕度獨(dú)立控制技術(shù)、溶液除濕技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、冰蓄冷技術(shù)、分層空調(diào)技術(shù)、變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員可根據(jù)地區(qū)、項(xiàng)目本身特點(diǎn)、功能需求、項(xiàng)目投資等因素因地制宜，選擇上述新能源、新技術(shù)，進(jìn)一步提高能源利用率，達(dá)到節(jié)能減排的作用。

5項(xiàng)目節(jié)能措施及使用要求

在以往設(shè)計(jì)階段往往只考慮暖通空調(diào)部節(jié)能設(shè)計(jì)，而對(duì)項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施及使用過(guò)程中是否能達(dá)到節(jié)能效果，如何達(dá)到節(jié)能目標(biāo)不太關(guān)注。在新頒布的《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》2015版中明確要求在施工圖設(shè)計(jì)中應(yīng)說(shuō)明該工程采取的節(jié)能措施，并宜說(shuō)明使用要求。比如建筑設(shè)計(jì)及被動(dòng)節(jié)能措施(如遮陽(yáng)、自然通風(fēng)等)的適用方法，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取的節(jié)能措施及做法;暖通空調(diào)系統(tǒng)冷源配置及運(yùn)行策略;季節(jié)性適用要求與管理措施;設(shè)定參數(shù)、對(duì)能源的計(jì)量監(jiān)測(cè)及系統(tǒng)日常圍護(hù)管理要求等。這樣可使節(jié)能設(shè)計(jì)體現(xiàn)在項(xiàng)目建設(shè)和使用過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)建筑真正意義上的節(jié)能。

6結(jié)語(yǔ)

建筑節(jié)能主要分為主動(dòng)節(jié)能和被動(dòng)節(jié)能兩種方式，其內(nèi)容涉及方方面面。本文僅從暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的角度，初步探討了在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中節(jié)能優(yōu)化的內(nèi)容和關(guān)注點(diǎn)。希望通過(guò)本文的初步分析，使得暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中樹(shù)立建筑節(jié)能意識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中始終繃著節(jié)能這根弦，通過(guò)建筑熱工的強(qiáng)制要求、冷熱源的選擇、詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算、空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化、新能源、新技術(shù)的運(yùn)用;以及在使用過(guò)程中按照節(jié)能措施，采取計(jì)量、監(jiān)測(cè)、控制的方法，使整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)行達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

［1］方修睦．暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能問(wèn)題［M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010．

［2］GB50189－2015公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施指南．

［3］全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施節(jié)能專篇(暖通空調(diào)．動(dòng)力)．［4］GB50736－2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范．

作者:王奇 單位:成都金融城投資發(fā)展有限責(zé)任公司