暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)在綠色建筑中運(yùn)用

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【摘要】文章結(jié)合工程實(shí)例，對綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性進(jìn)行了概述，對綠色建筑暖通空調(diào)主要構(gòu)成系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)，重點(diǎn)分析了綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)。分析結(jié)果表明，不同的空調(diào)系統(tǒng)選型與新技術(shù)新能源的應(yīng)用，對建筑能耗有著一定影響；合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是建筑低能耗運(yùn)行的前提；建筑能耗評價應(yīng)同時貫穿于設(shè)計(jì)階段和運(yùn)行階段。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)；綠色建筑；能源消耗

1工程概況

某建筑工程地下一層，地上七層，建筑物結(jié)構(gòu)形式均為框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積為12864m2。建筑物最大長度為58.80m，最大寬度為46.50m，建筑高度為原始27.3m，地下一層至地上二層層高3.90m，三至七層層高3.60m，地下一層為車庫，地上七層為辦公樓。屋面為現(xiàn)澆屋面，防水等級為二級，防水層合理使用年限為15年。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，該建筑定義為綠色建筑，基于此，對暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)提出了較高的要求。

2暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的必要性

隨著城市污染速度的加快，進(jìn)而引發(fā)了城市環(huán)境與城市能源領(lǐng)域的危機(jī)。對于密閉的城市建筑物，由于受到污染物滯留以及室內(nèi)裝修的影響，室內(nèi)空間會受到污染。特別是該建筑工程為辦公樓，裝修后很快就會有企業(yè)入駐，房間內(nèi)可能會伴隨著多種致病性的化學(xué)物質(zhì)。因此，建筑室內(nèi)空調(diào)及通風(fēng)對于現(xiàn)代建筑具有不可或缺的重要性。建筑暖通空調(diào)的基本功能在于優(yōu)化室內(nèi)空氣的整體質(zhì)量，從而提供清新的室內(nèi)氣流。特別是該辦公樓建筑，平常人員較多，暖通空調(diào)必不可少。同時通過合理的節(jié)能技術(shù)，可有效降低暖通空調(diào)的能源消耗，減少對環(huán)境的污染，節(jié)約資源。

3綠色建筑暖通空調(diào)主要構(gòu)成系統(tǒng)

在目前看來，建筑領(lǐng)域已經(jīng)面臨較為突出的建筑能源危機(jī)。建筑空調(diào)設(shè)備具有較高能耗的特征，空調(diào)設(shè)備在整體的建筑系統(tǒng)中占有十分顯著的能耗比例。因此，為了減少建筑能耗，在該綠色建筑設(shè)計(jì)的過程中，需要對綠色建筑暖通空調(diào)主要構(gòu)成系統(tǒng)有深入的了解。

3.1空調(diào)的水系統(tǒng)

空調(diào)水系統(tǒng)屬于暖通空調(diào)中的關(guān)鍵部分，需要正確劃分水系統(tǒng)的各個主要功能區(qū)。具體來講，對于劃分水系統(tǒng)的多個系統(tǒng)區(qū)域應(yīng)當(dāng)結(jié)合系統(tǒng)承受能力與承壓能力，從而達(dá)到科學(xué)劃分的目的。在此過程中，空調(diào)管道要保證承壓能力的最大化，并通過變頻技術(shù)來達(dá)到靈活調(diào)控水系統(tǒng)能耗。另外，暖通空調(diào)運(yùn)行不能夠缺少外部能源作為支持，因此針對外部能源就要做到合理選擇。由于該綠色建筑為辦公樓，存在大量大空間，可以選擇將單獨(dú)鍋爐房布置在供熱管網(wǎng)的相應(yīng)部位，確保供熱管網(wǎng)能達(dá)到集中運(yùn)行的狀態(tài)。

3.2熱源與冷源系統(tǒng)

需要按照特殊的建筑空間構(gòu)造來選擇相應(yīng)的建筑空調(diào)熱源與空調(diào)冷源，實(shí)現(xiàn)最佳的空調(diào)調(diào)節(jié)效果。從現(xiàn)狀來看，空調(diào)冷源包含吸收型、直接燃燒型、燃?xì)庑团c電力型的不同冷源種類。在此基礎(chǔ)上，關(guān)于布置空調(diào)冷源就是要做到因地制宜的科學(xué)選擇，并且做到結(jié)合該辦公樓建筑空間的真實(shí)需求與地理位置來設(shè)計(jì)空調(diào)冷源。并且，設(shè)計(jì)人員需要做好暖通系統(tǒng)的熱源設(shè)計(jì)，按照建筑分區(qū)的基本方式來劃分大空間的建筑物內(nèi)部構(gòu)造，有效結(jié)合當(dāng)前的建筑供暖基本需求，并且保證空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的水力平衡。在此過程中，對于水力裝置例如平衡閥與節(jié)流閥都要做到合理選擇，實(shí)現(xiàn)水力平衡的全面優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，暖通設(shè)計(jì)人員尤其需要重視高速運(yùn)轉(zhuǎn)的空調(diào)換熱器與機(jī)組水泵設(shè)施，防止換熱器或者空調(diào)機(jī)組設(shè)施發(fā)生事故。在必要的時候，對于輔助性的加壓泵應(yīng)當(dāng)將其布置在適當(dāng)位置，確保符合最基本的局部壓力標(biāo)準(zhǔn)。

3.3變頻送風(fēng)系統(tǒng)

變頻送風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成了建筑暖通空調(diào)中的核心系統(tǒng)，而相關(guān)的變頻送風(fēng)技術(shù)目前也已經(jīng)能得到廣泛重視。變頻送風(fēng)能降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，具有較好的節(jié)能效益。空調(diào)變頻技術(shù)針對輸出的空調(diào)設(shè)備功率進(jìn)行調(diào)控，對于空調(diào)電能實(shí)現(xiàn)了全方位的節(jié)約。另外，低溫送風(fēng)機(jī)組可以用于實(shí)現(xiàn)個性化的暖通空調(diào)送風(fēng)，確保將全部的新風(fēng)送入空調(diào)房間內(nèi)部。從現(xiàn)狀來看，對于暖通空調(diào)設(shè)施應(yīng)當(dāng)配備必要的個性化送風(fēng)以及獨(dú)立新風(fēng)系統(tǒng)，并且將全熱交換器安裝在空調(diào)排風(fēng)與空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)的中間位置，降低暖通空調(diào)能耗。此外，個性化的空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)還具有環(huán)境友好的特征，用戶可以按照自身需求來靈活控制室內(nèi)的局部環(huán)境。

4綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)

4.1降低傳輸能耗

在進(jìn)行綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)時，要熟知空調(diào)耗能和流體流速、風(fēng)機(jī)及水泵等相互作用的關(guān)系，從而提高能量的轉(zhuǎn)換率，有效控制動力損耗，減少能源浪費(fèi)。另外，在暖通空間設(shè)計(jì)時應(yīng)選擇合適的載能介質(zhì)，不但能幫助提高冷熱量的輸送速度，還能在一定程度上減少輸送載能介質(zhì)的能量損耗，減少暖通空調(diào)運(yùn)行過程中的能源損耗。

4.2運(yùn)用變頻節(jié)能技術(shù)

傳統(tǒng)的暖通空調(diào)運(yùn)行依據(jù)的是系統(tǒng)預(yù)設(shè)的功率，當(dāng)室外環(huán)境溫度過低或過高的時候就會影響空調(diào)的使用效果，由于空調(diào)無法按照溫度變化自動調(diào)節(jié)功率，系統(tǒng)負(fù)荷持續(xù)增加，從而大量浪費(fèi)了電能。而變頻節(jié)能技術(shù)最重要的特點(diǎn)就是能使空調(diào)根據(jù)外部溫度變化自動調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)效率，通過調(diào)節(jié)風(fēng)流量或者水流量的大小，從而降低能源損耗。變頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依靠變風(fēng)量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)，在空調(diào)末端安裝一個變風(fēng)量系統(tǒng)，通過強(qiáng)大的溫度調(diào)節(jié)作用，保證送風(fēng)量滿足現(xiàn)實(shí)需求的前提下，同時減少了能源消耗；而變水量系統(tǒng)有效調(diào)節(jié)了熱量的交換，同樣發(fā)揮了節(jié)能的作用。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，變頻節(jié)能技術(shù)幫助傳統(tǒng)暖通空調(diào)節(jié)約了至少一半的電能。

4.3改善冷熱能回收系統(tǒng)

冷熱能回收系統(tǒng)的原理是通過收集空調(diào)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的余熱，減少了暖通空調(diào)的排放，最大程度利用了能源。余熱的回收形式通常有全熱回收和顯熱回收，合理利用板翹式全熱交換器、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器、板式顯熱交換器等設(shè)備，可以更最大程度地提升余熱回收的速度，緩解排風(fēng)制冷和制熱過程中的負(fù)荷壓力。通過監(jiān)測和記錄暖通空調(diào)的余熱量，并依據(jù)記錄的余熱量采用適合需要的回收形式，以此優(yōu)化建筑暖通空調(diào)的節(jié)能效果。

4.4降低制冷機(jī)能耗

該棟辦公樓建筑冷機(jī)能耗指標(biāo)最低為1.75kgce/m2，其差異主要來源于供冷時間長短，其中制冷機(jī)的額定效率和負(fù)荷率對其能耗也有一定影響。

4.5降低冷凍水泵能耗

由于冷凍水泵的任務(wù)是將制冷機(jī)制備的冷量以水為媒介，輸配到各個空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管等末端用戶的換熱設(shè)備，所以可定義輸配系數(shù)來衡量其效率。冷卻水泵的能耗與供冷時間密切相關(guān)，與空調(diào)水系統(tǒng)形式、水泵運(yùn)行策略、水泵效率和空調(diào)末端水閥控制方式等也存在一定關(guān)系。經(jīng)計(jì)算，該棟辦公樓建筑的冷凍水泵最低能耗為0.19kgce/m2。

4.6降低冷卻水泵和冷卻塔能耗

冷卻泵能耗與供冷時間和所需排熱量存在一定關(guān)系。除此之外，水泵效率、冷凝器阻力和冷卻水管道阻力也對冷卻泵的能耗有一定影響。但若只以降低冷卻泵能耗為目的，可能導(dǎo)致冷卻水流量不足、溫差加大，從而使制冷機(jī)冷凝溫度升高，冷機(jī)效率下降。經(jīng)計(jì)算，該建筑冷卻系統(tǒng)的最低能耗為0.2kgce/m2。冷卻塔風(fēng)機(jī)大氣環(huán)境作為冷源，驅(qū)動空氣流過冷卻塔內(nèi)的換熱填料表面，與冷卻水進(jìn)行熱質(zhì)交換，從而將冷凍機(jī)冷凝器排出的熱量全部帶走，維持冷凝溫度在合理范圍值內(nèi)。冷卻塔散熱效果直接影響冷凝溫度，而冷凝溫度升高則導(dǎo)致冷機(jī)COP下降，致使制冷主機(jī)能耗增加。所以，冷卻塔對冷機(jī)效率影響所造成的能耗遠(yuǎn)大于其自身風(fēng)機(jī)能耗。

5結(jié)語

通過對該辦公樓建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：①不同的空調(diào)系統(tǒng)選型與新技術(shù)新能源的應(yīng)用，對建筑能耗有著一定影響。通過對該辦公建筑空調(diào)系統(tǒng)的分項(xiàng)能耗指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，得到制冷機(jī)最低能耗為1.75kgce/m2，冷凍水泵最低能耗為0.19kgce/m2，冷卻系統(tǒng)的最低能耗為0.2kgce/m2。②合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是建筑低能耗運(yùn)行的前提，采用高效的空調(diào)設(shè)備、合理的設(shè)備選型以及空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化是整個建筑節(jié)能的保障，制訂完善的能源監(jiān)測方案及措施是建筑節(jié)能的重要環(huán)節(jié)；同時，加強(qiáng)建筑的運(yùn)行管理手段對降低空調(diào)系統(tǒng)能耗將產(chǎn)生明顯成效。③建筑能耗評價應(yīng)同時貫穿于設(shè)計(jì)階段和運(yùn)行階段。空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能除了新技術(shù)、新能源的應(yīng)用外，設(shè)備的定期檢修與維護(hù)也是保證設(shè)備正常、低耗運(yùn)行的必要措施。

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作者:蒲建子 單位:甘肅公航旅（酒嘉）投資有限公司