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。我國抓建筑節(jié)能工作必須從現(xiàn)在做起,重點解決的是北方城鎮(zhèn)采暖和大型公共建筑的能耗問題,在具體節(jié)能的途徑上應該在優(yōu)化建筑結構、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)能的角度構建節(jié)約型社會。
建筑的熱工設計要規(guī)范
暖通專業(yè)在設計空調(diào)系統(tǒng)時,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、地面及其他圍護結構的建筑構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,單位建筑面積對應外表面的面積就越大,相應的單位建筑面積對應的傳熱系數(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、采光通風等各方面因素,需要既能達到建筑師的創(chuàng)作意圖并符合建筑功能,又能權衡利弊,兼顧不同類型的建筑造型,盡可能地減少房間的外圍護面積,使體形不要太復雜,凹凸面更不要過多,以達到節(jié)能的目的。
不可否認,使用了節(jié)能材料的建筑初投資額會增加一些,根據(jù)有關資料的統(tǒng)計,歐洲一些國家以法律形式明文規(guī)定,建筑必須達到一定的節(jié)能要求,如法國與瑞典等國對建筑物的隔熱型玻璃都有強制性規(guī)定,因而這些國家的節(jié)能技術與材料都比較成熟,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)能型建筑的運營費用同時會大大降低,其運營費用大約只相當于普通建筑的70%。
熱泵技術的應用要推廣
設計節(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鍵的技術問題。如果能利用各種在土壤、太陽能、水、空氣、工業(yè)廢熱中蘊藏著的無窮無盡的低品位熱能,無疑是一種成功的節(jié)能措施,而熱泵技術正是現(xiàn)階段實現(xiàn)這個目標的最佳選擇。它可以通過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,按照其使用的低溫熱源的種類,基本包含空氣源熱泵、地源熱泵、水源熱泵和太陽能熱泵等四種類型。這些類型的熱泵技術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,設計者應根據(jù)所設計建筑的地域特點和具體的設計情況以及甲方要求進行靈活的選用。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比。
設計的相關問題要重視
在設計建筑空調(diào)系統(tǒng)的過程中,設計者在其中各個環(huán)節(jié)都應該從細處入手,切實落實節(jié)能觀念,規(guī)避一些不好的設計習慣。
首先,在選擇冷熱水機組主機配備容量時,出于保護性參數(shù)的考慮,常常會將各空調(diào)系統(tǒng)的峰值疊加,然后再乘上安全系數(shù),從而導致最后冷熱水機組配備容量偏大,導致大部分時間機組在部分負荷下低效率運行,造成極大的投資和能源浪費。主機余量過大也會造成水泵等其他輸送動力設備的容量過大,整個管路特性遠離最佳工作點,以至于總體能耗過大;或者僅僅考慮到減小冬夏兩季的新風負荷,而將新風口及空調(diào)機組的新風入口按照冬夏兩季的風量設計,致使過渡季節(jié)仍需要開啟冷水機組,也將使空調(diào)能耗顯著增大。其次,在室內(nèi)溫度的設定上,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),將導致系統(tǒng)在實際運行中沒有手段根據(jù)人員的變化和實際負荷進行必要的調(diào)整,致使供冷量、供水量和送風量都大于實際需求,由此造成大量的能量損失。再次,在水系統(tǒng)設計中應增加必要的控制手段,可在運行時根據(jù)流量變化與功率變化的關系,增大送回水溫差,減小水流量,以降低水系統(tǒng)設備的能耗;可以采用變流量技術,改善水泵運行工況,使其保持在最高效率點運行,以達到節(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現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的主要途徑?,F(xiàn)在,我國空調(diào)的冷熱回收主要是通過在系統(tǒng)中安裝能量回收裝置,用排風中的能量來處理新風,減少處理新風所需的能量,降低機組負荷,以達到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時,應當結合當?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟狀況、工程的實際狀況、排風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換熱性能也有影響,熱回收系統(tǒng)設計要充分考慮其安裝尺寸、運行的安全可靠性以及設備配置的合理性,同時還要保證熱回收系統(tǒng)的清潔度。熱回收設備可以與不同的系統(tǒng)結合起來使用,利用冷凝熱節(jié)約能源。
綜上所述,節(jié)能建筑的設計是在設計理念上的改變,涉及到設計工作的方方面面,這里談到的只是其中幾個典型的問題,借鑒了不少的資料,希望設計者在工作中能夠得到有益的啟示。隨著設備工藝技術的不斷更新和設計理念的進步,我國的節(jié)能建筑會穩(wěn)步邁向國際先進水平。



