摘要:空調節能已經日益成為人們所關注的大事。空調專業的設計師為了實現建筑物的整體節能,應該認真貫徹國家2005年4月4日頒布的《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005);制冷、供熱系統宜根據不同的情況采用節能的熱泵系統;設計空調風系統、水系統時,從多方面入手實現節能的目的。
關鍵詞:節能建筑 保溫材料 熱泵技術 熱回收
能源是人類賴以生存和發展的基本條件。進入21世紀以來,能源供應的緊張對各國的經濟發展和社會生活產生的巨大沖擊,全世界都充分認識到節約能源的重要性。由于建筑能耗在社會總能耗中占有重大比例,建筑節能已成為世界節能浪潮的主流之一。在我國,2004年以來,全國大面積的電荒讓普通家庭意識到了能源的重要性,國家權威部門指出,我國目前已經面臨能源短缺的危機。而隨著我國近年來經濟的快速發展,各地旅游賓館、大商場、辦公及商用建筑、住宅越來越多,建筑耗能日益成為人們所關心的大事。
建筑能耗是指建筑使用過程中的能耗,包括采暖、空調、照明、熱水、家用電器和其他動力能耗。其中,以采暖和空調能耗為主,占建筑總能耗的50%至70%。因此,各種公共、家庭用空調數量的激增,使空調能耗激增,夏季空調耗電、冬季采暖耗能日漸成為能耗大戶,空調節能、建造節能建筑已成為刻不容緩的大事。我國抓建筑節能工作必須從現在做起,重點解決的是北方城鎮采暖和大型公共建筑的能耗問題,在具體節能途徑上應該在優化建筑結構、降低采暖系統能耗、減少空調照明能耗上下功夫,從建筑節能的角度構建節約型社會。
建筑熱工設計
設計節能建筑的空調系統,首先應該重視的問題是為什么空調耗能如此巨大?除了空調數量龐大外,房屋圍護結構熱工性能差是一個重要原因。由于很多原來建造的房屋沒有采取保溫隔熱措施,冬季室內的采暖熱量通過門窗、墻體、屋面和地面散發出去很多,夏天室外的太陽輻射熱和熱空氣通過門窗、墻體和屋面傳到室內,造成夏季室內外溫度接近甚至高于室外,居民不得不開空調制冷降溫。空調向室外排放大量熱氣,使室外氣溫越發升高,室外溫度的升高,空調不停地運行,形成城市熱島效應,能耗增大。
所以,暖通專業在設計空調系統時,為了要降低建筑的空調耗能,第一步就是要配合建筑專業確定建筑內、外墻、屋面、地面及其他圍護結構的建筑構成方式、使用保溫材料的情況。根據國家2005年4月4日頒布的《公共建筑節能設計標準》(GB50189-2005),應根據我國的地域情況,按照嚴寒地區A區、嚴寒地區B區、寒冷地區、夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區來區分建筑圍護結構的熱工設計標準。其中,首先特別要注意的是控制好建筑的體形系數和窗墻比,體形系數、窗墻比越大,單位建筑面積對應的外表面面積就越大,單位建筑面積對應的傳熱系數就越大,傳熱損失就越大。而體形系數和窗墻比又是牽涉到建筑造型、平面布局、采光通風等各方面的因素,需要既能達到建筑師的創作意圖、達到建筑功能,又能權衡利弊,兼顧不同類型的建筑造型,盡可能的減少房間的外圍護面積,使體形不要太復雜,凹凸面不要過多,以達到節能的目的。
過去主要是通過暖通空調設備的使用來滿足溫度要求的,而現在要通過加強建筑物的保溫和隔熱能力,來盡量滿足這一要求,減少通過外圍護結構的能量浪費,使室內環境接近人體舒適度的要求和降低建筑的能耗。因此,在校正建筑專業選用各種圍護結構的材料時,應特別注意其的保溫效果。現在,我國的建筑都廣泛的使用了大面積的玻璃幕墻和各種窗戶,在外墻、屋頂、地面上使用的保溫材料類型、熱工性質都比較成熟的情況下,窗戶就成為了節能的最薄弱環節,其保溫和隔熱的效果在整體節能效果中顯得尤為重要。如果窗戶的保溫性能不過關,當室內外溫差過大時,窗子結露,繼而產生的自流水的問題給用戶會帶來很大的麻煩。尤其在選擇使用低輻射玻璃時,應特別注意其材料性能,否則就容易出現冬季效果尚可,但夏季反而耗能會增大的現象。在對窗戶節能設計的各種措施中,外遮陽措施是建筑物在夏季或東西向的房子可采取的非常好的節能方法,只是需要解決外遮陽的建筑美觀問題。目前,可以參考的國外的遮陽節能窗的做法也多了起來,如鋁合金遮陽卷簾、木條遮陽,還有在雙層玻璃中間加遮陽百葉的做法。
不可否認,使用了節能材料的建筑的初投資額會比以前增加一些,根據有關方面資料,在歐洲,一些西歐國家以法律形式明文規定,建筑必須達到一定的節能要求,如法國與瑞典等國,對建筑物的隔熱型玻璃都有強制的規定,因而使得節能技術與材料都比較成熟,使用比較普遍,大批量生產也使成本不斷降低。在西歐地區建設節能型建筑,成本一般增加5%至10%左右。但關鍵問題是節能型建筑的運營費用將會大大降低,其運營費用大約只相當于普通建筑的70%,而且總體費用將逐年遞減。
熱泵技術的應用
設計節能建筑的空調系統,如何減少一次高品位能的利用是一個很關鍵的技術問題。如果能利用各種在土壤、太陽能、水、空氣、工業廢熱中蘊藏著無窮無盡的低品位熱能無疑是一種成功的節能措施,熱泵技術正是現階段實現這個目標的最佳選擇。其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的熱能提高到可以在建筑用能的溫度(如采暖、生活熱水)。
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