建筑采暖通风空调工程的节能减排措施研究
城镇化发展,推动了我国建筑行业的快速发展,长期以来,我国房屋建筑以粗放型模式发展,建筑施工过程中,需要耗费大量的原材料、水能、电能,建筑能耗占全国总能耗的1/3。采暖通风空调是建筑工程中能耗比较高的系统,占整个建筑能耗的1/3。我国北方普遍以煤炭供热,以建筑供热为例,我国集中供热一次能源消耗为20kg(标煤)/m2。随着人们生活水平的提高,空调逐渐走向千家万户,我国2020年居民每百户空调拥有量为117.7台,对电能的需求不断增长。我国电能分布不均匀,每年夏季用电高峰期,南方城市往往采用拉闸限电的方式缓解用电紧张的局面。在全球能源性危机、生态环境恶化的背景下,建筑采暖通风空调工程的节能减排措施可以降低能耗,实现建筑的可持续发展。
1、建筑采暖通风空调工程存在的问题
建筑采暖通风空调工程包括建筑采暖系统、通风系统和空调系统,通过人工干预方式,利用设备对建筑内部空气进行热处理、冷处理、过滤净化等处理,从而让房屋建筑室内空气达到适宜人体居住的环境,满足人们生活、生产、工作需求。建筑采暖通风空调工程与传统的空调系统相比,它改变了过去直接用空调调节室内温度的局面,空调的运行影响到通风系统的正常运转。建筑采暖通风空调工程结合了空调、采暖、通风系统的优势,可以营造一个适宜、安全的环境,是一种节能减排的有效措施。然而,当前我国建筑采暖通风空调存在以下两大问题。
1.1工程设计不合理
建筑采暖通风空调工程融合了采暖系统、通风系统和空调
系统,涉及到了物理学、热力学、机械和流体力学等相关理论知识和技术,对设计人员的综合素质要求比较高。由于建筑设计是一项系统性、综合性的工程,在设计阶段,建筑工程采暖、通风、空调设计往往与建筑土方工程设计交叉进行,设计程序比较繁琐。商业住宅、公共建筑采用公用的空调立管设计系统,整个建筑采暖空调共用立管采用竖向分区设计。在设计时,还需要根据小区人口密度计算出采暖热负荷、空调冷负荷、供水水压、供水水量、采暖空调设备承受的压力和管材材料性质等相关问题。
在设计环节,很多设计人员没有综合考虑到各个要素和实际情况,从而导致采暖通风空调设计不合理。空调设计的时候,由于计算误差,可能导致建筑制冷机装机容量过大,影响到制冷机的工作效率。在设计冷冻水泵的时候,没有考虑到夏季和冬季的差异,夏季天气比较热,空调冷冻水温为7~12℃,循环水量在600m3/h,冬季气温比较低,空调冷冻水温度在50~60℃,循环水量为289m3/h。由此可以看出,夏季空调冷冻水循环量大于冬季循环水量,如果夏季和冬季选择一样的水泵,不仅造成严重的水资源浪费,而且增加了用户使用空调的成本。在设计阶段,建筑企业为了追求经济效益,忽视了环保效益,导致后期采暖通风空调设备的运行负荷大,增加了建筑运行成本。
1.2安装质量缺陷
(1)建筑采暖通风空调工程的施工质量直接关系到采暖通
风空调的运行效果,影响到居民的居住体验。建筑采暖通风空调工程安装涉及到各个采暖设备、通风设备和空调设备的安装,任何一个设备安装出现问题,都可能影响到整个工程的运行。在施工过程中,如果安装人员没有严格按照国家房屋建筑施工标准和规范进行,施工选择的设备、仪表、管道、电机等材料不符合建筑工程设计方案和技术参数,从而影响到整个工程的运行。目前建筑采暖通风空调工程施工质量缺陷出现存在以下问题,如设备噪声问题、管线设备定位、结露滴水等。
(2)设备噪声是采暖通风空调工程面临的最普遍问题,我国空调技术经过多年的发展,空调技术逐渐成熟,但是空调的出风口、空调面板、空调压缩机会产生很大的噪声,部分空调的噪声已经超过了国家规定的室内噪声低于48dB、室外噪声低于58dB的标准,严重影响到人们的正常生活、工作。空调结露滴水与空调的工作原理有关,空调的压缩机将制冷剂压缩通过阀门开始膨胀,在膨胀时需要释放热量,降低制冷剂的温度,制冷剂进入到蒸发器,蒸发器与室内空气接触吸收了室内大量的热量,又将其压缩进行膨胀,这样循环反复工作将室内热量带走。
(3)如果空气的水蒸气比较多,遇到低温的蒸发器直接凝结成水。空调蒸发器的蒸发温度在60~70℃,如果室内空气进入到空调内部的温度低于露点温度,则会在空调管道上结露滴水。
造成空调结露滴水与空调管道管道有关,如果空调安装的管道连接不紧密,那么空调管道结露滴水会通过管道掉落下来。室内空气进入到空调蒸汽器遇冷后,变成冷凝水,如果空调管道安装坡度比较高,无法让冷凝水排出去,则可能导致结露滴水现象。房屋建筑涉及到给排水管道、电力管线、通信网络、燃气管道等多种管线,这些管线相互独立,在安装过程中,可能存在管线交叉现象,可能影响到管线的正常运行。
2、建筑采暖通风空调工程的节能减排措施
2.1优化建筑采暖通风空调工程的设计方案
设计方案是建筑采暖通风空调工程安装的前提和基础,如果设计方案不合理,则会直接影响到采暖通风空调工程的运行效率。建筑开发商在设计时,必须用长远发展眼光看待建筑工程的节能环保技术,按照国家节能环保相关要求设计,不能为了降低成本,采用高能耗的空调设备、采暖设备,降低整个建筑的能耗。根据建筑类型、性质和功能,选择不同的采暖通风空调设备。
酒店、体育馆、图书馆等大型公共建筑的公用空间门厅、餐厅、训练场、多功能展厅等活动场所,空间比较大、人员流动性比较大、使用集中,对通风换气系统要求比较高。因此,在设计的时候需要选择新风系统或者变风量系统,客房、休息室、收藏室的人流量比较小,对通风换气要求比较低,可以选择独立的空调系统,根据人流量进行调节,降低建筑通风空调的运行成本。在设计阶段,设计师联合业主单位、建设单位、监理单位进行设计会审,在满足建筑基本功能的前提下,优化建筑采暖通风空调工程的设计方案,选择节能环保技术,降低建筑能耗。
2.2选择节能减排技术
在设计的时候,可以根据建筑工程的实际情况,选择环保节能技术。在北方可以采用外墙保温技术,在建筑外墙使用收缩率、憎水性的材料,可以有效隔绝件建筑内外的热量传递,存储热能降低内外温差,让室内达到恒温状态,降低室内采暖负荷。
建筑师可以将泡沫板、玻璃棉等保温材料安装在建筑结构外侧,起到保温效果。其次,建筑可以采用太阳能光伏发电系统为建筑提供电能,减少建筑内部电能的损耗。太阳能光伏系统是直接将太阳能转化为电能,房屋建筑屋顶的采光条件比较好,可以直接接受太阳光的辐射,将太阳能存储在光伏设备,为建筑内部提供电能和热能。我国北方新疆、西藏、宁夏、内蒙等地方的太阳能资源比较丰富,房屋建筑阶段要充分利用太阳能资源,缓解北方采暖用煤的现状,降低公共建筑的用电成本。
建筑采暖通风空调工程设计方案出来,还需要对设计方案的价格、设备性能、舒适度、美观性、运营管理等因素进行对比,确保设计方案的科学性和合理性。
2.3提高建筑采暖通风空调工程的安装质量
(1)采暖通风空调工程安装前,安装公司必须组织全体安装人员进行培训,让他们了解采暖通风空调工程的安装规程和技术标准,严格按照建筑采暖通风空调工程安装的技术标准执行,不能随意更改安装方案和技术参数,以免影响后期的运行。采用节能减排新技术的时候,需要对安装人员进行技术培训,让他们掌握安装的技术要领,提高人员的质量意识和安全意识,以免造成安装质量不合格。安装设备材料运输到现场后,需要对材料设备的型号、数量、材料等进行质量抽查,检查产品质量是否合格,不合格的需要立即联系生产厂家、更换设备材料,验收合格以后才能进入到现场安装。
(2)还要加强现场采暖通风空调工程的质量监督。采暖通风空调工程涉及的管线多、安装范围比较广、可能存在交叉作业的情况,现场管理人员需要对现场的安装情况进行监督管理,确保按照安装方案进行安装。在安装过程中,如果安装人员空调管道连接不紧密,立管铺设不合理,需要立即要求现场的施工人员进行整改,整改合格后才能继续施工。
(3)施工结束后,需要对安装工程进行验收,从里到外检查设备,发现问题的要立即要求整改或者返工。设备安装后还需要对通风空调设备进行调试,检查通风空调设备是否可以正常运行,是否出现噪声过大、排风量比较小等问题,找到原因并进行处理。
3、结束语
采暖通风空调工程作为建筑一部分,也是建筑能耗比较大的环节。绿色节能是建筑发展方向,通过探讨采暖通风空调节能减排措施,对控制我国建筑能耗具有重要意义。在建筑设计与施工阶段,必须严格按照建筑节能减排技术规范和标准进行操作,并结合建筑工程的实际情况,选择合适的节能减排措施。