暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)思考

【摘要】本文以夏熱冬寒地區(qū)的某高層教育建筑為研究對象，運(yùn)用Auto EcotectAnalysis軟件對建筑能耗進(jìn)行模擬，并在綜合考慮了該地區(qū)氣候特征的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了能耗較小的暖通空調(diào)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】多層教育建筑；暖通空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，我國的建筑產(chǎn)業(yè)得到了飛速的發(fā)展，建筑物的數(shù)量越來越多，建筑高度也逐漸增長，這也就意味著建筑能耗也在與日劇增，根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國能源消費(fèi)總量中，建筑能耗的比重由上個(gè)世紀(jì)七十年代末的10%上升到27.45%，而在所有的建筑能耗中建筑采暖能耗和空調(diào)能耗占據(jù)了整個(gè)建筑總能耗的50%-70%，如何在滿足人們對室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量需求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，從而實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展成為建筑行業(yè)思考的重要課題。

1、工程概況

某建筑位于夏熱冬寒地區(qū)，冬季寒冷時(shí)該地的最低溫度可達(dá)到零下20多度，而夏季炎熱時(shí)的最高溫度可達(dá)到30多度，它是一個(gè)多層教育建筑，建筑樓層為7層，其中地上6層，地下1層，建筑總面積為13269m2，采用的是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，該項(xiàng)目將包括鋼化玻璃、高效保溫隔熱外墻體系、房屋呼吸系統(tǒng)等綠色節(jié)能技術(shù)，外墻傳熱系數(shù)K≤0.15W/（m2K）。屋面?zhèn)鳠嵯禂?shù)K≤0.15W/（m2K），外窗傳熱系數(shù)K≤0.8W/（m2K），外門傳熱系數(shù)K≤0.15W/（m2K）。運(yùn)用Auto Ecotect Analysis軟件對該建筑的冷熱源設(shè)備進(jìn)行仿真模擬，計(jì)算出空調(diào)系統(tǒng)中包括風(fēng)機(jī)、冷凍水泵、制冷機(jī)、鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等在內(nèi)的冷熱源設(shè)備的冷負(fù)荷的變化情況。

2、暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)系統(tǒng)由供暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)這三個(gè)子系統(tǒng)組成。供暖系統(tǒng)由鍋爐、循環(huán)泵、二次熱交換管等設(shè)備組成，通風(fēng)是指在室內(nèi)空間中送入新鮮空氣，排除廢舊空氣的過程。通風(fēng)的主要目的是為了保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，適當(dāng)?shù)耐L(fēng)也可以降低室內(nèi)空間的氣溫。建筑通風(fēng)包括局部通風(fēng)、全面通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)以及自然通風(fēng)四種形式?？照{(diào)系統(tǒng)由冷熱源及空氣處理設(shè)備、空氣和冷熱水輸配系統(tǒng)、室內(nèi)末端裝置這三部分組成，其功能為調(diào)節(jié)進(jìn)入建筑物內(nèi)的空氣，從而保持溫度和濕度都達(dá)到人體接受的范圍。

2.1供暖系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

面對原有的供暖系統(tǒng)實(shí)踐中存在著水力失調(diào)嚴(yán)重、溫度控制與熱計(jì)量難度大等問題，該建筑的供暖系統(tǒng)在對室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度的取值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了取值，冬季采暖為高于20℃，采用散熱器低溫水采暖，供/回水溫度：85℃/60℃.采暖熱負(fù)荷：本工程總熱負(fù)荷：70KW，采暖熱指標(biāo)：45W/㎡；熱源為市政管網(wǎng)供熱的基礎(chǔ)上，供暖系統(tǒng)分為8個(gè)環(huán)路，采取上供下回垂直雙管系統(tǒng)，由供水干管、回水干管、雙線立管、散熱器、截止閥、排水閥、節(jié)流孔板、調(diào)節(jié)閥等部件構(gòu)成，供水干管的始端放置在朝北向一側(cè)，而末端設(shè)在朝南向一側(cè)，立管布置在房間的角落，水平供水干管設(shè)計(jì)為0.004的坡度，蒸汽和凝結(jié)水管道坡度為0.006，散熱器選用二柱M132型散熱器，在每組散熱器上裝有放氣閥，溫控閥選用意大利杰科米尼（GIACOMI-NI）的四通閥，入口處設(shè)置溫度計(jì)、壓力表和過濾器，在每層設(shè)置調(diào)節(jié)閥，在水平分支線上設(shè)置節(jié)流孔板，對供應(yīng)的熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止系統(tǒng)垂直失調(diào)。埋地管道采用耐熱聚乙烯管（PE-RT）規(guī)格為De25*2.3（外徑*壁厚）。

2.2通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要遵循最小通風(fēng)量和節(jié)能設(shè)計(jì)的原則，將自然通風(fēng)的理念應(yīng)用到節(jié)能設(shè)計(jì)中，結(jié)合本建筑物的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了由風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管口、排風(fēng)管口、送風(fēng)管道、排風(fēng)管道及智能控制等組成的動(dòng)力分布式通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理為將室內(nèi)污濁的空氣通過排放管道排出室外，同時(shí)將室外新鮮的空氣由送風(fēng)管道送入室內(nèi)，從而得到良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。為了防止空氣在輸送過程中造成二次污染，保證該系統(tǒng)的正常運(yùn)行，將該系統(tǒng)設(shè)計(jì)在屋頂，進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在排風(fēng)口的上風(fēng)側(cè)，與地面之間的距離為3m.通風(fēng)管道為PVC材質(zhì)的圓形管，風(fēng)管的尺寸為500*400。主風(fēng)機(jī)為全鋼材質(zhì)的圓形軸流風(fēng)機(jī)，采用直流無刷電機(jī)為動(dòng)力的支路風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的出口到轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)直徑為4D的直管段，入口和出口處加接人造革的軟接頭，在送風(fēng)系統(tǒng)中選用單層百葉的風(fēng)口，排風(fēng)系統(tǒng)則為旋流風(fēng)口，智能控制選擇變風(fēng)量系統(tǒng)（VAV）控制，從而使送風(fēng)和排風(fēng)系統(tǒng)達(dá)到風(fēng)量平衡，使室內(nèi)保持5Pa一-10Pa的負(fù)壓狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能節(jié)噪的效果。

2.3空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

按照不同的分類規(guī)則，空調(diào)系統(tǒng)可以劃分為不同的類別，如按照使用目的不同，空調(diào)系統(tǒng)可分為舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)兩大類；以設(shè)備布置的劃分標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)系統(tǒng)可分為集中式（中央）空調(diào)、半集中式空調(diào)、局部式空調(diào)；以承擔(dān)負(fù)荷介質(zhì)為劃分標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)系統(tǒng)又可分為全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)及空氣一水系統(tǒng)這三類。該建筑的空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要求可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，選擇必須選擇系數(shù)低、負(fù)荷特性好的設(shè)備，經(jīng)過比較選擇中央空調(diào)系統(tǒng)，新風(fēng)管道采用玻璃纖維超級風(fēng)管，選用耐熱PEX管作為熱水給水和回水管，選用PE管作為空調(diào)凝水管和自來水管，根據(jù)不同的管徑，選擇不同的連接方式，對于管徑≥DN25時(shí)采用熱熔連接，而當(dāng)管徑≤DN20時(shí)可采用卡環(huán)進(jìn)行連接，熱水供回水管采用熱鍍鋅鋼管并用夾緊式進(jìn)行連接，采暖管道選用焊接鋼管，當(dāng)管徑≥DN32時(shí)采用焊接，新風(fēng)換氣機(jī)采用顯熱回收型，風(fēng)機(jī)盤管選擇YGFC-04-3S，風(fēng)冷式冷水機(jī)組選擇YCAC10H，加濕器采用SPT電陶瓷加濕器，機(jī)房設(shè)置在地下室，空氣源熱泵機(jī)組設(shè)置在屋頂，房門為甲級防火門，除風(fēng)機(jī)盤管、通風(fēng)器外，其它空調(diào)、通風(fēng)機(jī)電設(shè)備均納入BAS自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)施自動(dòng)啟停和自動(dòng)控制，按需使用，避免能源浪費(fèi)。