所屬欄目:建筑設(shè)計(jì)論文 發(fā)布日期:2012-12-16 09:46 熱度:
摘要:目前,建筑耗能正在逐步提高,其節(jié)能也就成為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大問題。建筑節(jié)能要從建筑理論,堅(jiān)持與能源分析專家和結(jié)構(gòu)師緊密配合。本文介紹了,新型采暖供熱方式,先進(jìn)的節(jié)能調(diào)濕技術(shù),以及,自然通風(fēng)風(fēng)口介紹及其應(yīng)用。通過介紹,充分的論述和多角度的思考,希望鞥能能夠引起全社會(huì)重視,并使得節(jié)能建筑節(jié)能新技術(shù)能都推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能,新技術(shù),措施
1前言
所謂的建筑節(jié)能是指在建筑中提高能源利用效率,建筑節(jié)能具體是指節(jié)約采暖供熱、改變居室環(huán)境質(zhì)量的能源消耗。隨著人們對(duì)環(huán)境問題的日益重視,綠色建筑、可持續(xù)建筑、高性能建筑逐步產(chǎn)生。如何提高建筑對(duì)能源的利用效率,建筑節(jié)能的問題顯得日益重要。
我國(guó)地域遼闊,實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑為:盡量減少建筑內(nèi)能源總需求量的同時(shí),各地氣候差異懸殊,大力開發(fā)利用可再生的新能源,絕大部分地區(qū)冬季寒冷,減少使用在建筑領(lǐng)域內(nèi)易引起環(huán)境污染的能源。近年來隨著人民生活水平的提高和我國(guó)建筑業(yè)的快速發(fā)展,作為耗能大戶的建筑,建筑耗能正在逐步提高到能耗總量的13%以上,其節(jié)能也就成為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重大問題。
建筑節(jié)能要從建筑理論,堅(jiān)持與能源分析專家和結(jié)構(gòu)師緊密配合。建筑法規(guī)和設(shè)計(jì)時(shí),建筑規(guī)劃與設(shè)計(jì)開始,創(chuàng)造良好的建筑室內(nèi)微氣候,運(yùn)用全新的設(shè)計(jì)理念如低能耗建筑本質(zhì)上都要求建筑師從整體綜合設(shè)計(jì)概念出發(fā),以盡量減少對(duì)建筑能源的依賴。
2新型采暖供熱方式
2.2基于分棟熱劑量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù)
為了改善溫度調(diào)節(jié),計(jì)量整座建筑物的采暖耗熱量,避免用戶在室內(nèi)溫度過高時(shí)開窗,對(duì)于分戶水平連接的室內(nèi)采暖系統(tǒng),同時(shí)促進(jìn)建筑保溫,在各戶的分支支路上安裝可通斷控制的閥門,探索推動(dòng)我國(guó)供熱計(jì)量改革的新途徑,通過對(duì)進(jìn)入采暖散熱器的循環(huán)水進(jìn)行通斷控制來實(shí)現(xiàn)室溫控制,我們“基于分棟熱計(jì)量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù)”, 同時(shí)記錄和統(tǒng)計(jì)各戶通斷控制閥的接通時(shí)間,即在每座建筑物熱入口安裝熱量計(jì),按照各戶的累計(jì)接通時(shí)間分擔(dān)整座建筑的熱量。
首先針對(duì)單管串聯(lián)采暖系統(tǒng)特點(diǎn),由于采暖系統(tǒng)只有“通”和“斷”兩種狀態(tài),分析了連續(xù)變流量調(diào)節(jié)方式不能滿足這種系統(tǒng)調(diào)節(jié)要求的原因,從而可使一個(gè)住戶單元中的各個(gè)散熱器的散熱量均勻變化,提出了一種智能通斷調(diào)節(jié)方式,有效避免由于流量過小導(dǎo)致前端熱,即根據(jù)室內(nèi)實(shí)際溫度和設(shè)定溫度之籌,末端涼的現(xiàn)象和由于流量過大導(dǎo)致前端涼、末端熱的現(xiàn)象,按照智能算法計(jì)算出單個(gè)周期內(nèi)閥門開啟占空比進(jìn)行通斷調(diào)節(jié)。
在此基礎(chǔ)上提出一種基于分揀熱計(jì)量的末端通斷調(diào)節(jié)與熱分?jǐn)偧夹g(shù),通過對(duì)進(jìn)入這戶采暖散熱器的循環(huán)水進(jìn)行通斷控制來實(shí)現(xiàn)該戶的室溫控制,即在每庫建筑物熱入口安裝熱量計(jì),具體根據(jù)實(shí)測(cè)室溫與設(shè)定值之差,計(jì)量整座建筑物的采暖耗熱量,確定一個(gè)控制周期內(nèi)閥門開啟占空比,對(duì)于分戶水平連接的室內(nèi)采暖系統(tǒng),以此控制閥門通斷,在各戶的分支支路上安裝可通斷控制的閥門,同時(shí)記錄和統(tǒng)計(jì)各戶閥門的累記開啟占空比來分擔(dān)整座建筑的熱量。
2.3基于吸收式循環(huán)的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱新方法
由于夏季熱負(fù)荷較小造成城市集中供熱資源大量閑置。分布式供冷方式是指夏季利用集中供熱系統(tǒng)輸送熱水,如何在夏季充分利用集中供熱資源成為供熱企業(yè)關(guān)注的問題。利用熱水驅(qū)動(dòng)放置于熱力站處的吸收式制冷機(jī)組制備空調(diào)冷水,利用城市熱網(wǎng)夏季供冷技術(shù)則可解決這一問題。常規(guī)的方法是集中供冷方式,再將空調(diào)冷水通過二次網(wǎng)輸送到各空調(diào)用戶。即在熱電廠集中制備冷水后通過管網(wǎng)輸送到各空調(diào)用戶,由此可避免集中供冷輸配能耗高的缺點(diǎn)。但該方式的節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性和適宜性仍存在爭(zhēng)議,同電制冷方式相比,需要深入論證。
關(guān)于城市熱網(wǎng)夏季供冷方式的節(jié)能性,因此采用一次能源節(jié)能率計(jì)算方法對(duì)比分析城市熱網(wǎng)夏季分布式供冷方式與電供冷方式的燃料差異。由于計(jì)算方法和比較條件的不同,由于城市集中供熱熱源主要由燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)提供,將會(huì)產(chǎn)生不同結(jié)論。因此電制冷方式所需的發(fā)電系統(tǒng)也是用煤作為燃料。一次能源節(jié)能率方法可直接反映一個(gè)系統(tǒng)與參照系統(tǒng)的輸入燃料使用情況。
根據(jù)能效和經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果可知,該種供冷方式受熱電機(jī)組的發(fā)電效率同電制冷方式相比,供熱效率和吸收式制冷機(jī)組的性能系數(shù)影響較大在當(dāng)前電價(jià)為0.7525元/kWh時(shí),基于城市熱網(wǎng)的分布式供冷方式?jīng)]有明顯的節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì),因此節(jié)能性和供冷成本是分布式供冷方式推廣應(yīng)用中的主要障礙。同電供冷方式相比,由于溶液除濕空調(diào)機(jī)組的性能系數(shù)較高,分布式供冷技術(shù)在熱力站處的臨界熱價(jià)約為29.3元/GJ;因此可提高末端裝置的熱轉(zhuǎn)換效率,與熱電廠抽汽發(fā)電后再采用電壓縮供冷方式相比,相當(dāng)于提高制冷系統(tǒng)的性能系數(shù),夏季燃煤熱電廠抽汽供熱水再利用城市熱網(wǎng)輸送到單效吸收式制冷方式并不具備節(jié)能優(yōu)勢(shì)。提高位于熱力站處的熱驅(qū)動(dòng)制冷裝置的效率,提高燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)和城市熱網(wǎng)夏季供冷方式的能源利用效率的途徑,提高制冷設(shè)備的性能系數(shù)。
2節(jié)能調(diào)濕蒸發(fā)技術(shù)
2.1溶液除濕技術(shù)
溶液調(diào)濕技術(shù)是采用具有調(diào)濕功能的鹽溶液(溴化鋰)為工作介質(zhì),溶液吸收空氣中的水分,空氣被除濕;溶液中的水分進(jìn)入空氣中,利用溶液的吸濕與放濕特性對(duì)空氣濕度進(jìn)行控制。溶液被濃縮再生,鹽溶液與空氣中的水蒸氣分壓力差是二者進(jìn)行水分傳遞的驅(qū)動(dòng)勢(shì)。空氣被加濕(其原理類似于生活中利用鹽腌制蔬菜后,當(dāng)溶液的表面蒸汽壓低于空氣的水蒸氣分壓力時(shí),蔬菜會(huì)變干變蔫。
在溶液調(diào)濕系列產(chǎn)品中,會(huì)導(dǎo)致空調(diào)盤管表面潮濕,主要使用為溴化鋰溶液。容易滋生各種細(xì)菌,溴化鋰是一種非常穩(wěn)定的物質(zhì),成為生物污染源。在大氣中不變質(zhì)、不揮發(fā)、不分解,無毒、無嗅,這種冷凍除濕的方式,極易溶于水,會(huì)將空氣冷卻到較低的溫度,具有較強(qiáng)的吸收水分的能力。
與傳統(tǒng)冷凍除濕相比,溶液調(diào)濕技術(shù)具有的突出優(yōu)勢(shì):
⑴高效:通過獨(dú)特高效的全熱回收方式,有效地降低新風(fēng)處理能耗。
⑵健康:取消潮濕表面,杜絕了滋生霉菌等不利于人體健康的隱患出現(xiàn)的可能性;解決了使用空氣過濾器造成的可吸入顆粒物二次污染問題。通過溶液噴灑可除去空氣中的塵埃、細(xì)菌、霉菌等有害物質(zhì),保證送風(fēng)健康清潔,提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。
⑶降耗:無需再熱即可達(dá)到需要的送風(fēng)參數(shù),不會(huì)出現(xiàn)冷卻后再熱造成的能源浪費(fèi)。
⑷舒適:能夠?qū)崿F(xiàn)各種空氣處理工況的順利轉(zhuǎn)換,不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)空調(diào)在部分負(fù)荷下犧牲室內(nèi)含濕量控制的情況。
⑸節(jié)能:采用溶液調(diào)濕技術(shù)可以使用17~20ºC的高溫冷源處理室內(nèi)顯熱負(fù)荷,使系統(tǒng)能源效率大幅度提高,系統(tǒng)運(yùn)行能耗降低30%左右。
與轉(zhuǎn)輪等固體除濕方式相比,溶液調(diào)濕技術(shù)特有的優(yōu)勢(shì):
⑴節(jié)能高效:溶液調(diào)濕過程容易被冷卻,從而實(shí)現(xiàn)等溫的除濕過程,使得不可逆損失減小,可以達(dá)到較高的熱力學(xué)完善性。
⑵形式靈活:固體除濕系統(tǒng)尺寸一般比較大,而且轉(zhuǎn)輪之類的運(yùn)動(dòng)部件會(huì)對(duì)材料有磨損,縮短其使用壽命。由于液體具有流動(dòng)性,所以采用液體調(diào)濕材料的傳熱傳質(zhì)設(shè)備比較容易實(shí)現(xiàn),幾何構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)組小型化。
⑶避免污染:新排風(fēng)采用獨(dú)立風(fēng)道,避免新風(fēng)與排風(fēng)之間交叉污染。
2.2間接蒸發(fā)冷卻
蒸發(fā)冷卻技術(shù)已有上百年甚至上千年的歷史,最早出現(xiàn)的是直接蒸發(fā)冷卻技術(shù),即利用空氣和水直接接觸實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻過程,比如板式間接蒸發(fā)冷卻器、巖板蓄冷式間接蒸發(fā)冷卻器等,由于直接蒸發(fā)冷卻設(shè)備簡(jiǎn)單,研發(fā)不同流程的間接蒸發(fā)冷卻器,容易實(shí)現(xiàn),包括采用室外空氣作為二次空氣的間接蒸發(fā)冷卻器,在干燥地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用和推廣。然而,采用室內(nèi)回風(fēng)作為二次空氣的間接蒸發(fā)冷卻器,從而無法在任意室外條件下,由于直接蒸發(fā)冷卻通過對(duì)空氣加濕而使空氣降溫,采用被等濕冷卻的空氣自身出風(fēng)的一部分作為二次空氣的間接蒸發(fā)冷卻器。其僅能近似沿等焓線處理空氣,利用干燥空氣制冷而節(jié)能的優(yōu)勢(shì)無法充分顯現(xiàn),其對(duì)空氣降溫的極限溫度為室外濕球溫度;且風(fēng)道占用空間大,包括研發(fā)不同內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)的間接蒸發(fā)冷卻器,同時(shí)通過直接蒸發(fā)冷卻處理后的空氣濕度增加,使得蒸發(fā)冷卻技術(shù)僅能在體育館、影劇院等高大空間被采用,其排除室內(nèi)余濕的能力降低,從而限制了蒸發(fā)冷卻技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合。
3自然通風(fēng)風(fēng)口介紹及其應(yīng)用
在機(jī)械通風(fēng)和空調(diào)發(fā)明之前,人們只能利用自然通風(fēng)來驅(qū)暑,最常用的方式就是開窗通風(fēng)。在空調(diào)發(fā)明之后,從家庭到幾乎封閉的摩天大樓,室內(nèi)合理的通風(fēng)沒有得到應(yīng)有的重視,自然通風(fēng)也逐漸被人們忘卻。正當(dāng)人們滿意于由此所帶來的清涼的時(shí)候,空調(diào)系統(tǒng)也暴露出了其很多缺點(diǎn)。室內(nèi)各種污染物超標(biāo),現(xiàn)行的空調(diào)系統(tǒng)解決的主要是室內(nèi)的溫度問題,在空調(diào)房間內(nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)明顯感覺不舒適,家用空調(diào)僅相當(dāng)于一個(gè)冷氣,如果長(zhǎng)期在空調(diào)房間工作還會(huì)影響身體健康,患所謂的空調(diào)病。自然通風(fēng)重新進(jìn)入人們的視野,自然通風(fēng)有舒適性高和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
平均熱感受和平均室內(nèi)作用溫度的加權(quán)線性模型可以用來判定人們對(duì)過熱或過冷的反應(yīng)速度。
對(duì)于中央空調(diào)建筑(HVAC):
TS=0.51×Top-11.96(Top單位為oC)
對(duì)于自然通風(fēng)建筑:
TS=0.27×Top-6.65(Top單位為oC)
方程中,TS表示ASHRAE的7點(diǎn)(seven-point)熱感覺程度的表決,當(dāng)TS=0時(shí),表示中性。這一分析揭示出中央HVAC建筑的居住者的熱感覺度是自然通風(fēng)建筑居住者熱感覺度的約兩倍。這一發(fā)現(xiàn)說明,在空調(diào)建筑中人們對(duì)熱連貫性具有更高的期望,如果熱環(huán)境偏離他們的期望,將很快達(dá)到其耐受極限。通俗的講:相對(duì)于現(xiàn)行的空調(diào)建筑,在同樣的滿意程度下,自然通風(fēng)建筑的人們夏天可以接受更高的溫度,而在冬天可以接受更低的溫度。這為設(shè)計(jì)方案上的節(jié)能和提高人們的舒適性提供了理論依據(jù)。
以往自然通風(fēng)系統(tǒng)不能得到很好的應(yīng)用,自然通風(fēng)在歐洲應(yīng)用較為先進(jìn),英國(guó)處于領(lǐng)先的地位。主要是因?yàn)槠淇煽刂菩圆缓茫谄渫L(fēng)設(shè)計(jì)中,不能保證室內(nèi)氣候的穩(wěn)定性。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的發(fā)展則強(qiáng)化了自然通風(fēng)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)模擬提供了預(yù)測(cè)自然通風(fēng)在不同室外氣候和通風(fēng)需求下的性能的可能性,風(fēng)量的確定需要考慮到換氣次數(shù)、排污量和制冷的要求。不同自然通風(fēng)的構(gòu)件運(yùn)行可以得到更有效的監(jiān)測(cè),在制定通風(fēng)方案時(shí)要考慮到加強(qiáng)建筑的密封性,特殊制造的送風(fēng)和回風(fēng)口在很多國(guó)家已被廣泛應(yīng)用。防止不可控制的空氣滲透,采取合適的通風(fēng)形式,并能夠和制冷供熱結(jié)合起來。確定用自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)或者混合式通風(fēng)。
4結(jié)論
從建筑節(jié)能的重要性,認(rèn)為建筑節(jié)能直接關(guān)系到國(guó)家資源戰(zhàn)略、可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù),國(guó)家的方針政策和標(biāo)準(zhǔn),是建筑業(yè)一項(xiàng)重要、緊迫而又艱苦的任務(wù),建筑節(jié)能的技術(shù)措施以及建筑節(jié)能的檢測(cè)分析等方面進(jìn)行了充分的論述和多角度的思考,值得全社會(huì)重視。
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文章標(biāo)題:中國(guó)建筑節(jié)能新技術(shù)與措施
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