淺談閩南地區建筑環境空調工程的節能措施
隨著經濟的發展和人民生活環境質量要求的提高及全球氣候變暖的影響,閩南沿海城市的建筑環境空調工程,從20年前幾乎是空白狀態,到目前不同類型建筑空調安裝率達到30%-70%的程度。在城市用電高峰期.空調工程消耗了用電總量的1/3以上.預計到2015年建筑空調工程安裝率會接近80%,面對日益普及的空調,我們很有必要對空調工程的節能措施進行思考。
1、閩南地區氣候條件
依據《建筑氣候區劃標準》(GB50178-93),福建省被劃分為兩個區域:夏熱冬冷地區和夏熱冬暖地區,寧德、南平和三明屬夏熱冬冷地區;福州、莆田、泉州、廈門和漳州屬夏熱冬暖地區。福建省夏熱冬暖地區氣候主要特點為:夏季炎熱時間比較長,出現的時間在5~10 月之間,約5 個月時間,最熱時段為7 月上旬到8 月,最高氣溫可達40℃以上,最熱月平均溫度在27℃以上;1 月份為最冷月,但月平均氣溫仍在10℃以上,無冬季存在。雨量偏多,濕度偏大,相對濕度均在80%左右。年降水量1100~1350 毫米,是典型的“高溫高濕”氣候區。
2、閩南地區空調使用現狀
夏季空調設施的使用時間和方式主要受到經濟條件的影響,在經濟條件允許的前提下,年輕人比年長者更趨向于使用空調,說明居民的生活習慣和生活態度對空調的使用也具有很大影響。
隨著經濟快速發展和人們居住條件的改善,閩南地區建筑空調發展經歷了從無到有、從窗式機到分體機、從單臺到多臺、從定頻機到變頻機、從獨立空調到集中空調再到中央空調的發展過程。
3、節能措施
3.1空調系統設計
參照《工程經濟》,價值工程是以提高產品或作業價值和有效利用資源為目的,在建筑空調系統中,其價值工程活動的重點主要在設計階段,設計的好壞直接影響到項目經濟效果,所以很有必要對空調系統的設計進行精心研究和嚴格把關。
當前在設計工作中普遍存在一個現象就是工期短,許多設計人員為了節省時間,直接把方案設計或初步設計時估算冷、熱負荷用的單位建筑面積冷、熱負荷指標,作為施工圖設計階段確定冷熱負荷的依據,往往使得總負荷偏大,從而導致空調采暖設備偏大,初投資增高,運行費用驚人。因此,建議有關的政府職能部門,要像結構專業抗震審查一樣,加大對暖通空調節能的監察力度,控制系統的能效比,使設計節能不合格的工程不能開工建設。
3.2空調系統施工
空調通風等設備,安裝起來較為復雜。為做好空調系統安裝工作,相關施工人員必須認真翻閱施工圖紙,聯系實際對現場施工人員做好施工計劃交底,并對施工材料質量進行檢驗,另外施工過程應保證工程質量。
(1)檢驗施工材料質量,防止有些施工單位施工過程中減少閥門和儀表的數量來降低工程造價的現象,要求施工材料都符合國家的有關標準和本工程使用的設計要求。
(2)確保工程質量,應避免空調系統安裝質量通病。具體通病表現為以下幾點:一是組合式空調器安裝質量差,表面凹凸不平,各空氣處理段連接有縫隙,空氣處理部件與壁板之間有明顯縫隙,減振效果不良,排水管漏風。二是風機盤管的冷(或熱)水支管連接處漏水,凝結水盤內凝結水排不出而外溢。三是冷卻水溫度偏高,空調制冷系統的冷凝溫度和冷凝壓力上升。四是系統運行中閥門開關不靈活,關閉不嚴及出現漏水(汽)的現象,造成返工修理,甚至影響正常供水(汽)。五是管道連接的法蘭盤及襯墊強度不夠,連接螺栓短或直徑細。熱力管道使用橡膠墊,冷水管道使用石棉墊,以及采用雙層墊或斜面墊,法蘭襯墊突入管內?。六是管道焊接時,對口后管子錯口不在一個中心線上,對口不留間隙,厚壁管不鏟坡口,焊縫的寬度、高度不符合施工規范要求。七是隱蔽工程項目不經檢查或不合格時,便開始進行下道工序施工。
3.3空調系統控制水平
提高空調系統控制水平,合理進行自動控制,盡可能降低空調能耗。空調系統特別是舒適性空調系統對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環境平均輻射溫度進行的,人體對環境的冷熱感覺是這些環境因素綜合作用的結果。以往的空調控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度, 甚至僅空氣溫度一項。顯然是不全面的,勢必帶來許多問題,如空調系統對人體的作用不直接、當環境變化時對環境的調控不迅速、人體感到不舒適、空調系統不節能。熱濕環境研究成果的應用,采用舒適性評價指標即體感指標作為空調系統的調控參數,不僅可以解決傳統控制方法存在的弊病,而且可以實現大幅度的節能。
3.4利用可再生能源和新技術
3.4.1利用太陽能
太陽能空調的實現有兩種方式,一是先實現光-電轉換,再用電力驅動常規壓縮式制冷機進行制冷;二是利用太陽的熱能驅動進行制冷( 很早以前,佛羅里達大學的法伯教授就著手于這方面的研究) 。1998年1月,中科院廣州能源研究所研制成功實用型太陽能空調熱水系統,在廣州江門市投入運行。其中,制冷用熱水溫度65~72℃,生活熱水溫度55~60℃,采用500㎡高效率平板集熱器,一臺100kW兩級吸收式制冷機可滿足超過600㎡的空調負荷。
利用太陽能作為能源的空調系統,其誘人之處在于越是太陽能輻射強的時候,環境氣溫越高,人們的生活越需要空調,太陽能空調的制冷能力越強。 使用太陽能空調的結果,既創造了室內宜人的溫度,又能降低大氣的環境溫度,還減弱了城市中的熱島效應,既節約了能源,還不使用破壞大氣層的氟里昂等有害物質,是真正的綠色空調。 這是我們追求的室內小環境和室外大環境相和諧、人和自然相和諧的理想境界。
3.4.2自然通風
自然通風最基本的動力是風壓和熱壓。在具有良好的外部風環境的地區,風壓可作為實現自然通風的主要手段。在我國大量的非空調建筑中,利用風壓促進建筑的室內空氣流通,改善室內的空氣環境量,
是一種常用的建筑處理手段。風洞試驗表明:當風吹向建筑時,因受到建筑的阻擋,會在建筑的迎風面產生正壓力。同時,氣流繞過建筑的各個側面及背面,會在相應位置產生負壓力。風壓通風就是利用建
筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通。
沿海地區,室外空氣流通好、質量好、且有較大的日較差,因而建議用間歇自然通風作為改善夏季在白天特別是午后室外氣溫高于室內時,關閉外門窗,限制通風,避免室外熱空氣的侵入,抑制室內氣溫上升,減少室內蓄熱;夜間和清晨室外氣溫低于室內時,打開門窗,利用較大的室
外風速進行自然通風,消除室內蓄熱,降低室內空氣溫度,進行蓄冷。除經常開窗換氣,進行自然通風外,還可采用機械通風裝置,增強通風換氣效果,新風換氣機是一種有效的節能設備。其特點是:不僅能使室內保證足夠的新風,加強新風和回風的過濾,同時還裝有熱回收裝置,提高能量利用率和資源利用率,降低能耗。它具有雙向換氣、潔塵、高效節能、應用簡便、安全可靠等優點;還可免冷、熱源供應,減少設備投資及使用面積,節約新風處理能耗70%以上;同時具有較強的排污凈化室內空氣、提高居室空氣質量的能力。但需注意,必須認真地按照風壓、熱壓作用原理設計通風口,以得到良好的氣流組織。廈門市目前高檔住宅日益增多,且大都裝修精美,裝上空調可使室內溫濕度適宜,但許多住宅并不配套設置通風換氣設備,其代價是能源的大量消耗。因此,基于廈門夏季室外的氣候條件,自然的或機械的通風是廈門夏季改善居室熱環境的經濟、環保、節能的有效方式。
3.4.3應用變頻技術
空調的運行方式是空調節能的重要組成部分。近年來, 變頻空調由其節能與能提供舒適環境的鮮明特點而實現了快速發展。暖通空調中變頻技術的應用是空調發展的一個突出趨勢,讓空調盡量達到節能環保的要求。在如今的中央空調系統當中, 我們應當充分利用變頻技術, 其主要實現形式有兩種, 即運用變速泵、變速風機以替換調節閥, 從而減少系統內部的消耗, 提升整機的效率。或者是運用變流量技術, 依據空調的負荷來改變水流量或者風流量, 從而實現節能之效果。
4、結語
在閩南地區,我們應當積極開發新能源, 積極推動太陽能、風能等新能源和新技術在建筑中的應用,它將是解決能源危機的根本措施。在空調工程的設計、施工、使用管理上也應當引起重視,提高效能和使用價值,避免“節能建筑不節能”的現象發生,造成二次浪費。
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