1城市建筑暖通设计的新理念1.1节能环保理念新理念对城市建筑暖通设计提出了新的要求,城市建筑暖通系统要遵循绿色环保的理念。在城市化建设发展中,建筑数量逐渐上升,能耗问题愈发严重,对环境产生了较大影响。新理念以节能环保为指导原则,暖通设计人员应按照新理念的规定设计暖通系统,减少暖通系统的能耗,减少建筑能耗,通过节能环保理念达到节能的目的,在优化设计中降低损耗率[1]。1.2经济理念设计人员不仅要遵循节能环保的原则,还要遵循经济性的原则,降低暖通空调系统的建设成本、运行成本和维护成本,最大限度提高城市建筑暖通工程的经济效益。在能耗方面,按照节能理念进行设计,暖通系统能够对热量进行循环利用,减少电能损耗,能够起到节约成本的作用。按照新理念的要求设计暖通系统,能够节省大量资金,呈现出更优质的节能效果,使暖通系统具有更强的适用性[2]。2基于新理念的城市建筑暖通设计要点2.1按照规范进行设计在新理念的指导下进行设计,需要保证暖通系统的节能性,遵循环保的原则,考虑建筑使用者在室内的舒适度,设计师应参考建筑暖通系统的相关规范,严格按照规范设计暖通系统,明确暖通系统设计任务,如图1所示。设计单位和施工单位要重视城市建筑暖通工程的新理念,最大程度减少暖通系统对环境的影响,降低暖通系统总能耗。设计人员需要到现场进行调研,在实地考察的过程中掌握现场真实情况,在此基础上设计暖通系统。施工单位对暖通系统进行施工时,同样要参考暖通系统的施工规范,根据设计图纸和施工方案展开各项工作[3]。10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.016.F001图1暖通空调系统设计任务2.2运用先进技术(1)余热循环技术。该技术能够节约大量能源,减少能量流失和能源消耗。在城市建筑暖通设计中运用余热循环技术,主要是对系统中的热量进行循环利用。对进行设计时,要单独设置热传输回路,不能和动力回路相连接,以免动力回路受到影响。对热能进行循环时,能够在回路中形成部分余热,这部分余热能够再次利用,能够有效提高能源利用效率[4]。(2)地源热泵技术。该技术能够满足制冷和供热的需求,对地下浅层区域的热能进行利用,将其用于建筑暖通系统中。进入冬季后,可以直接将土壤中的热量转移到暖通系统中,为建筑内部空间提供热量;进入夏季后,室内温度过高时,可以把热量转移到土壤中,将热量存储起来。地缘热泵技术属于可再生技术,限制因素较少,具有良好的节能效果,与传统暖通系统相比,地源热泵技术更加节能,能够节约40%的能源,对环境影响极小,成本相对较低。(3)流量调节技术。该技术比较先进,当天气状况发生变化时,暖通系统的流量也会发生变化,能够有效控制系统中水和风的流量,确保流量不会超过限定范围,根据实际需求进行调节,减少资源的浪费和能源的消耗。在系统运行期间,负载一直处于变化的状态,负载的变化会引发流量的变化,流量变化后,水和空气携带的热量也会发生改变,以此来控制暖通空调的制冷供热效果和通风效果。2.3科学设计中央空调在新理念的指导下设计中央空调,要注意风机管盘,根据建筑实际情况选择合适的风机管盘。在高静压的工作环境中,风机管盘并不会起到太大的作用,当中央空调处于运行状态时,静压输出率会逐渐变化,为满足排风和送风需求,要重新设定排气量,同时还要调整送风量。选择和安装风机管盘时,要注意风机管盘的相关参数,中央空调风机管盘参数如表1所示。参考风机管盘的风量和输出功率,根据实际需求确定风机管盘的型号,对中央空调进行优化设计。10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.016.T001表1中央空调风机管盘参数型号风量/(m³/h)输出功率/W004675160061 018400081 35816×23城市建筑暖通设计实例分析3.1工程概况某建筑综合体属于超高层建筑,建筑中包含商业空间、酒店空间和办公空间,总建筑面积为253 854 m2。建筑有5层地下车库,塔楼的高度为333.3 m,裙房高度为27.1 m,塔楼有69层,裙房有3层。建筑的1~3层同时包含办公空间和酒店空间,4~50层为办公区域,51~67层为酒店区域,10层、20层、31层、41层、50层、59层主要是避难层,机房也分布在这些楼层中。负荷设计如表2所示。空调冷负荷为14 415 kW,热负荷为12 852 kW。10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.016.T002表2负荷设计项目建筑面积/m2冷负荷指标/(W/m2)空调冷负荷/kW热负荷指标/(W/m2)空调热负荷/kW合计159 70014 41512 852办公区102 500909 225808 200酒店低区17 6001001 750831 460酒店高区35 200853 000682 400高端办公区4 4002008801807923.2冷热源配置在不同的功能分区中单独设置冷热源。在办公区域冷源配置中,使用了水冷离心式冷水机组,共设置了4台机组,在办公区设置了一台螺杆式冷水机组,制冷空调系统为一级泵变流量系统,办公区制冷空调原理如图2所示,设置了冷却水循环泵以及冷水循环泵。在酒店区域的冷源配置中,设置了螺杆式冷水机组,共有2台机组,机组的制冷量是1 055 kW,系统中配备了2个冷却塔,每个冷却塔每小时的流量为285 m³,冷水和冷却水的循环泵各有3台。建筑暖通空调系统的热源来自市政热网和建筑地下空间的锅炉房,市政热网会在冬季提供90 ℃的高温热水,锅炉房会在过渡季提供热水,根据实际需求提供65 ℃热水或90 ℃热水,此冷热源配置方式极大降低了暖通系统的能耗,降低了制冷和供热的成本。10.19301/j.cnki.zncs.2023.03.016.F002图2办公区制冷空调原理3.3风系统设计在空间较大的大堂区域、办公空间、中庭区域设置全空气空调系统,送风口为旋流风口,组织方式包括上送下回和上送上回,能够在过渡季节提供全新风。在建筑办公区域的空调风系统设计中,运用集中新风/排风热回收系统,安装定风量阀,为办公区提供充足的新风,机组安排在50层以下的避难层中。每个楼层的风将通过核心筒的井道进行转移,经过新风换热处理,将其排出。4~29层将新风系统与风机盘管相结合,31~49层主要为变量空调系统。裙房一层使用了多联机空调,安装了新风系统,新风量为30 m³/(人·h)。在酒店客房区域的空调风系统设计中,主要使用了新风系统以及风机盘管,机组主要分布在59层避难层中,在排风的过程中,热管热回收组合式机组能够收集冷量或者热量,起到节能作用。在其他区域的通风系统设计中,厨房空间的通风系统主要包括全面通风系统和排油烟系统等,厨房补风系统的补风量是排风量的85%。排放油烟时,运水烟罩主要负责初步处理,油烟净化机组负责二次处理,确保厨房油烟排放浓度在2 mg/m³以下。变配电室的通风系统主要为机械送排风,根据变配电室内部的温度控制风机,温度超过40 ℃时,送排风机开始运行,温度降低到35 ℃以下时,送排风机停止运行。如果监测到火灾,风机会停止运行,避免新风使火势越来越大。灭火后,手动打开风机,排出有害气体。在卫生间、设备间等区域的通风系统设计中,设置了机械排风系统,部分空间通过排气扇排风,在垃圾房,将活性炭放置在风机前,吸附异味。通风系统的设计考虑了各个空间的功能和实际需求,基本不会浪费能源,满足节能要求。3.4水系统设计在建筑办公区域的空调水系统设计中,将系统设计为分区两管制水系统,其中一个管路为空调箱供冷、供热管,该管路单独连接分水器;系统的另一个管路为变风量外区再热空调热水管,该管路夏季关闭,只在冬季开启,单独连接集水器。办公区域的换热机房主要分布在地下3层、地上10层、地上30层。在酒店区域的空调水系统设计中,10层以下的酒店区域为四管制水系统,冷热水来源于地下3层,52~69层酒店区域同样为四管制水系统,冷水来源于制冷机房,热水来源于60层换热站,风机盘管连接集水器,水系统连接分水器,不同的楼层设计了不同的水系统,减少了整个空调水系统的能耗。3.5节能设计为了满足节能的要求,对空调冷水系统进行节能设计,采用了大温差供回水的方式。在冷却塔的节能设计中,采用了直接供冷系统,如果温度较低,冷水机组就会停止运行,当温度在5 ℃以下时,冷却塔就会转变为免费供冷模式,降低冷却塔的能耗,满足新理念关于节能降耗的要求。在空调排风系统的节能设计中,引入了全热回收机组,能够对排风的热量和湿度进行交换,利用该能量对新风进行处理,达到预热或预冷的目的。4结语城市建筑暖通设计要改变传统的设计思路,设计人员要对新理念的内涵进行研究,以节能降耗为设计目标,合理选择冷热源,重点对通风系统和水系统进行节能设计。设计人员还要研究暖通空调系统的节能技术,利用余热循环技术对热量进行二次利用,利用地源热泵技术存储热量,通过土壤中的热量降低暖通系统的能耗,利用流量调节技术控制流量,根据实际需求供热和制冷,提高能源的利用率,避免室内热量流失,减少电能的消耗,降低暖通系统运行的成本。
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