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当前位置: 首页 > 新闻中心 > 亿博官网 - 亿博电竞亿博电竞 亿博官网亿博电竞 亿博官网亿博电竞 亿博官网在计划经济时期,我国北方地区建设了大量的节能建筑,这些既有建筑内的采暖系统以单管顺流式为主。由于单管顺流式系统的用户,一户内有若干个产管,每根立管中的热水自上而下流过每一层的散热器后进入回水管,与大家设想的热量计量条件不同:即每一户只有一个给水入口和一个回水出口,具有测量流量和温差的条件。因此有人认为单管顺流式系统不可计量。实际上,不同的采暖系统形式,需采用不同的工作大批量制造的计量仪表。为解决既有建筑采暖系统的计量问题,我们在96年开始的中加合作项目--既有建筑节能改造中,对该问题进行了探讨。
采用单管顺流式系统的建筑物,在每一户内,是以相互独立的每一组散热器来进行供热的,户内各房间的散热器的相互独立特点,可采用按照公式(1)原理制造的计量仪表。
由式(1)可见,只要测得室内温度及散热器平均温度,确定仪表的采样时间,即可得出散热设备放出的热量Q。测量tp的方法不同,热量计量的方式也不同。目前按照式(1)制造的仪表有两种,一种是蒸发式仪表,一种是电子式仪表。
在既有建筑改造试点项目中,采用的电子式计量仪表就是通过测量散热器的进出水温度和室内温度的方法,进行热量计量的。散热器的进出水温度传感器安装在每组散热器的进出水的支管上。这样对于一个具体房间来说,房间供热量QZ应是散热器的散热量与管道散热量之和。
理论分析表明,由于水温不同,每层房间的管道散热量不同。表1是一个具有6根立管、5层建筑物的管道散热量占房间供热量的百分比情况。采暖系统为异程式带跨越管的单管顺流式系统,两根立管的间距为3.3m,建筑物层高为3.0m,立管6是最远立管。由表1可知,不同楼层不同立管管道散热量是不一样的。靠近主立管处管道散热量占房间供热量的5.2%~10.1%,最远立管为4.3%~7.0%,系统平均为6.35%。如果仅计算散热器散热量,则房间的供热量将少计6.35%.
通过对欧美的采暖系统分析,我们发现,西方国家在计量中,不考虑管道散热量是由于他们使用的管道直径较小,或者有保温,或者保温后埋入地面内。这与我国的国情是不相符的。为此有必要探讨一种既能减少水温测点,又可提高计量精度的方法。
对于单管顺流式采暖系统来说,房间供热量应是散热器的散热量与管道散热量之和。由于每个房间内的管道规格不同,水温不同,因此每层房间的管道散热量不同。对于图1所示的立管来说,各层房间的供热量应为:
Qg3、Qhl--第3、1层立管与供水(回水)管道相连接部分的散热量,W;
上述公式中,未知量太多,无法求解。需依据温度敏感元件的设置情况,在补充若干个方程后,即可利用计算机求出各个房间的供热量。
对于一栋5层的建筑物来说,理论分析表明,无跨越管的单管顺流式采暖系统,进出水温敏感元件可减少40%。为了对各种计量方式比较,将考虑管道散热量以后,传感器不减少时的测得的房间供热量,计为方案1;将考虑管道散热量以后,传感器减少40%时测得的房间供热量,计为方案2;将不考虑管道散热量以后,传感器减少40%时的测得的房间供热量,计为方案3。经计算可知:
(1)计算管道散热量以后,方案1和方案2相比,水温敏感元件减少前后,测得的每个房间供热量基本相同。每根立管上各个房间供热量之和的最大误差为-0.33%。整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为-0.25%。这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要多计算0.25%。
(2)如果不考虑管道散热量,方案1和方案2相比,水温敏感元件减少前后,得出的每个房间供热量相关较大。每根立管上各个房间供热量之和的最大误差为8%。整栋楼各个房间供热量这和的平均误差为7.3%。这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要少计算7.3%。
(3)方案2与方案4(水温敏感元件不减少,但不考虑管道散热量时)相比,得出每个房间供热量误差。经计算可知,如果不考虑管道散热量,每根立管上各个房间供热量之和的最大误差为10.8%。整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为6.62%。
(4)方案3和方案1相比,得出的每个房间供热量误差。可知:靠近主立管的立管所在的顶层和底层房间,由于不考虑管道散热量,最大误差为12.2%。其余房间最大误差为10.4%。
由此可知在,利用较少的水温敏感元件,对无跨越管的单管顺流式采暖系统房间供热量计量,是完全可知地的。同时使水温敏感元件减少40%。这不但减少设备,而且减少安装工程量。
按照人们的习惯做法,带跨越管的单管顺流式采暖系统房间供热量计量方法与无跨越管的单管顺流式采暖系统一样,需在每组散热器的进出口设置温度敏感元件。理论分析表明,有跨越管的单管顺流式采暖系统,进出水温敏感元件可减少30%。为了对各种计量方式比较,将考虑管道散热量以后,传感器不减少时的测得的房间供热量,计为方案5;将考虑管道散热量以后,传感器减少30%时测得的房间供热量,计为方案6;将不考虑管道散热量以后,传感器减少30%时的测得的房间供热量,计为方案7。经比较可知:
(1)计算管道散热量以后,方案5和方案6相比,水温敏感元件减少前后,测得的每个房间供热量基本相同。整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为0.32%。这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要少计算0.32%。
(2)如不考虑管道散热量,方案5和方案7相比,整栋楼各个房间供热量之和的平均误差为7.19%.这表明采用此法,整栋楼各个房间供热量之和要少计算7.19%。
(3)方案6和方案8(水温敏感元件不减少,但不考虑管道散热量)相比,得出的每个房间供热量误差。可知,如果不考虑管道散热量,整栋楼各个房间供热量之和平均误差为7.02%。
(4)方案7和方案5相比,得出的每个房间供热量误差。可知:靠近主立管的立管所在的顶层和底层房间,由于不考虑管道散热量,最大误差为11.4%。其余房间最大误差为10.9%。
由此可知,利用较少的水温敏感元件,对有跨越管的单管顺流式采暖系统房间供热量计量,是完全可行的。同时使水温敏感元件减少30%。这不但减少设备,而且减少安装工程量。
目前我国公共建筑采暖系统无有效的调控设备,由于采暖系统自身水力工况失调的原因,导致各用户冷热不均。一些用户的室温达不到设计标准要求,甚至还要辅助加热;而另一部分用户则室温过高,开窗通风,导致热量浪费。因此,为了国家的计量收费政策能够顺利实施,就必须解决好既有建筑采暖的供热计量问题。而完全废弃旧有的系统不但成本高,而且工程量也大。相对来说对原有供热采暖进行合理的改造就是最好的选择[1]。
当前国内学者对温控计量供热系统的研究较多,对于原有供热系统改造的研究中目前大都是针对住宅建筑,而对公共建筑的研究也只是定性浅显的分析。因此,对既有公共建筑供热采暖系统改造以实现分室控温,这一课题的研究成果具有十分广阔的应用前景。
公共建筑从用途、规模和供热规律等方面都与住宅存在许多差别。首先从热计量方式上来说,公共建筑表现在用能单位所属关系相同。某些较大型公共建筑用户一般都隶属于一个单位或部门,这样只要在建筑物热力总入口安装热量总表,即能实现按用热量计量收费。其次其供暖时间集中,规律性强。绝大多数办公建筑的用热时间集中,除工作人员上班期间,供热系统仅维持在值班温度即可。可见原供暖系统一天中近2/3的时间供应的热量被浪费掉了。其次就是终端用热设施统一化程度高,各房间的用热设施安装结构基本相同,进行供热系统的改造相对较容易。最后建筑围护结构节能相对较好。
温控计量供暖系统中热负荷是随着用户室温调节特性而变化的,表现为一定的阶段性、规律性。由于热用户调节特性和房间蓄热的差异,室温变化也不相同[1]。
我们将公共建筑的温度调节过程分为四个阶段:由值班温度到正常室温的升温阶段、维持正常室温阶段、由正常室温到值班温度的降温阶段、维持值班温度阶段。
升温阶段即是将室温从较低状态,迅速升高到期望的室内温度的阶段,这时供暖系统需要超量调节来满足迅速提高室温的需要。供暖设备的供暖量一般在整个升温期内是一个常量。
恒温阶段,当室温上升到用户需要的调节温度时,设备供热量如果保持不变,将导致室温温度持续升高,将不满足用户的热舒适要求,这时不需要原来那样多的热量,设备的供热量开始减少。这时的供热量除供给由于室内外温差引起的热量损失外,由于过程尚未稳定,还要供给补充内外维护结构及家具的蓄热。由于这部分蓄热量不断减小,供热量也不断减小,最后供热量只供给由于室内外温差引起的热损失。这正是传统的连续供暖时稳态计算所需的热负荷,此时散热设备的热负荷与建筑热负荷应该是相等的。
降温阶段,热用户由于晚上下班等原因需要降低室内温度以节能,通过温控阀将室内温度设定到较低温度(值班温度)。
在调节过程中,建筑物维护结构、设备、等的蓄热、放热,对室内温度和表面温度的波动起到调节作用。这种调节作用必然导致室内温度的变化相对于系统的供热量的变化有一定的时间延迟性,因此为了保证热用户在使用时房间温度处于要求的温度范围内,必须要考虑供暖系统预热期时间。预热时间的长短与很多因素有关,其中包括建筑物的蓄热性能、供热能力、室温波动范围以及气候条件的。而建筑物的蓄热特性也受到诸多因素的影响,主要包括以下几个方面:(1)蓄热材料的热物性,如材料的热容量、导热系统、厚度等;(2)蓄热墙体的结构、朝向、保温及其位置布置;
按照原公共建筑功能及其采暖系统使用规律相近原则将公共建筑分了五类,并分别对其系统改造以及温控计量方式进行探讨[2] [3]。
旅馆类建筑 该类建筑与住宅建筑在运行方式方面有相近之处,每个房间都应该能满足由入住的人按照自己的需求进行调节控制。采暖运行方式不连续且无规律,需要满足区域性的独立调节。当有人员在室内的时候开启采暖,室内无人员时设置为值班采暖。原系统一般为垂直单管顺流式系统,适合改造成垂直双管或垂直单管跨越式系统,且在每个房间都安装温控阀;
办公类建筑 该类建筑中的办公建筑主要是工作人员办公的场所,办公楼的用热时间集中,规律性强,绝大多数工作人员统一上下班。且这类建筑原系统一般为垂直单管顺流式系统,适合改造成垂直单管跨越式系统,且将温控阀安装在垂直立管的顶端即可满足温控的要求,特别的对于办公类建筑中部分如会议室这样采暖运行不规律的房间,应独立设置温控阀。这类建筑的计量装备只需安装在整栋建筑的热力入口处即可。
商场类建筑 该类建筑有严格的营业时间,商场采暖运行方式同营业时间相一致,但由于商场的灯光和人员散热量较大,商场内区应在下午时刻采取值班供暖或是停止供暖来防止过热的情况出现。该类建筑采暖运行规律性强,但不连续,且调节时只需作出大范围的整体调节即可。原系统为垂直单管顺流式系统的适宜改造成垂直单管跨越式系统,温控阀的安装只需在垂直立管顶端安装,以便做出整体的温控调节。原系统为水平单管串联式系统的只需在每个串联入口处安装温控阀即可。这类建筑的计量装备只需安装在整栋建筑的热力入口处即可。
文体、交通类建筑 文体类建筑中主要包括影剧院和体育场馆等,该类建筑为空间较大层高相对较低的建筑,而且主体房间使用时间上无规律,采暖运行方式应考虑在房间使用时进行供暖,其余时间采用值班供暖。该类建筑采暖运行方式不连续且无规律,调节时作出大范围的整体调节亦能满足要求。交通类建筑主体建筑候车大厅、候机大厅均是高大空间类型,该类建筑采暖运行方式连续,采暖调节时,区域性调节浪费,只需整体调节就能达到要求。应注意的是当车站、机场旅客较多时,人员的负荷足够时应进行值班供暖。这类建筑适合改造成可温控水平单管串联式系统,对于高大空间温控我们只要求满足室内人员所处位置温度适宜即可,为了不浪费能源,尽量采用分区控温,在每个串联环路的入口安装温控阀即可,特别对于文体类建筑,由于使用间断性比较强,应在建筑热力入口处安装总温控阀,以便在长时期内不适用该建筑时进行整体调节。
本文主要研究了既有公共建筑室内采暖系统特性,同时对供暖系统温控计量改造的相关技术进行了研究,得出以下结论:
1.对既有公共建筑采暖系统的改造,本着方便和经济的原则,且要充分考虑公共建筑的特点选用合理的改造方案。办公楼、商场类建筑原系统一般为垂直单管顺流式系统,且采暖具有一定规律性,适合改造成可温控垂直单管顺流式和垂直单管跨越式系统,温控阀安装在垂直立管的顶端即可,计量装置安装在建筑热力入口端即可满足计量要求;旅馆类建筑其采暖无规律性,且需要分室独立控温,适合改造成垂直双管或垂直单管跨越式系统,且在每个房间都安装温控阀;文体、交通类空间较大的建筑适合改造成可温控水平单管串联式系统,对于高大空间温控我们只要求满足室内人员所处位置温度适宜即可,为了不浪费能源,尽量采用分区控温,在每个串联环路的入口安装温控阀即可,特别对于文体类建筑,由于使用间断性比较强,应在建筑热力入口处安装总温控阀。
2.从散热器的工况分析研究,散热量对供水温度的变化很是敏感,对流量的变化则是随着其值的增大而逐渐减小。通过散热器的流量在一定范围内变化对散热量的影响较供水温度的影响小。同时,提高散热器的面积后,流量随负荷变化先减缓后增大,这对于调节是有利的,增大散热器面积,系统改造的增加,同时循环水量减少,使得运行费用降低。通过对改造后系统热负荷计算方法的分析,为了满足调节需求,设计时我们需要将负荷提高10-15%计算散热器面积或将散热器面积提高6-10%进行设计。
3.供热系统温控计量改造节能效益明显:一是通过温控阀利用太阳辐射、人体和室内电器散热、办公设备散热等自由热;二是用户可以根据需要调节室温,在办公室有人值班工作时进行供暖,晚上下班无人留守时调节室内温度,节约能源和热费。
[1] 涂光备等编著. 供热计量技术[M]. 中国建筑工业出版社, 2003年
[2] 王东魁. 既有公共建筑采暖系统形式的改造研究. 哈尔滨工业大学硕士论文. 2009年: 32~35
我国建筑采暖能源基本都是以煤炭为主,占采暖能源总量的百分比超过70%以上,采暖期城市大气污染指标普遍超标,造成严重大气环境污染。二氧化碳造成的地球大气外层的“温室效应”,严重危害人类生存环境;烟尘、二氧化硫和氮氧化物也是呼吸道疾病、肺癌等许多疾病的根源,环境酸化、酸雨也是破坏森林、损坏建筑物的罪魁祸首。显然,运用节能系统,利用可再生能源,提高能源应用效率,降低建筑能耗,提高建筑节能效果是改善大气环境的重要途径。
通过本课题研究,推动水源热泵低温地板辐射供暖系统这一类节能技术的普及应用。它不仅可以减少住户后期建筑运行能耗费用,还能有效地减少常规化石燃料的消耗,缓解当前大气污染,更能为建筑使用者提供一个更为舒适和健康的空间。
水源热泵是一种能从自然界地下水中获取低品位热能,经过电力做功,提供可被人们所用的高品位热能的装置。热泵工作时消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,通过传热工质循环系统提高温度进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分,这样就以小部分的能源(电能)获得了更多的热量。
低温地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。它以低于60℃的低温热水为热媒,通过埋设在地板内的塑料管把地板加热,以整个地面作为散热面,均匀的向室内辐射热量,是一种对房间微气候进行调节的节能采暖系统,具有热感舒适、热量均衡稳定、节能、免维修、方便管理等特点,是一种极为理想的采暖方式。
水源热泵系统结合低温地板辐射采暖系统为小区住户提供冬季供暖,将更加的节约冬季供暖耗能。本课题将对小区水源热泵低温地板辐射供暖系统节能效果进行分析研究。
本工程位于河北省邢台市东部地区某县城,此县城区域内无城市集中供暖系统,且地下水资源较为丰富,故采用水源热泵低温地板辐射供暖系统。本项目总建筑面积为4.5万m2,其中住宅建筑面积为3.20万m2、首层车库及储藏室建筑面积为1.53万m2、地下储藏室建筑面积为0.53万m2、配套公建建筑面积为0.26万m2、沿街商业建筑面积为0.4万m2,此次采暖设计为住宅、配套公建及沿街商业,采暖总面积约为3.86万m2。
地下水温度常年保持在16~18℃,水源热泵系统利用地下水作热源,冬季供暖,节约大量运行费用,经济效益显著。水源热泵系统提供的供暖水温在50℃左右,回水温度在40℃左右,结合室内末端低温地板辐射供热系统,可最大限度地利用电能提取的地下水的热量为住户供暖,同时50℃左右的供暖水温可最大限度地提升地暖管的全寿命周期。根据国家相关规范和标准以及节能要求,本项目采暖热负荷取45W/m2。因此,项目总热负荷约为1737kW。
国家相关规范标准规定,冬季供暖室内气温应达到18℃±2℃。首先需要通过采集采暖用户室内气温,用来确定本项目水源热泵低温地板辐射供暖系统是否满足冬季供暖要求。
选取了小区离水源热泵机房远端的1#楼三单元102、502,2#楼四单元102、502,3#楼四单元102、502,6#楼一单元101、501,7#一单元101、501为冬季室内气温数据采集点。在每一个采集点的最不利采暖房间装设一个温湿度记录仪,将温湿度记录仪调为每半小时自动记录一次温湿度,从而得到课题所需数据。
为了更加清楚、全面地了解小区内整体供暖效果,除采集最不利地区采暖室内气温外,还利用随机走访和随机抽测其他采暖用户冬季室内气温的方式,了解其他用户供暖效果。如走访住户反映温度偏低,将通过实测来认真其反映情况。使本项目供暖效果这一结论更加科学、全面。
根据《河北省居住建筑节能设计标准》DB13(J)63-2007规定,邢台市4-6层居住建筑耗热量指标为14.2W/㎡。此标准是第三阶段节能指标。[注:我国第一阶段居住建筑节能设计标准,于1986年开始实施。第一阶段节能指标是在1980~1981年通用住宅设计的建筑物耗热指标的基础上节能30%;第二阶段节能的目标是在第一阶段节能的基础上,节约30%(即所说的节能50%标准);现在执行第三阶段节能目标,是在第二阶段节能的基础上,再节约30%(即所说的节能65%标准)。] 那水源热泵低温地板辐射供暖系统节约多少能源呢?
本项目采暖面积约为3.86万㎡。项目水源热泵机组总输入功率为365.4kW,2台循环水泵运行配电功率为30kW,潜水泵运行配电功率约为110kW,其他设备约为13.5 kW,则冬季总配电功率为518.9kW,取520 kW。 则项目平均耗热量为520000W ÷38600㎡=13.5W/㎡
与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50~60%。水源热泵与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比有明显的优势。锅炉供热只能将90%~98%的电能或70~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用。因此水源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。水源热泵系统无任何污染,由于该机组在制热过程中无任何燃烧化学反应,不排放任何废弃物,无需设烟囱,1万平方米的建筑物一个采暖期即可节煤350吨。可推算出,本项目水源热泵低温地板辐射供暖系统每年可节煤1300多吨,环境效益显著。
(1)与其他普通空调器相比,水源热泵低温地板辐射供暖系统与传统锅炉采暖初相差不大, 但运行费用低,在满足相同的热负荷条件下,水源热泵低温地板辐射供暖系统可节省运行费用。
(2)由于水源热泵低温地板辐射供暖系统无需直接消耗燃煤、天然气,使用便捷;可以有效减少温室气体的排放,对环境保护有积极的促进作用。
[1] 洪雯.建筑节能:绿色建筑对亚洲未来发展的重要性[M].北京:中国大百科全书出版社, 2008:1~8.
[2] 王臻. 华北地区绿色住宅建筑储能及其经济性分析研究 [D].邯郸:河北工程大学.2009:1~50.
[3] 孙凤明,尹宝泉,李娟.仿生与建筑中太阳能利用的解析[J].华中建筑,2008.3 :60-62.
[4] 清华大学建筑节能研究中心著.中国建筑节能年度发展研究报告·2007[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.1~61.
[5] 郁文红.建筑节能的理论分析与应用研究[D].天津:天津大学.2004.6:5~23.
[6] 柳孝图.建筑物理环境与设计.北京:中国建筑工业出版社,2007:24~35.
作者简介:王臻,(1985.6--),男,助理工程师,邢台矿业工程有限责任公司.
论文摘要:自改革开放以来,随着我国建设事业迅速发展,新建高层建筑逐步增加。就我国目前能源形式不容乐观,降低建筑能耗是落实科学发展观可持续性发展的重大战略性举措。就哈尔滨市的一栋住宅楼分别采用连续采暖和间歇采暖两种不同采暖方式的对比研究,从人体舒适感和环境保护两个方面揭示了连续采暖的优越性。
改革开放后,我国建设事业发展迅速,尤其是近年住房制度的改革极大地促进了住宅产业及国民经济的发展。目前每年新建房屋子17-18亿平方米。随着大量的新建筑,建筑能耗指建筑使用能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事、家用电器等方面的能耗,其中采暖、调能耗约占60%-70%。根据1998年估算的数据,中国建筑用商品能源消耗已占全国商品能源消费总量的27.6%,接近发达国家的30%-40%。我国的能源形势是严峻的。我国的煤炭、石油、天然气、水资源的人均拥有量约为世界平均值的1/2,1/9,1/23.1/4。对于人均能源消费量1t的标准煤,仅是世界人均能源消费不到2.4t标准煤的一半,因而降低建筑能耗,实现可持续性发展,是节约能源之路。事实上改变传统的供暖方式是节约能源的出路。作为办公楼、礼堂、实验和教学楼、学生宿舍等,供暖的需求是不一样的,不需要24h恒温供暖,应采用间歇制度,以实现用热与供热相协调。对于在较大集中供热系统中,也可采用分建筑物的分时供暖方法,由于不必同时给各建筑物供暖,热源规模及运行负荷大大减小,从而减少热源,并实现按需供热的长远目标。
供热采暖方式有很多不同的方式,热水、电热、地热等等不同的方式,近几年来一种新型环保节能的供热采暖系统,在日前通过了中国能源研究会组织的专家鉴定。专家认为,该系统为国内首创,具有国际先进水平。这种供热系统改变了传统的供热采暖方式,它的传热不是用介质水,而是以复合化学介质‘`ZGM’’为热传导工质,打破了传统的以水为工质的热传导模式。这种复合化学介质“ZGM’’无毒无味、无腐蚀性、不挥发、不燃烧、不怕冻、不结垢。使用该介质的采暖系统,长退快、均温性好、热稳定性能好,并且结构美观、安装灵活,解决了国内现存的单管系统无法解决的问题。该系统能节省40%-50%的能源。由于不用水,所以能大大降低城市用水量。该系统由北京新世界能高科技发展有限公司制造,是一种最佳的冬季采暖方式,适宜院校、机关的冬季采暖使用。
院校、机关建筑具有多类型、多用途的特点。主要包括:办公楼、教学楼、学生宿舍、教工家属楼、实验室、礼堂、体育馆、校办工厂等。院校供暖有两个特点:其一,对于间歇供暖,各种类型建筑物的供暖时间是不一样的,对于礼堂、体育馆等,它的使用时间特别少,其它时间可按值班采暖设定,因此它的供暖间歇性很强:对于学生宿舍,在上课时间(包括晚自习)可按值班采暖设定,而早、中、晚的休息时间才保证供暖:对于办公楼,下班时间可按值班采暖设定,上班时间才保证供暖;而对于实验室、教工家属楼等,在供暖时间上应根据具体情况加以控制。其二,学校的另一特点是有寒假。在寒假期间(约35天),院校的大部分建筑可以只保证值班供暖。基于以上特点,采用适合的供暖方式和方法,院校供暖的节能效果会很显著。
随着我国建筑行业的持续升温,暖通工程得到了长足发展,暖通工程是建筑工程项目中比较重要的一部分,其质量的好坏直接影响整个建筑的使用功能和质量。暖通工程主要包括以下以下施工环节,采暖空调施工、消防系统施工、通风系统施工等等,想要确保这些施工环节的质量,就必须在施工开始前制定出科学合理、切实可行的施工组织设计,并编制相应的施工操作规范,这有助于进一步提高施工质量。然而,通过对一些建筑暖通工程施工进行调查发现,虽然各施工单位也都按照一定程序在进行施工,但是却仍旧存在很多影响施工质量的问题,具体体现在以下几个方面:
这一问题在很多建筑暖通工程施工都十分普遍。施工方案是进行施工的主要依据和执行标准,它与有着非常密切的关系,施工顺序是否合理、施工方案是否可行是当前暖通工程施工方案制定过程中存在的主要问题。由于建筑工程项目的建设周期相对较大,并且也比较巨大,其中不乏一些较为复杂的项目,这样一来就使得实际施工中,常常会发生变更合同的情况,但是由于暖通工程比较特殊,一旦变更合同便会直接导致工程价款和施工工期受到影响,这样一来施工单位为了赶工期、抢进度,势必会忽略质量,从而在施工过程中埋下了许多质量隐患,这些质量隐患有的是可以检查出来的,而有一些则是无法通过检查找到的,这样的隐患问题大部分都会在建筑投入使用后逐步显现,从而严重影响了建筑的使用功能,为此,必须对这一问题予以高度重视。
施工图纸控制施工标准,图纸的正确与否直接关系施工质量,在实际工程施工中,由于存在认识不足或是现场情况没有深入了解,造成设计图纸中相关规定在实际中无法进行,延误了工期,当前,图纸设计问题主要集中在设计的内容不完整,没有完全包括暖通工程施工规范的内容和规定,容易出现偷工减料,减少投入等现象。
暖通工程是整个建筑工程的尾工,但是,其正常的进度实施对于整个工程进度的实施意义重大,目前,在暖通工程实施的过程中,存在工程进度过快不能保证质量的问题,同时也存在工程进度过慢延误工期的问题,因此,加强制定阶段性的工程进度规划,保障分期规划的顺利实施,确保整体工程的按期完成。
水暖是地板辐射采暖的其中一种,也是目前最流行的一种采暖方式,它比起电暖还是相当有优势的。水暖是通过地面盘管,管道里有循环流动的热水,通过地板辐射层中的热煤,均匀加热整个地面,利用地面自身的蓄热和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,来达到取暖的目的。热量通过我们地板传到室外,这部分损失掉的,地板采暖一定不能用于内保温的房子。外保温跟散热器采暖没有大的区分,没有本质上的差异。地板采暖同地区、舒适度有关,东北地区太冷,为了达到采暖的热损失要求,必须增加地板表面的温度,增加了我的供损温度,比如脚底 35 度,头上 25 度,这样人就会不舒服。德国有一个标准,地板表面的温度不允许超过 30 度,超过 30 度对我们人体有严重的伤害。
根据管道性能和用途的不同,仔细分类,给水管道包括生活用水,消防用水。排水管道包括生活污水,生活废水等其他的排水。热力管道,包括采暖,热水供应,空调空气处理设备中所需的蒸汽或者热水。空气管道:包括通风工程、空调系统中的各类风管,以及某些生产设备所需的压缩空气管。供配电线路或电缆:包括动力配电、照明配电、弱电系统配电等,其中弱电部分包括共用电视天线、通信、广播及火灾报警系统等。合理布置各专业管线,提高建筑物有效使用空间能为我们将来各种的后备工作留有余地。
暖通空调系统设备噪声超标与处理噪声在我们的日常生活中无时无刻不存在,如果暖通给我们一个舒适的环境,但是却让我们置身于设备的噪声中,那我们真是哭笑不得啊。而暖通技术中最容易产生噪声的就是空调末端设备运转。由于风机盘管技术比较成熟,国内许多厂家的风机盘管产品噪声指标都能达标。而大风量空调机组的情况却不尽如人意,往往噪声实测值比厂家提供的产品样本参数高出不少。因此,设计中要标出对设备噪声参数的要求,对设计时采用大风量空调机组应考虑隔声措施。当空调设备进场时应及时开箱检查,大风量空调机组未安装前最好进行通电试运行,发现噪声超标应及时更换、退货或修改完善消声措施,避免工程进人调试阶段才发现空调机组噪声超标而造成返工情况。及时的发现问题,解决问题。特别是在设备安装,水管安装,风系统的安装都要注意用防噪声的工艺,以确保各种情况引起的噪声。
供暖前期,地暖外网系统为独立系统不得和其他系统并用。地暖系统注水时应注意注水的速度不能过快,以免带进过多的空气造成系统排气不畅。注水时应松开分水器上的放风阀。使系统内的空气排出直至清水流出后冉将放风阀关闭。地暖系统在注水时应一个单元或单层楼注水,检查进、回水阀是否开启,以上须有施工人员在场,直到全部注满,系统处于正常运行状态为止。
总而言之,随着建筑工程项目的不断增多,暖通施工也必然会随之增多,而想要确保暖通工程的施工质量,就必须了解并掌握施工技术要点,并在实际施工过程中,做好质量控制工作,以此来确保暖通工程的整体质量。这就要求暖通施工人员应当熟练掌握与暖通施工相关的技术要点,并能够将之合理应用当工程施工当中,同时施工人员还应当树立起正确的质量意识和安全意识,这对于确保施工顺利进行意义重大。暖通施工是一项较为复杂且系统的工作,其中涉及的环节相对较多,只要某个环节出现问题都有可能影响到整体施工质量,为此,必须对每一个细节性问题都加以注意,只有这样才能建设出最优质的产品。
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能源是一个世界性问题,我国近年很重视建筑的节能。建筑的节能由两部分组成,一是建筑物节能,二是供热采暖系统节能。建筑物的节能主要通过提高围护结构保温性能和改善门窗密闭性来实现,采暖供热系统要通过提高锅炉运行效率和管网输送效率来实现;建筑物的节能一般较易实现,它侧重于建设时的建筑热工;供暖系统的节能则涉及开发节能产品、改进设计和提高运行管理水平等几个方面。
外墙保温分为外保温和内保温两种方式,其中外保温较内保温具有明显的优越性;!墙体外保温对建筑主体结构有保温作用,可避免主体结构产生大的温度变化,减少热应力,延长建筑物寿命。
外保温有利于消除或减弱建筑物热桥的影响,避免内保温方式容易产生的墙体表面潮湿、结露、发霉、淌水等问题。内保温对于冬季湿负荷较大的房间(如厨房和浴室)不太适合。
保温层在室外侧,主体结构在室内一侧,蓄热能力强,可避免室温出现较大的波动。
墙体外保温改造可减少对住户家庭生活的干扰,并可避免住户对保温层的破坏,不减少住户的原有使用面积,外保温在新建住宅中广泛采用,在未来大范围既有建筑节能改造中也将占主导地位。
不能人为地按需调控、缺乏计量和调控设施同样是我国建筑供暖能耗大的一个原因。因此既有建筑的节能改造不仅要改善建筑物的热工性能,而且要改造现有的供暖系统。伴随着我国供热制度改革,传统的单管或双管上供下回式供暖系统应该逐渐淘汰,一户一表的供热方式应在既有建筑改造时同步进行,而且散热器必须增设温控阀,线住宅屋顶保温改造
最简单的方式是直接铺设挤塑聚苯板BPS板),用石块或混凝上块压住即可。挤塑聚苯板的保温和防水性能已满足使用要求,目‘对下而的屋而防水层起到保护作用,因而新旧建筑均已采用。由政府出资的旧房屋顶平屋而改坡屋而也正在大中城市中进行,此项措施不仅可以满足屋顶的节能改造需要,对城市景观也起到美化作用。一些地方还在坪改坡”的同时进行建筑加层,做为商品房出售,这样做一举两得,这样屋顶的建筑节能保温改造费用可以省去。
建筑节能改造后的窗户一般将采用保温密闭性能较好的塑料双玻窗,传热系数可由塑料单玻窗的50W/(m2.k)降为3.2W/(m2.k)。有条件的住户还可采用保温性能更好的塑料中空玻璃窗,传热系数可降低到2.5W/(m2.k)。中空玻璃是以密封的干燥空气为介质,因此传热系数比双层窗更低,中空玻璃中间的干燥空气还可以避免外层玻璃内表而的结霜结露问题。国外已广泛采用低辐射中空玻璃窗,传热系数可降低到2.0W/(m2.k)以下。
供暖系统的水力热力平衡,直接影响用户的采暖效果和供热装置的能耗。目前热水采暖系统在运行中水力失调极为普遍,造成室温不均衡,热力失调主要分为垂直失调和水平失调。垂直失调:目前大多数供暖系统为单管顺流式,理论上讲该系统不象双管系统那样存在垂直失调,但是实际上绝大多数系统都存在着不同程度的垂直失调。其主要原因是设计计算时没有扣除干管、立管、支管的散热,暖气片面积选择过大,以及高层建筑热压影响等。这种失调形式多为上热下冷,为了保证下层房间达到设计要求温度,上层房间室温必然高于设计温度,由此造成大量的能量浪费。水平失调:在室内采暖系统中表现为各立管间的水力失调,从而造成不同立管房间温度的差异。表现在室外供热管网,则为不同建筑物之间的水力失调,一般多为近热源端建筑物室温较高,远热源端室温较低。其主要原因是外网水力计算时管径选择不合适或用户初调整不当等。因此为了保证远端用户的室温,就必须增大最远用户的供热量.从而又势必使近端用户室温过高。为了解决热用户的水力热力失调现象,减少不必要浪费,应采用平衡供暖技术。即以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力热力平稳技术。平衡阀是一种特殊功能的阀门,它具有良好的流量性能,有阀门开度指示,开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。利用专用智能仪表,输人阀门型号和开度,根据差压信号就可直接读出管内流量,只要在各支路及用户人口装上适当口径的平稳阀,然后利用专用智能仪表进行调试,就可以完全实现近远端支路用户的水力热力平衡。通过安装平衡阀,还能将一、二次环路的总水量控制在合理范围内,从而克服“大流量、小温差”的不良运行工况,减少输配电能。平衡供暖技术已在小区供热系统中推广使用,取得了明显的节能效益和社会效益。
采暖管线保温效果差是普遍存在的现象,我国管网散热损失一般超过10%,而发达国家控制在5%以下。在许多单位,供暖管道上的阀门、法兰等附件有的根本不保温・有的虽然进行了保温,但破损得很严重,其热损失往往超过允许值的许多倍。据测定,一个不保温的阀门的散热量相当于1.5米裸管的散热量。有的采暖管线只是室外管路保温,而室内主干管则未加保温。保温材料的隔热性能比较差,保温结构质量不好,长期使用已见老化,部分损坏脱落。有的在地沟内敷设的管道被污水浸泡,热损失严重。过去许多供暖管道采用泡沫混凝土和膨胀珍珠岩保温,这些材料隔热性能较差,导热系数过高。有条件的单位应逐渐以新型优质保温材料岩棉来取代落后的保温材料,以减少管网的散热损失,岩棉是利用工业炉渣、矿渣或天然岩石(玄武岩)作主要原料生产的棉絮状纤维,其导热系数在0.033-0.040之间.是一种理想的建筑和管道保温隔热材料。保温外护层可使用新型的铝―玻璃钢复合材料来代替白铁皮达到节能节材的目的。综上所述,供暖系统的节能技术改造大有潜力可挖,搞好供热系统的科学管理,新技术开发和新产品的应用,将使我国的节能事业迈上一个新台阶。
作为一名从事供热的技术人员,每当在冬季,就感觉到许多不可再生的能源正在毫无意义的浪费掉,必须对这种情况重视起来,让我们有限的资源能够合理、高效、文明的为我们服务。
引言:随着现代建筑的快速发展,作为现代建筑工程的重要组成部分的暖通采暖工程也有了较大的发展与进步。暖通采暖工程的设计直接关系到采暖工程施工质量的好坏,直接关系到建筑物的使用功能。因此,暖通采暖的设计是否合理十分重要,其与建筑能耗高低有着非常密切的关系,若是暖通设计的不好,则会导致建筑过高,一旦暖通设计存在质量问题,便会对建筑使用功能造成十分严重的影响,所以,在进行暖通设计时,设计人员必须综合考虑多方面的影响因素,并采取一些有效的措施和方法,尽可能确保设计质量,这样能够避免暖通设计中一些问题的发生,进而使建筑整体能耗得到有效保障。本文主要论述暖通采暖设计中常见问题及对策。暖通设计是建筑结构设计中一个非常重要的组成部分,
《采暖通风与空气调节设计规范》明确规定: “风管不宜穿过防火墙或变形缝,如必须穿过时,应在穿过防火墙处设防火阀; 穿过变形缝时,应在两侧设防火阀。”《设计规范》中明确规定: “冬季室内空气计算参数,盥洗室、厕所不应低于 12℃,浴室不应低于 25℃。”但是在实际中,一些设计师没有严格执行规范的要求,造成部分高层建筑风管穿过防火墙却没有设置防火阀,供暖系统负荷不准、暖通设计不合理的现象时有发生。
为了追求房间的美观和便于装修,在采暖设计时一般在散热器的底部设置支管和阀门,然而这种底进底出的设计方式,散热量并不会超过标准散热量的 90%。所以,在进行散热器的设计时,应充分考虑实际散热量与标准散热量之间的关系,避免散热器散热不足的现象发生。
为了使地面热辐射采暖设计做到技术先进,经济合理,安全适用,首先要对地面热辐射管材与保温材料进行比较和选用,适用于低温热水地板辐射采暖的管道主要有聚丙烯、交联聚乙烯等,保温温板宜采用聚苯乙烯泡沫塑料。同时还应注意所供热水的温度,为了保证地热盘管的使用寿命,水温应控制在 60 ℃以下,为此可以加设换热设备来控制供水的温度,使室内温度更适宜。
热媒温度应根据地域不同、采暖系统的舒适性和安全性要求、经济性等原则进行合理设计,一般而言,在常压状态下保证热媒不会发生汽化现象的供暖系统热水控制温度为 95℃ ,但是为了增加采暖系统的舒适性,一般都会适当增加散热器的数量来适当的降低热媒的温度,具体应根据实际情况考虑。
在进行采暖入口的设置时,一方面要考虑到室内采暖系统的合理性,另一方面还要考虑到与室外的相关管线衔接的合理性,不能偏顾一方,要保证两方面均衡合理。但是,实际的工程设计中,很多工程的采暖入口设置太多。例如一个 7 层的建筑物,其室内的采暖系统设置为 10 个环路: 1 层 ~2 层设置 4 个、3 层 ~ 7 层设置 6 个。而其采暖的入口也设置高达10 个,导致和外线的衔接点过多,各个方向上都有,这样给外线施工和室内的系统调节带来很多的不便。
采暖系统在设计中的不合理主要存在以下几点: 采暖系统只有一条主立管引进,分别设置几个环路,在分环上并没有设置阀门,这就给系统调节和维护管理带来了不便; 采暖管道的布置欠合理,很难和建筑专业协调,或者将暖立管直接立在窗子上,既不美观又影响使用,或者将采暖水平管敷设在通道地面,既影响行走又不方便物品放置。
设计过程中缺乏多方案的比较,设计师应该对多个设计方案进行技术性和经济性的比较,从中选取最优化的方案进行施工。
《设计深度规定》对于暖通设计的说明应该包括室内外的设计参数、热媒参数、热源情况、采暖的热负荷和耗热量指标、系统的总阻力、散热器的型号、系统的形式以及控制方法、消声、隔振、防火、防腐、保温、风管的管道材料、安装要求以及系统的试压要求等内容。但是,目前很多的工程设计中其说明内容很不完整。
《设计深度规定》关于暖通空调的平面图所要表示出的内容给出了详细的规定。但是,实际中很多的工程设计没有按照规定进行,甚至绘制的内容出现遗漏。例如有些平面采暖图未对水平干管的直径尺寸进行标注;有的立管未进行编号; 有的虽然对立管进行了编号,但是却漏绘了立管; 有的把两层至顶层合并绘制一张平面图,虽然对散热器进行了分层标注,但是却没有标出相对应的楼层。a.系统图的深度不够。《设计深度规定》对于暖通系统绘图有明确的要求,但是很多实际的绘制当中却没有严格的遵守这些要求。例如一些采暖系统图的立管没有编号,而是用建筑轴线号替代; 一些设计图的管道标注了坡度和坡向,但是却没有标出管道起始端的标高; 有的设计图的管道变化处没有标高; 有的甚至没有绘制出采暖系统图或者立管图。b.锅炉房设计过于简单。《设计深度规定》对于锅炉房的设计也做出了规定,但是实际中,有的锅炉房设计只绘制了一个平面图,没有绘制出剖面图和系统图,很多该说明的内容没有进行说明,离深度设计的要求还很远。c. 计算书的内容不完整。《设计深度规定》中对于设计图中的计算书中应该包括的内容作了规定。但是很多的工程设计中的计算书内容不完整,有的采暖设计只有耗热量的计算,没有水力平衡和散热器选择的计算。
对于设计图纸的审查工作不能够仅仅的流于形式,应该坚持做到自审、审核和审定相结合的审查方式,对于设计的图纸和计算书进行严格的审查,确保设计图纸的质量。暖通采暖工程作为现代建筑设计的一个重要方面,其设计的好坏直接关系到采暖工程施工质量的好坏,直接关系到建筑物的使用功能。只有深入的认识了解设计中存在的问题,才能有针对性的提出解决方法,才能更好的完成建筑暖通采暖设计工作,确保暖通采暖工程的施工质量。
暖通设计是建筑物设计中的非常重要的一个方面,虽然居民住宅暖通设计比公建暖通设计更为简单,但在设计中需要重点考虑的问题仍然很多。同时暖通设计还关系到建筑节能,科学合理的设计能够提高能源的利用率,响应国家发展节能建筑和经济持续健康发展的政策要求。设计者应关注暖通设计中存在的问题,提高自身素质水平,认真贯彻、落实各设计规范要求,做出更具安全性、环保性、舒适性的设计,充分发挥暖通系统的效用,提高居民的生活质量水平。
[1]吴雁,季红.绿色建筑暖通空调设计的若干问题[C]// 第九届全国建筑物理学术会议论文集,2010(4).
我国建筑业中,占重要地位的工程是建筑采暖、通风空调工程,建筑采暖、通风空调的广泛使用,给人们带来了很大的便利,其设计以及施工质量的优劣直接对人们生活各方面产生影响,也影响到国家的节能减排方针的落实。
建筑采暖、通风空调工程节能减排是一项长期而艰巨的重任,也是利国利民的大事。想要达到建筑采暖、通风空调节能减排的目的,就要提升工程系统的控制水平、加强系统设计的合理性、加强系统设计的科学性以及推进新能源在系统中的运用,唯有如此,才能将我国建设成为节能、环保科学发展的富强国家。
所谓节能减排,主要是指降低废气排放和减少能源浪费。是建设环境友好型社会以及资源节约型的必然选择;是深入贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;同时也是推进我国调整经济结构,转变增长方式的必由之路。
在经济社会迅速发展的今天,想要实现经济又好又快发展,必须坚持清洁发展、节约发展、安全发展的理念,实行节能减排。但是目前,我国建筑设计行业多将经济利益放在首位,忽略了环境的承受力,没有考虑环保与节能。我们必须进一步加强节能减排工作,这是我们应承担的责任,同样也是应对全球气候变化的迫切需要,在今后相当长一段时期内,节能减排工作将作为一相艰巨的任务,本文将浅谈一下建筑供暖、通风空调节能减排工作。
设计理念作为建筑采暖、通风空调工程中节能的基础,是决定建筑采暖、通风空调工程能够切实节能的指导思想,建筑采暖、通风空调的节能率能否大幅度提升依靠一个良好的设计,由于目前,设计者在设计建筑采暖、通风空调时,几乎很少会考虑环境利益与节能,就造成我国建筑采暖、通风空调工程中节能并不合理。加之工程设计时间紧迫、细节方面粗糙不够精细以及相关问题考虑不够周全等问题,使得建筑采暖、通风空调工程中不仅耗费资金,运行时耗能也巨大,与国家要求的标准遥遥相望、望尘莫及。
在具体进行设计实施的时候,存在不少设计人员将国家规定的标准置之不理,并不严格按照标准设计。国家《设计规范》的规定,在热力入口的供回水总管上要安装压力温度计、和除污器,在必要的时侯,还应安装热量计。但是在现实情况中,设计人员往往忽略了在入口处装上这些装置,只注重设计入户热力装置。
目前,“调整优化”的意识在国内不少设计者的理念中都是欠缺的,所以他们的系统设计往往达不到要求。诸如相当一部分大型建筑是没有基本的研究和监控功能的,这样对能源的节约是非常不利的,在对大楼进行节能改造的时侯,许多公司往往只考虑到自身本经济利益的问题,拒绝对大楼进行改造,这样反而不利于节约能源。
建筑采暖、通风空调的广泛使用,是为了让人们享受方便的生活,建筑采暖、通风空调系统想要达到这个目的,就必须随着空气的温度、湿度以及风力、风速、风向等多方面进行改变,让人们感受到舒适的环境,由此可知,并不是仅仅通过温度的改变就能达到让人们舒适的效果,建筑采暖、通风空调控制不能仅仅限制于温度。
比如,在使用空调进行控制时,通过对湿热环境的下的研究为基础,使用热舒适模型PMV以及SET作为指标,对空调进行调试。这样,就能达到为整个系统节能30%的目的,并且在不改变人们舒适的前提下进行。
建筑采暖、通风空调工程的围护结构是设计中需要考虑的重要因素之一,因为墙体围护结构的保温性能与建筑采暖、通风空调系统负荷的大小有密切联系,只有保温性能好的围护结构,才能使建筑采暖、通风空调工程系统的降低。鉴于此,国家在出台相关建筑节能设计标准与规范条例之时,对围护结构的保温隔热性能做了重点要求。
建筑采暖、通风空调系统设计是一个庞大而细致的工程,为了提升建筑采暖、通风空调系统的合理性,在进行设计时必须考虑周全。当设计者进行设计之时,仅仅遵照最大负荷原则,这样考虑的是采暖、通风空调运行中的最大负荷。但是在实际运行过程中,通暖空调能达到最大负荷的情况几乎不会出现。由此可见,当设计者在进行设计时,必须将这种情况纳入到考虑范畴之中,不能仅仅使系统的设计满足其最大负荷运转,而忽略部分负荷运转的状态。如果不考虑到这点,反而会使得工程系统的耗能增大,违背节能的原则。
建筑采暖、通风空调的发展的瓶颈就是其能耗巨大,发展趋势是采取低品质可再生资源作为基础。目前,基于此点的分析已经取得一定成果,诸如我国地源热泵空调系统。这个系统是以地下恒温层的土壤热,达到提升系统自身的COP值,即能量与热量之间的转换比率,简称能效比,由此大幅降低这个系统消耗的能源总量。采用新能源将会对节能和环保产生巨大影响,具有划时代的意义,这也会成为以后系统发展的方向。
建筑采暖、通风空调工程节能减排是一项长期而艰巨的重任,也是利国利民的大事。想要达到建筑采暖、通风空调节能减排的目的,就要提升工程系统的控制水平、加强系统设计的合理性、加强系统设计的合理性以及推进新能源在系统中的运用,唯有如此,才能将我国建设成为节能、环保科学发展的富强国家。
[1]周小顺、王岗、覃朗;刍议市政工程节能减排理念及施工实践[J];城市建设理论研究;2011-20
[2]刘国梁;浅谈城市暖通空调的节能减排策略[J];建筑设计办理;2010-07顾珊珊;
近些年以来,由于经济快速发展、城市人口迅猛增长,造成了一系列的问题,在这些问题中,尤以采暖节能为重。建筑工程采暖设计是必备的建筑设计之一,如何做好建筑采暖节能是每个设计者必须首先重视的问题之一,做好高层建筑采暖节能就可以缓解我国能源紧张状态。
如上图为我国的建筑节能产业的现状。当前,我国处于万分艰难的能源消耗形势,由于各方面能源消耗过巨,尤其是建筑耗能巨大而且日益渐涨,而城市化进程不断加快,使得建筑节能迫在眉睫。所谓建筑节能,就是在加强建筑舒适性的前提下,节约能源,提高能源的利用率。合理利用建筑空间,使空间按安排合理减少能源消耗,或使用可再生能源代替, 从而使建筑耗能减少的一种建筑方式。
目前我国建筑工程采暖出现了诸多问题,造成了资源和能源的浪费,加剧了我国资源紧张的形式。
3.1 热源分散目前我们经常可以看到,城市中一些小区或单位由于规划不合理,从而烟囱林立,这些烟囱大都是供居民冬季用来采暖的设施。过多的烟囱造成热源分散,难于形成区域供热。此外,由于热源分散所以就不得不设置大量的锅炉房、煤场和煤垃圾,这些锅炉、煤场合煤垃圾不但造成了一定的环境污染,而且小锅炉的锅炉效率不高容易造成能源的浪费。
高层建筑的设计者在设计供暖设备时考虑到设备容量过大所以就对单体锅炉给予了较大的安全系数考虑,某种程度上存在着“小马拉大车”的现象。另外,设计人员和建设者也由于担心煤炭质量不好而故意在相关设备选择时,加大了对相关设备安全系数的考虑,这样就造成了锅炉、水泵、散热器量值都偏大的局面,煤耗量会增加,浪费现象严重。
目前我国城市高层建筑中采暖设施中存在严重的保温不严密、运行不合理的现象,从而系统漏水量大,这样就不得不进一步补水,补水需要进一步加热,从而造成了不必要的浪费。此外,采暖设施在运行过程中,经常存在室外管道保温性不好的现象,经常可以见到冒气或雪融化的现象发生,热量在输送过程中形成了大量的额外热量损耗。
由于北方地区的公用建筑首层具有高大建筑空间、落空大、跨度大以及大面积玻璃门窗围护的结构特点,因此,这类建筑采暖热负荷较高;建筑空间内温度梯度大,室内空气严重分层,温度梯度大,热空气聚集在上层,屋顶保暖不佳,下层有效工作空间的空气温度达不到采暖效果;门窗缝隙的冷风渗透耗热量很大。如果采用安装散热器采暖的话,一方面可能因结构原因无法布置散热器,或者即使能够布置,也会占用有效空间、影响使用效果以及影响舒适性等,另一方面由于热空气的上升,使热量大量消耗在高大建筑的上部,下部工作区难以获得足够的热量,造成建筑物上部温度过高而首层采暖温度仍达不到要求的情况,而且温度分布不均匀,这不但热舒适感差,而且造成能源的浪费。这是一种不适宜北方严寒地区公用建筑首层高大建筑空间的采暖措施。
建筑节能是跨行业、多技术的综合学科,它要求生产、设计、施工及管理等部门的紧密配合,共同努力;需要建材、建筑、结构、暖通空调、电气等专业的共同协作;需要优化的设计、精心的施工和合理的管理,从多方面保证建筑节能的实施。建筑采暖节能是指加强房屋围护结构的热工性能,即提高建筑房屋外墙、屋面、地板、门窗的保温性能,另外在降低房屋热负荷的同时,还要充分利用太阳能、低温地热能、风能等绿色能源,通过合理的房屋设计,使房屋能够满足人们冬暖夏凉生活舒适的需求。
目前,国内外建筑节能大多数是把保温材料放在墙体的夹板中,或设立在墙外表,这样既能避免内表面结露,又可以节约室内空间。在冬天,建筑物的热损是通过围护构件所传递的热量与门窗通风热损之和,在建筑房屋护构造保温措施良好的情况下,门窗散热就成了损热的主要原因。在住宅节能构建中,护构件的保温技能已基本成熟,但门窗的保温则相对复杂。因为门窗的主要作用是过往、补足阳光和通风换气,如果门窗封闭太过于严密就会导致室内空气不顺畅,满足不了身体健康和卫生的要求,但是换气次数太过于频繁,门窗开启太多,就会造成大量冷空气渗透。
任何一种房屋的保温措施不可能永远把热量给保存起来,只不过是在时间上延迟能量衰减,想要保持室内所需要的温度,就需要不断的补充热量,这就是所谓的采暖。房屋的采暖除常规方法外,还可以利用地热能、太阳能等其他能源。
利用太阳能采暖是很重要并且有潜力的。太阳能在建筑上的应用已经有相当长的时间了,我国有着丰富的太阳能资源,在建筑方面如果可以充分利用太阳能,便能使建筑节能率达到80%以上。一般来说,太阳房是采取一定措施利用太阳能进行冬季采暖,或夏季制冷的房屋。
房屋基体的节能措施,是建筑工程节约能源的基础。目前,我国建筑节能是由基本的采暖居住建筑设计设施起步,因此,建筑节能首要加强围护结构,其中保温无疑是首选。从管理的方向前景来看,可对围护结构制订一定合理的限定性指标评价。由于空调等设施在零下15摄氏度以下启动非常困难,而北方又冬季漫长,大多数北方地区在寒冬季节都在零下15摄氏度以下,空调取暖效果就大大降低。对于采暖为主的地区,加强围护结构保温隔热可以很大程度上降低能耗(比如哈尔滨);而在供冷为主的地区,加强房屋围护结构保温隔热的总节能效果有限,反而会使空调能(电)耗增加。
4.3 建筑采暖节能的房屋中国建筑科学研究院曾经对北京市采暖期做了一个统计,北京是全国节能做得最好的城市之一,测出来的结果却让人吃惊。按节能50%的标准建造的建筑物实测只有37%,按节能30%标准建造的房屋实测只有7.2%。在施工方面可能出现了偷工减料,或者是把一些好的产品用坏产品代替。这是非常让人痛心的事情。因此建筑房屋也是节能的重要环节之一。
建筑节能可以大大降低运营成本。因此,建筑节能工作要以室内环境为底线。一方面,建筑节能决不允许牺牲室内环境品质作为代价;另一方面,对于那些不合理的环境消费行为,即不合理的耗能,应该加以改变。
4.4北方地区公用建筑首层高大建筑空间适宜采用地暖供热和热风幕结合的方式采暖。
地暖供热又叫地面辐射供暖,它是以一般在50℃到60℃之间的热水为热媒,以整个地面为散热器,在加热管内循环流动,均匀地加热整个地面,并且因势利导的利用地面自身的蓄热作用和热量向上辐射的规律由下至上进行传导,来达到取暖的目的。早在上世纪七十年代,地热供暖就在欧美、韩、日等地得到迅速发展。
北方地区公用建筑首层高大建筑空间用传统散热器采暖会造成上热下冷的状况,很难保证工作区地面的温度,而地暖供热则较好的解决了这一问题。在地暖供热系统中,一半以上的散热量以辐射的形式传输给人体以及周边的物体(包括四壁内墙、地上各种设备等等),剩下的则是以对流换热的形式直接由地面传给室内空气。因此采用地暖供热的采暖方式,能够使室内的气体温度迅速提高,这样,工作区的温度就比较高,而且温度也分布得比较均匀,尤其是人体与热辐射表面距离近,这样,接受的辐射热也相对比较多,人体会感觉更加舒适。同时由于地暖供热的热媒主要是低温热水(一般在50℃到60℃之间),因此有条件时可以直接利用余热水或地热水等,就能达到节能和环保的目的。另外,由于地暖供热是通过混凝土传热,热量散发均匀,加之混凝土具有蓄积能量的作用,即使间歇供暖也同样能保持室温稳定。
想要实现上述的目标,不仅“建筑采暖节能的策略”需要包括相对应的激励约束机制,而且还需要通过国家政府的宏观调控,规划、设计、研究等相关部门技术人员的支持与广大人民群众的大力支持和积极参与,形成强大的社会力量,进而全面推进建筑采暖节能。这样,才可以实现建筑采暖节能化。
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[2]李仕田.高层建筑采暖节能措施[J].城市建设理论研究(电子版),2012(21).
[3]张玥;安艳玲;吴汯翰;;贵州省建筑节能的对策初探[J];能源与环境;2011年03期
随着全球可持续发展战略的实施,可再生能源的地源热泵技术越来越广泛地用于供热供冷。本文以郑州某高层住宅小区为对象,采用地下水热能的水源热泵机组作为冷热源,经小区管网和建筑物内末端设备,实现对该住宅小区建筑物供热供冷,根据建筑物内末端设备设置不同,分别进行技术经济比较,探讨了水源热泵供暖空调系统的最佳末端装置匹配方案。
本工程为郑州某高层住宅小区,住宅地上18层,地下1层。单栋楼建筑面积为18879,共5栋楼,总建筑面积为94396。郑州冬季空气调节室外计算干球温度-7℃,相对湿度为60%,冬季采暖室外计算温度-5℃;夏季室外计算干球温度35.6℃,夏季室外计算湿球温度27.4℃。该小区住宅冬季采暖设计热负荷指标为28w/, 冬季空调设计热负荷指标为31w/,夏季冷负荷指标为60w/, 考虑管网热损失、热泵机组效率等,机房设备附加20%。
方案三、冬季采用地板采暖系统向室内供暖、夏季采用风机盘管空调系统对室内供冷,共用管路系统。
主要包括:打井及热源初、室外管网初、建筑物内供暖空调系统初。
热源包括热泵机组、循环水泵、换热器、水处装置、潜水泵、旋流过滤器等。总造价约为748万元,79元/m2。
打井费用与地下水资源状况、管材选择等诸因素有关。郑州地下水温度18℃,抽水与回灌水温差选7℃。本工程采用方案1、2、3时总需水量为400t/h,打井4口,两抽两灌。采用方案4时总需水量200t/h,打井2口,一抽一灌。井深140m,为防止堵塞和腐蚀,井管要采用钢管和不锈钢滤网,同时加装旋流除污器和电子水处理仪,造价约为800元/m。
小区总建筑面积94396m2,共5栋高层建筑,从机房出口后,小区管网分为2条主干线,采用双管制(供、回水管),冬夏共用,管网初平均46元/m2,总为434万元。
建筑物内供暖空调系统初包括建筑物内供暖空调管路系统初与末端设装置初。管井内管路系统采用下供下回异程式双管系统,户内采用分户计量形式,安装热计量表和温控阀实现分室调节和分户热计量,造价约为1600元/套户,总造价为115.2万元。因此,建筑入口到入户管路系统初为16万元,1.7元/m2。由于管路共用,各方案初主要差别为末端装置初不同所致。
方案一:末端装置采用地板辐射供冷暖方式,其初仅包括地板造价,主要包括三部分:加热管材、构造层、施工费用。地板构造层:由下向上,保温层为20mm聚苯板,砂浆层为40mm,找平层为20mm,其上为地面层。造价约为30元/。施工费用近似取12元/。工程实际中常用到的加热管材主要有四种,有PE-X管,PB管,PP-R管,PE-RT管,XPAP管。地板造价根据采用管材的不同而有很大的差别,见表1。
方案二:末端装置采用风机盘管进行供冷供热,造价根据采用国产和进口设备差别很大,当采用国产设备时,造价约为390万元,当采用进口设备时,造价约为565万元。
方案三:末端装置采用风机盘管和地板采暖相结合的方式,风机盘管造价同方案二,地板采暖造价同方案一。
方案四:冬季供暖末端采用地板采暖系统初同方案一,夏季供冷采用普通电空调造价约为576万元。
5.1 建筑物内采用地板供暖供冷方案初,据加热管材不同在174-210元/之间;采用风机盘管系统供暖空调初在171-189元/之间;采用地板采暖与风机盘管结合方案,比单纯风机盘管系统供暖空调初高35%;比地板采暖与分体式空调相结合的方案初低约10%。
5.2 建筑物内采用地板供暖供冷方案年运行费,以采用地板供冷供热方案为最低;采用地板采暖与风机盘管系统相结合方案次之;采用地板采暖与分体式空调相结合方案最高。
5.3 低温热水地板供暖初低、节能、热舒适度好,但用于供冷时热舒适度差;风机盘管可同时兼顾供暖空调,但与地板供冷暖相比冬季舒适度差,年运行费高;需要根据当地工程具体情况选择建筑物内的供暖空调方案。
[1]王荣光,张于峰,杨蔚,整晓彤.地热水作为低温辐射供暖热源的特点及节能效果.太阳能学报,2002,23(4):455-458.
我国建筑采暖能源基本都是以煤炭为主,占采暖能源总量的百分比超过70%以上,采暖期城市大气污染指标普遍超标,造成严重大气环境污染。二氧化碳造成的地球大气外层的“温室效应”,严重危害人类生存环境;烟尘、二氧化硫和氮氧化物也是呼吸道疾病、肺癌等许多疾病的根源,环境酸化、酸雨也是破坏森林、损坏建筑物的罪魁祸首。显然,运用节能系统,利用可再生能源,提高能源应用效率,降低建筑能耗,提高建筑节能效果是改善大气环境的重要途径。
通过本课题研究,推动水源热泵低温地板辐射供暖系统这一类节能技术的普及应用。它不仅可以减少住户后期建筑运行能耗费用,还能有效地减少常规化石燃料的消耗,缓解当前大气污染,更能为建筑使用者提供一个更为舒适和健康的空间。
水源热泵是一种能从自然界地下水中获取低品位热能,经过电力做功,提供可被人们所用的高品位热能的装置。热泵工作时消耗一部分能量,把环境介质中贮存的能量加以挖掘,通过传热工质循环系统提高温度进行利用,而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分,这样就以小部分的能源(电能)获得了更多的热量。
低温地板辐射采暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。它以低于60℃的低温热水为热媒,通过埋设在地板内的塑料管把地板加热,以整个地面作为散热面,均匀的向室内辐射热量,是一种对房间微气候进行调节的节能采暖系统,具有热感舒适、热量均衡稳定、节能、免维修、方便管理等特点,是一种极为理想的采暖方式。
水源热泵系统结合低温地板辐射采暖系统为小区住户提供冬季供暖,将更加的节约冬季供暖耗能。本课题将对小区水源热泵低温地板辐射供暖系统节能效果进行分析研究。
本工程位于河北省邢台市东部地区某县城,此县城区域内无城市集中供暖系统,且地下水资源较为丰富,故采用水源热泵低温地板辐射供暖系统。本项目总建筑面积为4.5万m2,其中住宅建筑面积为3.20万m2、首层车库及储藏室建筑面积为1.53万m2、地下储藏室建筑面积为0.53万m2、配套公建建筑面积为0.26万m2、沿街商业建筑面积为0.4万m2,此次采暖设计为住宅、配套公建及沿街商业,采暖总面积约为3.86万m2。
地下水温度常年保持在16~18℃,水源热泵系统利用地下水作热源,冬季供暖,节约大量运行费用,经济效益显著。水源热泵系统提供的供暖水温在50℃左右,回水温度在40℃左右,结合室内末端低温地板辐射供热系统,可最大限度地利用电能提取的地下水的热量为住户供暖,同时50℃左右的供暖水温可最大限度地提升地暖管的全寿命周期。根据国家相关规范和标准以及节能要求,本项目采暖热负荷取45W/m2。因此,项目总热负荷约为1737kW。
国家相关规范标准规定,冬季供暖室内气温应达到18℃±2℃。首先需要通过采集采暖用户室内气温,用来确定本项目水源热泵低温地板辐射供暖系统是否满足冬季供暖要求。
选取了小区离水源热泵机房远端的1#楼三单元102、502,2#楼四单元102、502,3#楼四单元102、502,6#楼一单元101、501,7#一单元101、501为冬季室内气温数据采集点。在每一个采集点的最不利采暖房间装设一个温湿度记录仪,将温湿度记录仪调为每半小时自动记录一次温湿度,从而得到课题所需数据。
为了更加清楚、全面地了解小区内整体供暖效果,除采集最不利地区采暖室内气温外,还利用随机走访和随机抽测其他采暖用户冬季室内气温的方式,了解其他用户供暖效果。如走访住户反映温度偏低,将通过实测来认真其反映情况。使本项目供暖效果这一结论更加科学、全面。
随着我国经济快速发展,建筑工程项目建设活动日益频繁,其中建筑暖通工程建设受到了社会的广泛关注,尤其对于夏热冬冷地区而言,建筑暖通空调建设的影响更加明显。通常情况下,是否在设计阶段优化暖通系统,会对主要功能房间的舒适度产生较大的影响,夏热冬冷地区地区,夏天要制冷,冬季要采暖,空调的冷热系统都会对用户的使用造成严重的影响。近些年来,随着节能降耗理念的影响不断深入,建筑工程设计中暖通空调节能技术的应用也受到了广泛的关注,文章则针对这一问题展开讨论。文章则针对民用建筑暖通工程施工的相关内容展开讨论。
在建筑能耗中,暖通系统的能耗所占比例较大,随着人民生活水平的提供,暖通空调系统的应用日益广泛,这就意味着建筑能耗会不断增加,长此以往必然会进一步深化我国的能源供求矛盾。其次,在建筑暖通工程建设中,暖通空调所使用的能源通常为不可再生能源,能源大大量消耗必然会对我国的环境保护和能源保护造成很大的负面影响,这与我国的可持续发展战略相违背,所以,在建筑暖通系统建设过程中,必须注意技能技术的使用,者对于建筑暖通系统功能的完善以及社会的发展有着重要的意义。
第一,节能化原则。节能化原则是建筑工程设计中暖通空调节能技术应用的基础性原则。技术人员需要综合考虑建筑朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、室内温度、气流速度以及空气湿度等方面的因素,然后通过合理调整,促使建筑室内形成微气候系统,在实现供暖目的的基础上尽可能降低能耗。第二,人性化原则,建筑暖通空调系统设计的最终目标是为居住者提供良好的居住环境,所以,建筑暖通空调系统设计中应该坚持人性化的原则,要尊重居住者的自身感受和要求,对设计工作进行合理调整,进而为居住者提供良好的居住体验。第三,坚持科学化原则。在建筑暖通空调系统设计中,设计人员需要综合考虑建筑外部空间环境、环保和节能技术等多个方面的因素,在实现建筑功能的基础上,尽可能降低能耗。
就目前的情况来看,我国民用暖通工程建设现状主要包括三个方面的内容:第一,材料控制问题。针对民用暖通工程节能活动的开展,施工原料必须满足设计要求,这是整个项目施工的重要基础,但是,在原料采购过程中,一些单位为了节省花费,忽略了对原料质量的检查和控制,致使所置的施工原料不符合暖通设计要求,如保温材料的导热系数、湿阻因子、耐火性能等不满足设计要求;很多空调设备的能效比与实际运行不符,出厂前很多型号没有通过国家节能设备认证.
第二,施工质量问题。施工开始前,施工单位应熟悉图纸,做好施工组织设计,确保施工质量,实际中发现很多影响空调节能运行的情况,如小直径冷冻管的焊接,容易对造成堵塞,导致管道冷热水流量达不到设计要求,保温材料厚道度偏差,阀门保温层和管道保温接口处理不规范等,最终对整个暖通系统造成较大的负面影响。
第三,施工图设计问题。在施工图设计过程中,通常只会按习惯设计,怕增加工作量,没有结合建筑环境利用再生能源,如江河水和太阳能等,系统设计中新风入口不考虑朝向和不采用热回收装置、冷热水供回水系统未进行水力平衡计算和设置平衡阀、风系统流速未进行水力最不利环路阻力计算、室内设备及照明负荷与实际不符。另外,针对暖通工程施工图的会审工作不完善,也会对后期的具体施工造成一定的负面影响。
根据暖通工程建设特点,其所需要的材料主要包括管材、管件、设备及其相关配件等,针对建设项目的建设,为了严格控制投入,从而有效降低资金花费,应该对所需要的建设原料进行分批购置,而且在采购购置过程中,应该严格检查材料的三证、规格、型号、材质、性能等是否符合国家的相关标准,检查空调设备是否有节能产品认证书。采购人员还应该检查各类材料以及辅料的使用情况,为了确保建设质量,还需要对所购置的材料进行强度试验,确保其合格之后才可以正式投入使用。而且在原料采购过程中,必须选择行业内信誉良好的供应商,在采购过程中,应该安排技术人员对所购原料进行严格的质量检测。另外,针对所购置的材料要进行妥善保管,为此可以设立专门的原料存储仓库,对仓库的温度和湿度进行严格控制,不同的建设原理要进行分类堆放,为了防止原理因长期存放而变质,则应该合理控制每次建设原料的采购数量。
针对暖通工程建设项目的开展,设计人员在接收到到图纸之后,应该根据暖通工程的相关规程标准,检测设计图纸是否存在漏项、设计矛盾以及其它不明之处。在设计图审核过程中,暖通工程技术人员与土建工程专业建设人员应该进行必要的交流,确保设计图纸意图在审核时能够全面了解与领会。例如,在图纸中,对于吊顶空调的安装问题,应该对其建设作业流程进行全面核实,结合暖通工程项目实际,检查设计图中顶板与装修顶面的净高是否合理,检查外墙排风口和新风口间距是否满足规程标准等。
通风系统建设是建筑暖通工程建设的要点内容,具体会涉及到支架制作安装、风管安装等多个方面的内容,在具体建设过程中,必须严格根据我国相关部门所作出的规定进行科学建设。一方面在支架制作安装过程中,首先需要检查所使用的型钢以及吊杆是否符合相应的要求,检查所设支架是否可以承受管道以及相关设备的最大荷载,检查防腐处理工作是否完善,而且应该使大型管道吊架穿过楼板并做好固定,而竖向的空调管道则应该配设相应的防滑支架。另一方面,在风管安装过程中,必须确保风管处于平直状态,在变形缝以及设备连接处作软连接,但是,建设人员应该尽可能避免拐弯,因为这会导致阻力增加,如果必须出现转弯,那么其万都应该尽可能保持在45°,如果有方向要求,则应该在阀门安装时使其与水流的方向保持一致,并且要注意其周边是否有可以开启的空间,在安装过程中,风机盘管的阀门和过滤器应该将安装位置定在积水盘以内,这一做法的主要目的在于方便排水。在安装过程中,冷凝水排水管应该单独设置,不可以使其与其它排水管共用。如果是在高档小区进行排风系统安装,在正式安装排风设备之前,则应该做好相应的准备工作,即做好机房地坪,并做好墙壁粉刷工作。在设备摆布过程中,应该考虑到排风管道的走向,促使设备摆布与管道走向尽可能保持一致。在风机盘管道安装过程中,应该注意与送风口位置以及顶棚高度相适应,而且应该保持积水盘方位与排水方向保持一致。针对设有大堂住宅区暖通工程的建设,必须对对相应的建设图进行严格的会审,因为大堂的空间范围较大,而且空间构造比较复杂,在建设过程中,应该确保风口、灯具、消防喷头等设施的布置相互协调,并且其构造符合审美特点。所以,在暖通工程建设过程中,针对风管的安装事先没有必要进行开孔处理,通过一系列的设计图会审,明确定位之后,再进行开孔作业。
就目前的情况来看,我国大多数建筑主要采用地暖的供暖方式,因为地暖供暖方式具有一定的经济性和环保性,符合大多数住户的要求。在暖通工程建设中,地暖建设应该注意多个方面的问题。首先,低温热水地板是地暖建设的主要材料,为减少地暖所提供的热量所出现的不必要浪费,则应该在地热管之下以及外墙铺设相应的隔热板以及铝箔热反射膜,通过这种方式,可以减少地暖热量向下以及向墙外散失,如果条件允许,还可以采用高热阻的挤塑板进行隔热处理。其次,在对卫生间进行地热建设时,还应该考虑到防水层的设立,通常情况下,防水层应该设立在地热层的上部,通过这种方式,可以有效防止污水对地热层造成的破坏。再者,如果暖通工程建设是在冬季进行,由于低温热水地板辐射采暖系统试压后,盘馆内存留的水无法及时排掉,在低温下一旦结冰则会对整个加热盘管造成较大的负面影响,所以在试压或冲水结束。
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