淺議超高層建筑空調(diào)設(shè)計(jì)及節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

郭亞寧

摘 要 電能作為一種重要能源推動(dòng)了社會(huì)發(fā)展，而社會(huì)在發(fā)展過程中對(duì)其的依賴程度也在不斷加深。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展面臨兩大問題，能源與環(huán)境問題，并且隨著節(jié)能環(huán)保理念不斷深入，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到節(jié)能與環(huán)保工作的重要性。空調(diào)應(yīng)用已經(jīng)普及，但是在使用過程中也會(huì)產(chǎn)生某些方面的問題，尤其對(duì)于高層建筑而言，需要重點(diǎn)關(guān)注能耗問題，并通過相關(guān)方法來解決能耗問題，實(shí)現(xiàn)社會(huì)與行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 超高層建筑；空調(diào)設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

城市在發(fā)展過程中由于土地資源限制，在規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，建筑向著高層化方向發(fā)展，雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)土地資源的有效利用并且也利用了空間，但帶來了其他方面問題，比如高層建筑能耗問題。高層建筑在設(shè)計(jì)方面更加復(fù)雜，無論是結(jié)構(gòu)或者是其他方面，相應(yīng)的配套設(shè)備也具備了復(fù)雜性，能源供給問題對(duì)技術(shù)的要求更高，受到多方面因素影響，就會(huì)產(chǎn)生能耗問題。在當(dāng)下節(jié)能與環(huán)保已經(jīng)成為時(shí)代發(fā)展潮流，高層甚至是超高層建筑需要考慮到節(jié)能問題，從而產(chǎn)生更大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

1 基于節(jié)能理念的設(shè)計(jì)工作原則

首先是可循環(huán)原則，該項(xiàng)原則是節(jié)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵方式，并且與節(jié)能工作的各項(xiàng)要求是相符的。建筑在空調(diào)節(jié)能工作方面可以選擇能夠重復(fù)利用的資源，而可循環(huán)原則也正是基于此，對(duì)運(yùn)行過程中能源與廢棄物進(jìn)行回收再利用，從而形成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。

其次是低碳原則，低碳原則也是節(jié)能工作開展的要求，在利用能源時(shí)不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響，達(dá)到綠色環(huán)保目的，從而體現(xiàn)生態(tài)效益。再者是協(xié)調(diào)性原則，該原則在設(shè)計(jì)工作開展自始至終要貫徹，對(duì)于高層建筑而言，要實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，就需要各個(gè)部分能夠協(xié)調(diào)一致，從而使整體節(jié)能工作效益得以體現(xiàn)[1]。

2 設(shè)計(jì)階段

空調(diào)應(yīng)用需要大量電能提供支撐，因此節(jié)能設(shè)計(jì)工作中空調(diào)方案設(shè)計(jì)是重點(diǎn)工作。方案設(shè)計(jì)階段需要注意的問題有選擇空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)具體布置則由設(shè)計(jì)人員來完成，設(shè)計(jì)人員依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)與想象力，并且結(jié)合到現(xiàn)實(shí)環(huán)境情況，在多種方案中選擇最優(yōu)方案。

設(shè)計(jì)方案可以將其分為兩個(gè)部分，初步設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與深度設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，深度設(shè)計(jì)是對(duì)初期設(shè)計(jì)方案的擴(kuò)展，結(jié)合以初期空調(diào)系統(tǒng)方案進(jìn)一步深入與細(xì)化。深度設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)相關(guān)部分設(shè)計(jì)人員應(yīng)該保持良好的溝通，如設(shè)計(jì)師，結(jié)構(gòu)工程師等，確保與其他部分的協(xié)調(diào)[2]。

3 設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 冷熱源設(shè)備選擇

選擇冷熱源設(shè)備時(shí)，需要結(jié)合到系統(tǒng)自身設(shè)備，建筑管理系統(tǒng)，配套電氣系統(tǒng)，工程造價(jià)等。如果冷熱源設(shè)備采用的是層間機(jī)房或者是中央設(shè)備，就會(huì)對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定影響，選擇方案不同，建筑體量也就會(huì)有差異。除此之外，系統(tǒng)方案選擇也會(huì)對(duì)建筑面積與使用面積產(chǎn)生一定的影響。

3.2 空調(diào)水系統(tǒng)

對(duì)于超高層建筑而言，管道系統(tǒng)在設(shè)計(jì)是主要考慮到問題是建筑達(dá)到一定高度后產(chǎn)生的靜水壓對(duì)管道系統(tǒng)造成的影響。靜水壓造成的影響一方面體現(xiàn)在閥門，管道，配件。另一方面則會(huì)影響到建筑內(nèi)設(shè)備安裝工作。空調(diào)水系統(tǒng)在布置時(shí)需要考慮到設(shè)備承壓，項(xiàng)目具體要求，設(shè)計(jì)實(shí)踐等。空調(diào)水系統(tǒng)可以利用建筑設(shè)備層以及避難場(chǎng)所等對(duì)壓力進(jìn)行合理分區(qū)。除過靜水壓力之外，還需要將水泵運(yùn)行時(shí)候產(chǎn)生的動(dòng)水壓考慮在內(nèi)。

如某工程，地上共三十二層，建筑高度149米，避難層為11到22層。水系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常依據(jù)壓力進(jìn)行分區(qū)，依據(jù)資料顯示，設(shè)備管材壓力大于2MPa時(shí)，成本就會(huì)翻倍。依據(jù)建筑物體結(jié)構(gòu) 可以將其分為三個(gè)區(qū)，即高、中、低。低區(qū)的承壓控制在1.6MPa左右，中區(qū)也控制在此范圍內(nèi)，而高區(qū)稍高，為1.8MPa。所有設(shè)備與管材承壓需要控制在2.0MPa范圍內(nèi)。水系統(tǒng)采用的是兩管制，通過熱交換間熱換器豎向分區(qū)，豎向管路為異程式，各層水平通過主管平衡閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，供水回溫控制在32到37度之間，冷卻水系統(tǒng)設(shè)置有化學(xué)處理器。

3.3 空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)依據(jù)通風(fēng)管道可以將其分為兩個(gè)類別，一是中央空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)，二是局部空調(diào)系統(tǒng)，前者負(fù)擔(dān)了設(shè)備間上層與下層任務(wù)，而后者則只是負(fù)責(zé)設(shè)備所在層的任務(wù)。選擇通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)要考慮到對(duì)建筑空間的占用，風(fēng)路系統(tǒng)合理與否對(duì)于設(shè)備安裝空間，系統(tǒng)成本有著重要意義[3]。

4 高層建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)與措施的應(yīng)用

4.1 能耗傳輸節(jié)能

對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的介質(zhì)流速進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，而影響介質(zhì)流速的是傳輸過程消耗的能源量大小，降低流速則能夠降低能耗。對(duì)溫差進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，如果系統(tǒng)內(nèi)部溫差過大，可以通過降低系統(tǒng)水量，從而減小空調(diào)內(nèi)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的電能損耗。

4.2 應(yīng)用變頻技術(shù)

在眾多節(jié)能技術(shù)中，變頻技術(shù)較為典型，其依據(jù)是室內(nèi)人員密度，陽光強(qiáng)度，通過變頻控制對(duì)機(jī)組輸出能量進(jìn)行控制，通常情況下能夠達(dá)到的節(jié)能效果在30%到40%之間。單從變頻技術(shù)來分析，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在各能耗設(shè)備間是相互獨(dú)立的，可以進(jìn)行隨機(jī)啟停操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能控制。

4.3 水力平衡設(shè)計(jì)

節(jié)能工作開展要考慮到水力平衡節(jié)能，而目標(biāo)實(shí)現(xiàn)可以通過相應(yīng)設(shè)備安裝。設(shè)備安裝過程需要考慮到某些方面問題，如施工現(xiàn)場(chǎng)需要做好勘察工作，便于后期工作開展時(shí)熟悉工程實(shí)際情況，從而最大程度保障水力平衡。如果設(shè)計(jì)平衡未能實(shí)現(xiàn)，可以考慮靜態(tài)或者是動(dòng)態(tài)水力平衡，從而確保其與水量變化情況一致。

4.4 熱能回收技術(shù)

熱能回收對(duì)象主要是冷凝熱及排水余熱，排風(fēng)余熱利用新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)有害氣體進(jìn)行稀釋，以此來提升室內(nèi)空氣質(zhì)量。新風(fēng)在進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，舊風(fēng)會(huì)被排出到室外，從而使新風(fēng)負(fù)荷得到縮減。依托于新風(fēng)能量通過交換設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱數(shù)預(yù)冷，從而使排風(fēng)過程中熱量損失降低。

5 結(jié)束語

能源問題事關(guān)可持續(xù)發(fā)展，因此在超高層建工空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用過程中也應(yīng)該考慮能耗問題，并綜合建筑各方面情況，采取有力節(jié)能措施，降低能耗，同時(shí)也降低工程建設(shè)成本，推動(dòng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭振義.高層建筑空調(diào)設(shè)計(jì)及節(jié)能技術(shù)應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017，（10）：15-16.

[2] 張丹蕊.淺議節(jié)能技術(shù)在建筑電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（13）：73.

[3] 翁政軍.超高層商用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)管理[J].山西建筑，2014，

40（14）：155-157.