建筑通風節能設計的問題與改造方案

黃 嬌

(上饒市城市建設投資開發集團有限公司，江西 上饒 334000)

1 建筑行業節能設計必要性

(1)能夠推動建筑行業的持續發展，建筑節能技術在建筑行業中的應用，可以重新規劃與選擇建筑材料與工藝，通過使用節能環保材料，達到節約資源的目的，落實可持續發展目標。

(2)是現階段建筑行業發展趨勢。社會發展步伐的加快，人們思想意識的提升，開始重視環保節能。節能環保技術的應用能夠達到建筑節能目標，解決突發事件，保證建筑功能，凸顯出建筑的環保理念，滿足人們日常生活需要[1]。

2 建筑通風節能設計過程中的注意事項

在建筑設計中，自然通風的引入可以達到很好的節能減排效果，但自然風、垂直風也會產生許多不利因素。當熱空氣流上升過多時，在冬季，一些建筑物因中庭較高很難達到隔熱效果時，熱空氣流將堆積在建筑物的頂部。同時，經常會出現暖氣與熱風爐水循環不暢現象，如果內部水循環受到阻礙，就很難將溫度傳送到室內，無法達到保暖作用[2]。

3 建筑節能措施在建筑設計中的應用

3.1 建筑節能措施在屋面設計中的應用

在設計建設時，屋面設計是非常重要的一部分，針對現階段的澆筑來說，屋面隔熱功能非常重要，需要花費許多能源來保證室內溫度，這需要在進行屋面設計時開展節能措施，達到理想的節能效果，尤其是在夏季和冬季，能夠減少室內溫差，降低能源損耗。一般來說，建筑物屋面設計運用節能措施，最重要的一點就是注重建筑屋面保溫層，要選擇具有很強密度與吸水性的保溫層材料。

3.2 建筑節能措施在墻體設計中的應用

在建筑整體設計中，建筑墻代表了相對較大的區域部分，目前，在建筑墻體節能設計中，需根據實際工程的需要采用復合墻體的節能設計，需要在原有墻體上添加復合絕緣子，提高墻體導熱性能?？紤]墻體結構與節能復合材料所處的位置，將建筑墻體節能分為墻體內保溫技術與墻體外保溫技術兩類。墻體外保溫是應用較廣泛的節能設計法，符合現代建筑節能設計要求，在一定程度上促進舊建筑的改造[3]。

3.3 建筑節能措施在門窗設計中的應用

建筑門窗在設計過程中經常用到的節能措施有以下幾種：首先，分析門窗與墻體所占比例，了解門窗與立面單元比例。其次，要保證門窗具有良好的氣密性，避免冷空氣通過門窗滲透進來，防止室內熱量減少，降低熱量損耗率。一般來說，建筑外墻空氣密度要大于4，玻璃幕墻密度要大于3，另外，加大新型環保材料的使用力度，充分發揮出新型環保材料的作用，減少熱量損失，有效確保門窗的節能環保性能。

4 建筑通風節能的相關問題

4.1 風量檢測問題

通風空調系統主要作用就是通過輸送空氣介質來達到輸送能量的目的。在整個通風系統中，各級分支通道中的氣流是開展節能檢測的主要指標，系統總風量、每個支管中風量偶讀容易受到不同系統部件的影響，例如風機的工作狀態、閥門段的長度、管道、局部阻力部件等多個元件的組合，在實際使用前必須停止整個系統，使用后立即檢查，保證系統正常運行。

4.2 風管檢測問題

風管檢測作為整個系統中的輸送線，應檢查和測量系統送風管密度和強度，不管是機械通風系統風管還是其它風管，對密度與強度都有一定的要求，在安裝前，管道進入施工現場后要進行檢測，需要采用相應的方法來檢測風管嚴密性。由于工程進度和現場條件的影響，現場經常發生超過變徑管位置和旋轉接頭位置漏風量超標現象，尤其要注意測量漏氣量，這對末端風口風量有非常重要的影響。

4.3 風機檢測

風機是整個系統中的主要動力供應者，可以說是系統的“心臟”， 風機正常運營是保證整個系統高效運行的前提?，F階段，常用的風機包含離心式、軸流式等，不同風機所出現的問題大體相似，施工現場風機檢測通常涉及風機反轉情況， 主要是由于施工期間的接線故障，將紙張、布條以及塑料袋等材料放置在風口，觀察這些材料擺動方向來確定氣流的方向，以此確定風機轉動方向，觀察風機出口處與后續管連段的連接情況，對風機轉動方向進行判斷。在結合電動機工作原理進行檢測，發現風機出現轉向錯誤時，可以通過更換三相進線中的接線，以此保證風機正常轉向[4]。

5 建筑工程中通風系統節能設計策略

5.1 科學合理選擇冷熱源

(1)檢查建筑物周圍是否有暖氣片等供熱設備，如果有這樣的供熱設備，可以將余熱用作建筑物的供暖計劃。如果冷凍裝置在周圍環境中處于良好狀態，則可選擇該裝置作為建筑物的供冷方案。

(2)如果建筑物附近有更多的天然氣，根據實際情況，運用供電系統來保證冷熱源穩定性，并最大限度提高能源效率。

(3)如果周圍有豐富的地熱與水資源，可以運用這兩種資源作為系統中的冷熱能源，以實現節能目的。我國在2012年實施的《民用建筑室內熱濕環境評價標準》，根據我國地域氣候特征，將適應性熱舒適模型納入到標準體系中，對熱舒適評價方法有計算法與圖示法兩種，最常用的是圖示法，其I級和II級舒適題干溫度如表1所示。

表1 各氣候區域非人工冷熱源熱濕環境I級舒適題干溫度評價方法

式中Top— —體感溫度(℃);

trm— —室外平滑周平均溫度(℃)。

5.2 技術和組織優化

在系統技支持方面，采用德國水晶大地地源熱泵換氣空調機組與新風熱泵空調機組相結合的方式，實現室內熱量的有效流動，通過降低室內建筑物的溫度來產生室外熱量，降低建筑物的耗電量。在技術組織和管理方面，暖通空調建設項目的節能、低碳、減排管理過程復雜，需要高水平的專業知識，涉及許多領域的專業知識，為了進一步增強項目的節能減排能力和減排管理的影響，避免室內裝修的后期維修，及時組織和調整不同設計專業和室內設計合作單位進行室內裝修，在室內裝飾技術方面，應及時調整相關設計專業進行設計[5]。

5.3 體型和結構布局的優化

建筑物的體型與結構配置科學合理對應用自然風有一定的影響，要想在保障建筑照明效果良好的基礎上對單個建筑物自然通風進行優化，將建筑物與盛行風向對其，保證建筑物自然通風效果如圖1。由于前一棟建筑會影響后一棟建筑通風效果，個別建筑應根據整體情況對建筑的形狀、高度、深度、寬度等進行一定的控制。由于室內物理環境的差異性，建筑物開口附近、如窗戶、門洞等，都會形成氣流的壓力差，當建筑物開口兩側存在壓力差△P時，其通風量可由公式計算:

式中Q— —流體的體積流量(m3/S)；u— —開口處的流量系數，與開口特性有關；F— —開口面積(m2)；P— —流體密度(kg/m3)；Δp— —開口兩側的壓力差(Pa)。

當建筑外表風壓強度與風向、風速、空氣密度等物理因素相關而且建筑物相對于主導風向的位置，建筑形狀、周圍障礙物都會影響風壓分布，如圖2。建筑外表風壓可由公式計算：

Pw=0.5CpV2

式中Pw——建筑外表面某點風壓(Pa)；Cp——風壓系數；P——室外空氣密度(kg/m3);V——風速(m/s)。

5.4 智能控制系統的構建

要想做好節能減排，就需要保證通風系統工程能源使用率，構建智能控制系統非常重要，智能控制系統的構建需要在總結以往經驗基礎上開展，并考慮行業發展方向。溫度與濕度作為控制的關鍵，保證溫度與濕度合理與控制密切相關。風機轉速過快或過慢，空調運行能耗率很高，可根據設備實際情況選擇最佳轉速，減少能量損失，提高能源利用率。

圖1 建筑物平面、立面及風載體型系數

圖2 高層建筑平均風壓阻塞效應

5.5 增強城市規劃設計

建筑通風節能設計中，需要考慮方位、建筑間距等要素，要將建筑物與周邊的建筑物聯系到一起，規劃好位置，保證通風系統中自然通風能力，為人們提供舒適的環境，擁有良好的居住體驗。通常情況下，建筑大多是南北朝向，在規劃設計時，不僅要考慮這一因素，還要考慮建筑物位置與周圍環境、風向等，進行綜合分析，充分改善居民的生活體驗。

5.6 改進通風系統的節能設計

建筑通風系統節能設計影響著建筑內外氣流與溫度發散，建筑物朝向與建筑物之間的距離會影響建筑物通風效果，影響到系統節能，并且建筑物的布局也會影響到建筑物的通風，建筑物的配置方式選擇，哪種方法最適合，需要設計人員仔細檢查。如果建筑物之間的高度不相同，需要將高層建筑放置在迎風面靠后位置，然后放置多層建筑，底層建筑放置在前面，這樣可以提高通風效果。但由于冬季氣溫低，要解決好通風與保溫之間的矛盾，控制好通風量，風速不要每秒超過0.1m～0.2m，并且在通風之后，及時進行保溫，保證在通風期間室內溫差變動小于5℃，并且在通風結束之后恢復正常。

5.7 在建筑中推廣使用環保綠色生態材料

隨著建筑行業的發展，建筑工程運行規律逐漸滿足能量守恒定律，這就需要在設計中減少高耗能產品的使用，減少建筑后期使用中的污染物。運用生態材料不僅能夠減少碳排放量，緩解溫室效應，還能夠避免破壞臭氧層，保障建筑在達到使用年限后再次回收與利用，加大資源使用率。另外，運用環保型建筑材料能夠避免污染人們生活空間，為人們提供一個安全、舒適的環境。隨著現代科學技術的進步，一些新型材料相繼出現，開始應用到建筑通風設計中，這些新型材料的應用能夠提高建筑節能水平，保證建筑通風效果，在一定程度上促進建筑行業的發展。同時，使用可替代性能源，將其作為常規建筑能源，降低工程生產成本，減少環境污染，保證建筑行業健康發展。在節能設計中，需要加大新能源開發力度，創新生態材料在節能建筑中的應用，將節能設計與綠色生態材料有效結合。

6 結 語

通風系統作為建筑系統中的重要部分，需要在設計與施工過程中符合相關標準、 滿足人們基本需求。需要從整體節能環保目標出發，在保證系統安全性與質量以外，優化系統各部分，運用現代先進技術，根據實際需求，考慮節能設計成本、使用效果及安全性，促進建筑行業持續穩定發展，帶動社會經濟進步。