電子工程師關(guān)于智能建筑的研究方向

　　摘要：隨著我國建筑技術(shù)的不斷深入發(fā)展，節(jié)能技術(shù)的運用，已經(jīng)是當(dāng)今建筑設(shè)計師必須考慮和運用的重要工作事項。建筑節(jié)能的問題最重要的表現(xiàn)是暖通空調(diào)的節(jié)能，這既是適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，也是符合現(xiàn)代城市居民生活理念和生活方式的多樣化要求。文章結(jié)合目前我國暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中存在的現(xiàn)狀,提出了節(jié)能設(shè)計的方法,從而進(jìn)一步分析了建筑暖通節(jié)能環(huán)保的重要性。

　　關(guān)鍵詞：暖通空調(diào),系統(tǒng)設(shè)計,環(huán)保節(jié)能

　　引言：暖通空調(diào)作為與能源和環(huán)境結(jié)合得最精密的專業(yè)之一、作為構(gòu)成建筑功能的一部分，每一個設(shè)計人員都有必要認(rèn)真思考該專業(yè)在我國建筑進(jìn)入可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程中，如何順應(yīng)節(jié)能這一個基本理念，促進(jìn)暖通空調(diào)業(yè)與資源、環(huán)境、社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　一、暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的節(jié)能環(huán)保面臨的問題

　　1.暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計得不到重視

　　1.1暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響，但在實際工作中暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的節(jié)能意識得不到有關(guān)設(shè)計單位和設(shè)計人員的足夠認(rèn)識，在系統(tǒng)工程設(shè)計周期短、設(shè)計收費與設(shè)計的經(jīng)濟效益不掛鉤、以及一些技術(shù)性問題沒有完全得到解決等原因的影響下，設(shè)計單位沒有很好的重視設(shè)計質(zhì)量，造成設(shè)計施工完的系統(tǒng)不僅投資大，運行能耗也大，超過了國家環(huán)保節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.2暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計方案的多樣性

　　近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及對節(jié)能、環(huán)保要求的不斷提高，針對同一個暖通空調(diào)設(shè)計項目，往往可以有幾種、甚至幾十種不同的設(shè)計方案可供選擇，為此，通過設(shè)計方案的綜合評價來優(yōu)選方案，已成為本領(lǐng)域中最為突出的研究話題。暖通空調(diào)設(shè)計方案的影響因素很多，一些因素很難定量表述。許多因素還不具有可比性，面對眾多的設(shè)計方案，由于考慮問題的角度不同，各方的看法往往也各不相同，甚至大相徑庭。設(shè)計人員如何在眾多的設(shè)計方案中找到最合適的節(jié)能方案，是困擾暖通空調(diào)設(shè)計人員的重要課題。

　　1.3暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計要依據(jù)的地理條件

　　1.3.1建筑造型及外圍結(jié)構(gòu)

　　建筑形狀是否方正、長短是否適合、是否細(xì)高和過多的凹凸，是否南北向，是否做到了減少外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的面積。改善建筑造型及結(jié)構(gòu)對暖通空調(diào)節(jié)能有著重要意義。

　　1.3.2氣候條件對空調(diào)負(fù)荷的影響

　　氣候條件對于空調(diào)負(fù)荷的影響是很大的，但是對于當(dāng)?shù)氐挠脩魜碚f幾乎沒有選擇的余地，如我們北半球的建筑，最好在北面不要有進(jìn)出通道，如果確實要設(shè)的話，需要采取措施，如空氣幕、擋簾、自動門等。

　　2.暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循的原則

　　2.1設(shè)計師們的設(shè)計理念要與節(jié)能環(huán)保相結(jié)合

　　有關(guān)部門要加強對國家節(jié)能戰(zhàn)略的解讀。能減排是我國長期的發(fā)展戰(zhàn)略。作為一個發(fā)展中的大國，雖然我國人均能耗很低，但總量仍很大。在人均資源儲量并不寬裕的情況下，我們必須審視目前我國能源消耗的某些客觀事實，認(rèn)清節(jié)能工作在我國社會發(fā)展進(jìn)程中的重要性。

　　2.2把設(shè)計方案作為重要環(huán)節(jié)

　　暖通空調(diào)設(shè)計方案不僅關(guān)系到建筑的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)能否滿足使用要求，而且直接關(guān)系到建筑的工程投資、運行能耗和費用、系統(tǒng)可靠性、安全性、調(diào)節(jié)性能、操作方便性、維護(hù)費用、環(huán)境影響、人員舒適性、機房面積、建筑層高、建筑美觀性等諸多指標(biāo)參數(shù)。

　　2.3加強對建筑熱工設(shè)計的研究

　　暖通專業(yè)在設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)時，為了降低建筑的空調(diào)耗能，關(guān)鍵的一步就是要配合建筑專業(yè)確定建筑內(nèi)外墻、屋面、地面及其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑構(gòu)成方式和使用保溫材料的情況。改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，即決定通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，首先要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

　　2.4重視對可再生資源的利用

　　就目前發(fā)展現(xiàn)狀而言，我們必須在思考節(jié)能理念下暖通空調(diào)設(shè)計策略的同時，開發(fā)一種合理有效的可再生能源以緩解目前空調(diào)使用所帶來的能源問題。

　　2.5設(shè)計中對技術(shù)成果的共享

　　對于暖通空調(diào)這個設(shè)計行業(yè)而言，目前科研和技術(shù)力量尚不能完全滿足節(jié)能需求。因為，目前一些比較先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)只有少部分單位或人員掌握，另一些技術(shù)正在研究，并且作為節(jié)能技術(shù)，這是一個不斷改進(jìn)、不斷完善的過程。

　　3.加強暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保

　　3.1 暖通空調(diào)節(jié)能環(huán)保的幾種方式

　　采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三個方面是構(gòu)成暖通空調(diào)的重要組成部分，暖通空調(diào)的目的是為居民提供舒適的生活環(huán)境，它是建筑設(shè)計的一個組成部分，尤其是現(xiàn)代的建筑群落更體現(xiàn)出它的重要性。而改進(jìn)和運用節(jié)能環(huán)保技術(shù)就是為了投入低能耗，產(chǎn)出高熱量或者冷量，調(diào)節(jié)優(yōu)質(zhì)的空氣質(zhì)量。

　　3.2 建筑環(huán)境與暖通空調(diào)的關(guān)系

　　作為建筑的配套設(shè)施的暖通空調(diào)與建筑物的整體結(jié)構(gòu)、朝向、間距、地理位置、自然環(huán)境等因素密不可分。從維護(hù)結(jié)構(gòu)上去考慮提高建筑的能源率，在夏季減少室內(nèi)的熱量向室外擴散，在冬季減少室內(nèi)冷氣消耗，這對節(jié)能有著重要的作用。建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的成本投入3%～ 6%，而節(jié)能也許會達(dá)到20%～40%。這就要對建筑的居室朝向、體型等綜合考慮，比如承重墻的保溫、隔熱特性，采用塊體或鋼筋混凝土承重結(jié)構(gòu)的復(fù)合墻體，如粘土空心磚、建筑砌塊、加氣混凝土、輕質(zhì)板材、復(fù)合板材等。這是建筑熱工設(shè)計，它是恰當(dāng)?shù)乩梅课菥S護(hù)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性，抵抗室外氣候的變化，使房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候。同時在設(shè)計時使建筑物在背陰面和向陽面形成反差較大的兩個氣壓，這就會形成自然風(fēng)的回旋，即使在沒風(fēng)的情況下也會形成通風(fēng)，這就是用改變建筑物的設(shè)計來改善居室環(huán)境，從而減少暖通空調(diào)的使用，達(dá)到節(jié)能的目的。另外做一點強調(diào)的是，建筑物的綠化也可減少建筑的熱島效應(yīng)的形成。綠化屋頂上的大部分太陽熱量消耗在蒸發(fā)水分上，因此這部分熱量就不會使屋頂結(jié)構(gòu)表面的溫度繼續(xù)升高，房屋內(nèi)的溫度也不會上升很高。

　　3.3熱泵技術(shù)的應(yīng)用

　　熱泵技術(shù)在近幾年來作為調(diào)節(jié)建筑冷熱源的技術(shù)廣泛采用，簡而言之就是迫使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置，其實就是像泵那樣的一個原理，從而達(dá)到節(jié)約高品質(zhì)能量的目的熱泵的技術(shù)優(yōu)勢是：(1)它是世界上最節(jié)省能源的，可以將大量的低溫?zé)崃刻嵘秊楦邷責(zé)崃抗嵯到y(tǒng)，比如節(jié)省煤、石油、天然氣等不可再生資源。(2)它的利用性特點是將不用的低溫?zé)崮艹浞值亻L期性大規(guī)模利用。(3) 它的兩面性，既可以供熱也可以制冷，是一種可持續(xù)發(fā)展的建筑節(jié)能新技術(shù)。(4) 系統(tǒng)簡單、安裝方便。

　　3.4 排風(fēng)蓄能、熱回收技術(shù)

　　在城市化進(jìn)程加快的今天，當(dāng)夏季來臨，商業(yè)和生活用電的峰谷因空調(diào)用電逐漸拉大，造成能源較低。這時就可以利用蓄能系統(tǒng)緩解這一矛盾，就是制冷設(shè)備儲存冷量，在使用的高峰期轉(zhuǎn)移到空調(diào)系統(tǒng)中，從而減少白天的用電負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能的目的。我們都知道，一般大型的綜合建筑群對新風(fēng)的需求量極大，那相應(yīng)的會增加新風(fēng)的負(fù)荷。為了降低新風(fēng)溫度和濕度，采用熱回收裝置對排風(fēng)和新風(fēng)在各自風(fēng)道中進(jìn)行熱的間接交換，也就是利用排除的風(fēng)所帶的多余熱量對新進(jìn)的風(fēng)量進(jìn)行預(yù)熱，這樣就是回收了排出的多余熱量，除了節(jié)能還可以改善和調(diào)節(jié)空氣的質(zhì)量。但是這項技術(shù)還有待改進(jìn)，旨在多樣化建筑安裝的普適性和便捷性，最終為暖通空調(diào)的節(jié)能做好輔助性作用。

　　3.5 變流技術(shù)

　　水和空氣作為熱和冷的載體，其流量也應(yīng)當(dāng)是隨著負(fù)荷的變化而變化。何動態(tài)地控制系統(tǒng)的流量，既能滿足經(jīng)常變化的負(fù)荷要求，又能最大限度的節(jié)省能耗，是暖通空調(diào)領(lǐng)域近年來的技術(shù)熱點之一。傳統(tǒng)的辦法就是利用閥門對系統(tǒng)的流量的調(diào)節(jié)，其實就是改變系統(tǒng)的阻力，但是這不是最好的辦法，為了避免消耗泵和風(fēng)機提供的流體那就采用集中調(diào)節(jié)來改變系統(tǒng)動力，這成為現(xiàn)代施工者的技術(shù)潮流。

　　四、結(jié)語

　　綜上所述，隨著空調(diào)的使用越來越多，信息技術(shù)的廣泛傳播，人們環(huán)保理念的增強，我們必須在暖通空調(diào)中加大環(huán)保節(jié)能技術(shù)的研發(fā)、推廣，從整體上優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)，這樣不僅節(jié)約了我國的資源也為我國提高空調(diào)制造水平創(chuàng)造條件，從而實現(xiàn)經(jīng)濟、自然、社會三者效益的統(tǒng)一，為構(gòu)建和諧社會作貢獻(xiàn)。

　　參考文獻(xiàn)

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