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摘要:城市综合体作为集多种服务功能于一体的商业建筑模式,在促进城市经济发展和提升居民生活水平的同时,不可避免地产生了巨大的能源消耗。暖通空调在城市综合体能耗占比中占有重要位置,如何在节能减排的诉求下科学开展暖通空调的设计成为城市商业发展的重中之重。本文从城市综合体与暖通空调的关系出发,着重探讨暖通空调在其中的设计原则和设计要素,希望能够提升暖通空调设计及使用的科学性和有效性。
关键词:城市综合体;暖通空调设计;基本原则;设计要素
一、城市综合体与暖通空调设计
城市综合体是集合了居住、办公、餐饮、娱乐、购物等多种功能模块于一体的现代商业建筑模式,通过将各商业模块进行有效组合,实现行业间的高效互动,从而达到促进经济发展,提升人民生活水平的发展目标。随着城市综合体逐渐成为未来城市商业的重要模式,巨大的能源消耗成为必须考量的现实问题。
暖通空调是城市综合体的重要组成部分,拥有着较大的能耗占比,是城市综合体健康发展需要重点考量的环节。因此,如何科学有效地进行暖通空调的设计成为推动城市综合体健康发展的重要手段。
二、城市综合体中暖通空调设计的基本原则
(一)节能环保原则
据相关资料统计,暖通空调系统运行的能耗约是一座城市能源消耗的1/5,其消耗量及消耗速度都十分巨大。能源是国家层面的战略资源,大部分都来源于不可再生资源,过度消耗不仅影响未来的发展规划,甚至会对国家基础造成伤害。因此在暖通空调设计中首先需要坚持节能环保的原则,通过提升设计的科学性和有效性,避免能源的浪费和有害物质的过度排放,建立资源节约型和环境友好型社会。
(二)实践可行原则
暖通空调的设计需要保证实际执行中的可行性,一方面,系统设计的开展需要遵循建筑行业内的相关法律法规以及城市综合体的实际状况、业主要求等指标,首先从大方向上保证系统设计的可执行性;另一方面,完整的方案设计还需要为未来城市综合体的扩容和升级预留执行空间,保证暖通空调系统能够随着综合体的不断发展而“随机应变”。
(三)优化成本原则
城市综合体作为一项复杂的建筑建设项目,势必会事先建立完备的工程造价预算控制方案,以保证工程项目竣工的经济成本。暖通空调系统的设计与施工在其中占有较大的成本比重,是预算控制需要重点考量的环节。设计者需要在保证项目质量以及符合业主要求的前提下,研究更经济的设计方案,考察更具性价比的施工材料,努力践行优化成本的项目原则。
(四)自主可调原则
城市综合体拥有大量复杂的功能模块和使用需求,暖通空调系统的设计不能仅仅针对某一个或某几个特定功能需求,而是需要具备随时可调以应对多种限制的能力。设计者和建设者需要提前充分考虑城市综合体的实际状况和可能出现的限制条件,保证系统设计方案和设备使用能够在功能区变化、容量扩充或天气、地理位置特殊等诸多情况下,拥有自主可调性,以适应可能存在的多样使用需求。
(五)保证安全原则
安全性是暖通空调设计的基础原则,也是最重要的原则。一方面,设计者和建设者需要严格考量设备连接的匹配度、系统运行条件、配电设备等环节是否符合使用要求,在易燃易爆区域做好防火防爆设计,安全防护建设和监督等,保证系统安全;另一方面,还需要特别注意工程材料的质量和稳定性,保证材料的使用性能和寿命,从而提高整个项目的安全性。
三、城市综合体中暖通空调设计的应用要素
(一)优先使用变频技术
城市综合体中暖通空调设计有两种模式,分别是变频模式和定频模式。相较于定频模式,变频暖通空调能够通过自身的智能调节功能,在提升生活舒适度的同时达到更大的节能效果。据相关资料统计,变频技术在暖通空调中的使用大约可以达到30%以上的节能效果,这对于城市发展、国家能源战略和未来规划都至关重要。
变频暖通空调主要通过三种方式进行能耗的调节:首先,自动控制能源的输出速度与频率,保证各类环境下的均衡状态;其次,各功能区可自主进行有效调节,相互之间不受约束与限制,避免“一刀切”带来的不必要损耗;最后,保证冷热能源在输出速度方面保持整体平衡状态,减少能耗。
(二)冷热源的合理选择
城市综合体结构复杂,功能区块较多,各区块之间的使用需求也大不相同,做好冷热源的选择,对保证系统工作的质量至关重要。总体而言,暖通空调设计中的冷热源主要有三种可以选择的方式:通过综合体内的电能进行制冷,利用市政热力供暖;利用燃气直燃机进行制冷和供暖;使用冰蓄冷设备进行制冷和供暖。
设计者和建设者需要根据当地的现实情况、综合体的使用需求等选择合适的冷热源方案。例如,可以提前考量项目城市的供电能力以及是否存在错峰电价差异,市政供热价格和电能价格以及白天夜间使用要求的不同等因素,综合选择合适的冷热源方案,从而达到节约经济和绿色环保的发展目标。
(三)环保节能设计重点
绿色环保是暖通空调设计的重要原则,设计者和建设者可以通过以下两种方式达到环保节能的设计要求:在设计和施工中认真考量项目方案,去除不必要材料的使用,切实减少建筑垃圾和资源消耗,保护环境;通过详细调研,选择合适的制冷和供暖方式,并在项目安装和系统运行中提高设备的使用效率,节能减排。
例如,在供暖环节的设计中,可以采用热回收和新风系统相结合的模式,提高热能的利用效率;在制冷季节的夜间,可以提前利用风机的自然风对室内进行降温处理,也能在一定程度上实现节省能源和保护环境的目标。
(四)建立自动控制系统
暖通空调的健康稳定运行离不开自动控制系统的设计与建立,通过自动控制系统可以完成对各模块功能参数的收集与分析,帮助设计者在运行中解决各类技术问题,然后将各项解决方案写入控制系统,实现系统的自我调节与有效控制,不断提升暖通空调使用的稳定性和高效性。
例如,设计者可以通过空调循环泵和电动阀门建立小模块的自动控制系统,在一定程度上实现空调冷热系统的自动调控作用。以此方式,通过多种自动控制系统的组合,保证暖通空调系统长期保持稳定和高效运行,提高服务质量。
(五)消音降噪系统设计
城市综合体作为居民生活、娱乐、工作的集中化场所,对室内噪声等环境污染有着较高的硬性要求,尤其是写字楼、酒店等办公、休息的区域。暖通空调作为城市综合体生活环境舒适化的核心,必然需要进行严格的消音降噪设计,降低系统运行的噪音影响。
暖通空调的设计者和建设者可以通过采购低噪音的暖通空调设备及材料,采取有效的隔音降噪措施,以及在特殊功能区增加降噪隔离层等方式达到消音降噪的目的,保证综合体空间的生活舒适度。
(六)空调末端系统设置
暖通空调的末端系统包括空调水系统、空调风系统、通风系统和采暖系统,各个系统的设置也大不相同。空调水系统需要注重压力的设计,保证各楼层的供水能力;空调风系统需要根据不同功能区设计合适的控制系统,比如大空间采用全空气系统,小空间采用风机盘管和新风系统;通风系统则需要注意竖井和风速控制以及特殊区域的防排烟设计;采暖系统需要在冷热源选择的基础上,设置其他方式的补充供热,以保证应急需求。
结束语
随着城市综合体数量的不断增多和规模体量的持续扩容,暖通空调的设计也面临着各种各样的新要求和新挑战,其发展空间依然十分巨大。城市综合体的设计者需要在遵循暖通空调设计既定原则的基础上,根据项目实际情况和使用要求仔细研究,着力探索,攻坚克难,真正做出科学化、现代化、人性化的设计方案,从而达到降能耗、促经济、保生活的城市发展目标。
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