暖通空调设计中通风技术的应用研究
王甜甜
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引言
随着建筑行业的快速发展以及人们对室内环境品质要求的不断提高,暖通空调系统在建筑中的作用愈发关键。通风技术作为暖通空调系统的重要组成部分,不仅承担着改善室内空气质量、调节温湿度的重要功能,还对建筑的能耗水平有着直接影响。良好的通风设计能够有效排除室内污染物、异味及多余热量湿气,为人们营造健康、舒适的室内环境。
一、通风技术在不同建筑类型暖通空调设计中的应用
1.1 商业建筑应用
商业建筑物主要包括大型商场、购物中心,特点是室内外空间较大,人员流量大,不同种类的物品大量聚集,很容易造成室内的二氧化碳浓度较高、异味等情况。在暖通空调设计中,一般都是采用机械排风与自然排风相结合的方式进行综合。大型商业建筑物,室内全空气设计,通过组合式空调器处理送风,结合机械排风、进风装置,并确保各区域的换气次数在每小时8-10 次。利用建筑的玻璃幕墙可以在建筑外墙部分设计玻璃的可开启装置,方便过渡季节的自然通风设计,可以尽量减少能源的消耗,也方便室内外空气的保护。针对商业建筑物内部餐饮业中的油烟问题,可以通过高效油烟净化装置并采用独立的机械排风装置,在充分保障餐饮油烟不产生扩散,污染整体环境的前提下,降低商场的整体能耗。
1.2 办公建筑应用
办公类建筑主要以满足工作人员办公功能为主,使用人员停留的时间长,对室内的空气质量及舒适度等要求较高。对办公建筑的通风方式主要是采用新风加局部机械通风的设计方法。以某写字楼为例,新风系统采取全热交换,引入新鲜室外风时,对室内排风中的热(冷)量进行回收,减少空调能耗。在办公区以人员密度及办公时间进行控制,调节变风量送风,保证办公室的空气质量。对设有大量打印机、复印机等设备的办公区,布置局部排风系统,及时排出打印机、复印机等办公用具排放的臭氧及尘埃,避免工作人员职业病的发生。
1.3 住宅建筑应用
对于住宅建筑来说,舒适性与经济性是核心设计目标。住宅建筑的通风设计,通风基本依靠自然通风,必要时配置机械通风。传统住宅建筑,主要通过门窗位置、开启方式合理设计来实现,利用风压、热压以达到自然通风效果。现代住宅建筑中,在上述通风方式基础上配置户式新风系统,对于超高层的住宅建筑或者居住环境污染较大地区,采用新风系统可以对新风进行一定的净化处理,保证室内空气质量。对于厨房、卫生间等场所,配置排气扇进行局部的机械通风,排出油烟、异味、潮气等。部分高端住宅采用地送风置换通风,新鲜的空气从地面送入室内,室内形成空气湖,将污浊空气由上部排出,提高通风换气效果及舒适度。
二、通风技术应用中的问题与挑战
2.1 技术层面的问题
在实际应用中,通风技术存在诸多技术难题。通风系统的气流组织不合理,容易出现通风死角,导致部分区域空气无法有效置换,影响室内空气质量。在一些层高较高的商业建筑中,由于送风口位置和风速设计不当,空气难以到达人员活动区域,造成上部空气新鲜,下部空气污浊的现象。通风设备的噪音控制不佳,尤其是机械通风设备运行时产生的噪音,会对室内人员造成干扰。通风系统的过滤效率不足,难以有效去除PM2.5、甲醛等污染物,无法满足日益提高的室内空气质量要求。
2.2 经济成本问题
通风技术的应用面临较高的经济成本压力。从设备投资来看,高效的通风设备如全热回收新风机组、智能通风控制系统价格昂贵,增加了项目初期建设成本。在运行成本
方面,机械通风设备的能耗较高,特别是在长时间连续运行的商业和办公建筑中,电力消耗巨大。通风系统的维护成本也不容忽视,定期更换过滤器、检修设备等都需要投入大量资金。
2.3 与建筑设计的协调问题
通风技术与建筑设计的协调不足是普遍存在的问题。在建筑设计初期,由于建筑师对通风技术了解有限,往往未能充分考虑通风系统的布局需求,导致通风管道与建筑结构、空间布局冲突。一些建筑为追求美观的外立面设计,限制了窗户的开启面积,影响自然通风效果。或者在室内空间设计中,未预留足够的空间安装通风设备和管道,迫使通风系统进行不合理的布局,降低通风效率。
三、通风技术的优化策略与发展趋势
3.1 技术创新与优化
为解决技术层面问题,需加强通风技术的创新与优化。研发高效的气流组织模拟软件,通过计算机模拟优化送风口、排风口位置和风速,消除通风死角。在设备降噪方面,采用新型隔音材料和优化设备结构设计,降低通风设备运行噪音。同时,提升通风系统的过滤技术,开发高效能、低阻力的过滤器,如静电除尘过滤器、纳米纤维过滤器等,有效去除各类污染物。此外,引入智能控制技术,根据室内空气质量、人员密度等参数自动调节通风系统运行状态,实现精准通风。
3.2 成本控制措施
降低通风技术应用成本可从多方面入手。在设备选型上,根据建筑实际需求,合理选择性价比高的通风设备,避免盲目追求高端设备。优化通风系统设计,采用节能型设备和运行模式,如利用自然通风与机械通风相结合,减少机械通风设备的运行时间和能耗。在维护管理方面,建立智能化运维系统,通过传感器实时监测设备运行状态,预测设备故障,实现预防性维护,降低维护成本。
3.3 与建筑设计的深度融合
实现通风技术与建筑设计的深度融合,需要在建筑设计阶段加强多专业协同。建筑师应与暖通工程师密切合作,在建筑方案设计阶段就将通风需求纳入考虑,合理规划建筑布局、朝向和空间形态,为通风系统创造有利条件。例如,通过设计中庭、通风廊道等建筑结构,增强自然通风效果;在建筑外立面设计中,兼顾美观与通风需求,采用可调节的通风窗、通风百叶等。
3.4 发展趋势展望
绿色环保化、智能化及个性化是通风技术未来的进一步发展。绿色环保化发展方向将是更多的利用可再生能源的驱动通风方式,例如太阳能通风器,地源热泵辅助通风系统等,减少传统能源的使用。智能化水平不断加强,通风系统与物联网、大数据的结合不断加强,实现远程监视、自动调节以及故障报警。更加个性化,通风系统根据建筑类型及室内环境需求,个性化的设计不同通风方式,能够更好的满足不同室内环境需求。通风技术将与建筑的其它技术如建筑节能技术、建筑室内环境控制技术等,与其它技术共同为建筑行业发展做出贡献。
结语
通风技术在不同建筑类型暖通空调设计中的应用各有特点,同时也面临技术、成本及设计协调等多重挑战。通过技术创新、成本控制及与建筑设计的深度融合等优化策略,能够有效提升通风技术应用水平。未来,随着绿色、智能、个性化趋势的发展,通风技术将为建筑室内环境改善与节能减排提供更有力的支持,推动建筑行业可持续发展。
参考文献
[1]綦吉辉,徐忠义.暖通空调设计中通风技术的应用研究[J].居舍,2023,(12):95-97.
[2]邓方隆.暖通空调设计中通风技术的应用研究[J].江西建材,2022,(11):98-99.