室内空气品质对暖通空调系统设计的影响及优化策略研究

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

李宏勋

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摘要

本文针对IAQ对暖通空调系统设计的影响展开了分析,结合工程实例,首先从系统选型与布置、通风量、过滤效率与气流组织等方面详细分析了IAQ对暖通空调系统设计的影响,然后从优化设计原则、新型空气净化及过滤技术应用、智能控制与监测系统集成等方面提出了优化策略,并给出了具体的工程应用案例。研究结果表明,在室内空气品质与暖通空调系统设计中,应重视IAQ对暖通空调系统的影响,并从系统选型与布置、通风量、过滤效率与气流组织等方面优化暖通空调系统设计,提高暖通空调系统的空气净化效果,减少室内有害气体含量。


关键词

室内空气品质;暖通空调系统设计;优化策略

正文

引言:室内空气品质(IAQ)是建筑工程中重要的设计要素,直接关系到暖通空调系统的运行效果。近年来,随着人们生活水平的不断提高,建筑工程中空调系统的应用越来越广泛。然而,在实际设计过程中,由于建筑工程中的各种因素影响,使得室内空气品质问题日益突出,如细菌、病毒、异味等问题影响着人们的身体健康。因此,在进行建筑工程设计过程中,需要对建筑工程室内空气品质问题进行分析和研究。

一、暖通空调系统的类型与基本原理

暖通空调系统的类型主要包括:风冷热泵机组系统、辐射板换空调系统、风管式空调系统、混合式空调系统等。其中,风冷热泵机组系统是暖通空调中应用较为广泛的一种类型,主要是通过风机盘管将冷热源进行组合,形成一定的送风面积,将新风送入房间;辐射板换空调系统主要是利用辐射板对室内进行加热,而室内空气则会通过辐射板向室内送风;风管式空调系统主要是指将风机盘管安装在建筑内,通过新风进行通风换气。

二、IAQ与暖通空调系统设计的关联性分析

暖通空调系统设计过程中,需要考虑多种因素影响,其中包括:建筑工程室内环境、通风换气效率与质量、空气净化技术等。在实际设计过程中,由于暖通空调系统种类较多,导致各系统间的关联性不强,且各系统之间的运行方式也有差异。因此,在进行建筑工程设计过程中,需要根据具体的建筑工程设计需求,对IAQ与暖通空调系统设计之间的关联性进行分析。

三、室内空气品质对暖通空调系统设计的影响

3.1主要室内空气污染物及其来源

在所有的污染物中,对人体危害最大的就是甲醛和苯等有机污染物,其主要来源有:(1)装修材料,如木制家具、地板等,其中以木材为主要来源;(2)建筑材料,如砖瓦、水泥、瓷砖、涂料等,这些材料在生产和使用过程中会产生大量的甲醛;(3)家具用品,如床垫、沙发等;(4)厨房用品,如冰箱、油烟机等;(5)建筑装饰材料和家居用品,如油漆、涂料、胶粘剂等。除此之外,还有一些来自于室外的污染物:如灰尘、烟雾、花粉、细菌和霉菌等。室内空气污染对人体的危害是巨大的,因此,空调设计时必须考虑室内空气质量问题。

3.2 IAQ对系统选型与布置的影响

对系统选型的影响:IAQ的存在对暖通空调系统的设计有着重大的影响,如果选择不当,将会造成系统能耗偏高,设备运行时间偏短,甚至出现空调系统无法正常工作、设备运行不稳定等问题。此外,当室内环境污染严重时,为了避免污染扩散至室内,甚至造成人员中毒等安全事故,应尽可能降低新风系统的新风负荷。因此在系统选型时应考虑空气品质是否满足室内人员对健康舒适度的需求。对系统布置的影响:在对暖通空调系统进行设计时,应尽量减少由于设备布置不合理而造成的空间浪费与能源浪费。

3.3系统设计中的通风量、过滤效率与气流组织

当对新风系统进行设计时,需要根据通风量来确定其参数。在设计过程中,应重点考虑以下三个方面的因素:(1)在对新风系统进行设计时,需要按照系统的运行特点确定其风量、风压以及风速等参数。(2)在对新风系统进行设计时,应注重其过滤效率的确定。当过滤效率较低时,应对其进行选择,并在保证室内人员健康的情况下选择合适的过滤方式。

四、暖通空调系统优化策略

4.1 IAQ驱动的系统设计优化原则

IAQ驱动的系统设计优化原则,是以人体舒适性和室内空气品质为出发点,并以此为基础进行的暖通空调系统优化设计。它在综合考虑暖通空调系统性能、室内空气品质和人体舒适性等因素的基础上,以最小能耗和最低的室内空气品质要求为目标进行的。即,在满足人体舒适性的前提下,通过合理地配置冷热源设备、提高空调系统效率、减少系统能耗,最大限度地实现暖通空调系统的节能运行,同时,尽量避免采用高能耗设备和提高室内空气品质措施。此外,考虑到我国幅员辽阔,南北气候差异较大等实际情况,暖通空调系统优化设计应因地制宜、因人制宜。

4.2新型空气净化及过滤技术应用

新型空气净化技术:随着科学技术的发展,空气净化技术也在不断完善,并且也取得了很多成果。目前在我国已经应用比较成熟的是静电吸附法,主要是利用空气中的带电粒子在电场的作用下产生带电粒子,当带电粒子吸附在空气中的固体表面上时,带电粒子与气体中的分子碰撞后产生电荷转移,从而实现对固体表面污染物质的去除。除此之外还有静电集尘技术、等离子体法、光催化净化技术、化学吸附等技术。其中静电吸附法的效果较为明显,但由于其设备较多,且成本较高,因此在实际应用中还需根据实际情况加以选择。等离子体法具有能耗低、运行稳定等优点,但由于其设备较多,成本较高。

4.3智能控制与监测系统集成

在空调系统设计中,除了应用空气净化技术和新风技术之外,还应该将智能控制系统和监测系统集成,根据建筑内的温度、湿度等环境参数,通过对环境参数进行实时监测,并自动调整空调运行参数,降低能耗,减少能源浪费。如图3所示的就是基于智能控制的暖通空调系统模型。在建筑中使用智能控制系统可以有效减少能源浪费和能耗。将智能控制和监测系统集成后,可以根据用户需求进行自动调节。同时,为了达到最好的空气品质效果,可以对整个建筑物的温度、湿度等进行实时监测,通过智能控制系统的调节,可以使空调运行更加高效节能。

结语

本文针对IAQ对暖通空调系统设计的影响进行了分析和研究,并提出了相应的优化策略,旨在为我国建筑工程设计提供参考。近年来,随着我国经济的快速发展,人们生活水平不断提高,对建筑工程设计提出了更高的要求。然而,由于我国建筑工程设计中的各种因素影响,使得室内空气品质问题日益突出,如细菌、病毒、异味等问题影响着人们的身体健康。因此,在进行建筑工程设计过程中,应充分考虑室内空气品质对暖通空调系统设计的影响,并采用合适的优化策略提高室内空气品质水平。同时,应在满足人体舒适性的前提下降低暖通空调系统能耗和污染。

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