建筑通风节能设计的问题与改造方案

黄 娇

(上饶市城市建设投资开发集团有限公司，江西 上饶 334000)

1 建筑行业节能设计必要性

(1)能够推动建筑行业的持续发展，建筑节能技术在建筑行业中的应用，可以重新规划与选择建筑材料与工艺，通过使用节能环保材料，达到节约资源的目的，落实可持续发展目标。

(2)是现阶段建筑行业发展趋势。社会发展步伐的加快，人们思想意识的提升，开始重视环保节能。节能环保技术的应用能够达到建筑节能目标，解决突发事件，保证建筑功能，凸显出建筑的环保理念，满足人们日常生活需要[1]。

2 建筑通风节能设计过程中的注意事项

在建筑设计中，自然通风的引入可以达到很好的节能减排效果，但自然风、垂直风也会产生许多不利因素。当热空气流上升过多时，在冬季，一些建筑物因中庭较高很难达到隔热效果时，热空气流将堆积在建筑物的顶部。同时，经常会出现暖气与热风炉水循环不畅现象，如果内部水循环受到阻碍，就很难将温度传送到室内，无法达到保暖作用[2]。

3 建筑节能措施在建筑设计中的应用

3.1 建筑节能措施在屋面设计中的应用

在设计建设时，屋面设计是非常重要的一部分，针对现阶段的浇筑来说，屋面隔热功能非常重要，需要花费许多能源来保证室内温度，这需要在进行屋面设计时开展节能措施，达到理想的节能效果，尤其是在夏季和冬季，能够减少室内温差，降低能源损耗。一般来说，建筑物屋面设计运用节能措施，最重要的一点就是注重建筑屋面保温层，要选择具有很强密度与吸水性的保温层材料。

3.2 建筑节能措施在墙体设计中的应用

在建筑整体设计中，建筑墙代表了相对较大的区域部分，目前，在建筑墙体节能设计中，需根据实际工程的需要采用复合墙体的节能设计，需要在原有墙体上添加复合绝缘子，提高墙体导热性能。考虑墙体结构与节能复合材料所处的位置，将建筑墙体节能分为墙体内保温技术与墙体外保温技术两类。墙体外保温是应用较广泛的节能设计法，符合现代建筑节能设计要求，在一定程度上促进旧建筑的改造[3]。

3.3 建筑节能措施在门窗设计中的应用

建筑门窗在设计过程中经常用到的节能措施有以下几种：首先，分析门窗与墙体所占比例，了解门窗与立面单元比例。其次，要保证门窗具有良好的气密性，避免冷空气通过门窗渗透进来，防止室内热量减少，降低热量损耗率。一般来说，建筑外墙空气密度要大于4，玻璃幕墙密度要大于3，另外，加大新型环保材料的使用力度，充分发挥出新型环保材料的作用，减少热量损失，有效确保门窗的节能环保性能。

4 建筑通风节能的相关问题

4.1 风量检测问题

通风空调系统主要作用就是通过输送空气介质来达到输送能量的目的。在整个通风系统中，各级分支通道中的气流是开展节能检测的主要指标，系统总风量、每个支管中风量偶读容易受到不同系统部件的影响，例如风机的工作状态、阀门段的长度、管道、局部阻力部件等多个元件的组合，在实际使用前必须停止整个系统，使用后立即检查，保证系统正常运行。

4.2 风管检测问题

风管检测作为整个系统中的输送线，应检查和测量系统送风管密度和强度，不管是机械通风系统风管还是其它风管，对密度与强度都有一定的要求，在安装前，管道进入施工现场后要进行检测，需要采用相应的方法来检测风管严密性。由于工程进度和现场条件的影响，现场经常发生超过变径管位置和旋转接头位置漏风量超标现象，尤其要注意测量漏气量，这对末端风口风量有非常重要的影响。

4.3 风机检测

风机是整个系统中的主要动力供应者，可以说是系统的“心脏”， 风机正常运营是保证整个系统高效运行的前提。现阶段，常用的风机包含离心式、轴流式等，不同风机所出现的问题大体相似，施工现场风机检测通常涉及风机反转情况， 主要是由于施工期间的接线故障，将纸张、布条以及塑料袋等材料放置在风口，观察这些材料摆动方向来确定气流的方向，以此确定风机转动方向，观察风机出口处与后续管连段的连接情况，对风机转动方向进行判断。在结合电动机工作原理进行检测，发现风机出现转向错误时，可以通过更换三相进线中的接线，以此保证风机正常转向[4]。

5 建筑工程中通风系统节能设计策略

5.1 科学合理选择冷热源

(1)检查建筑物周围是否有暖气片等供热设备，如果有这样的供热设备，可以将余热用作建筑物的供暖计划。如果冷冻装置在周围环境中处于良好状态，则可选择该装置作为建筑物的供冷方案。

(2)如果建筑物附近有更多的天然气，根据实际情况，运用供电系统来保证冷热源稳定性，并最大限度提高能源效率。

(3)如果周围有丰富的地热与水资源，可以运用这两种资源作为系统中的冷热能源，以实现节能目的。我国在2012年实施的《民用建筑室内热湿环境评价标准》，根据我国地域气候特征，将适应性热舒适模型纳入到标准体系中，对热舒适评价方法有计算法与图示法两种，最常用的是图示法，其I级和II级舒适题干温度如表1所示。

表1 各气候区域非人工冷热源热湿环境I级舒适题干温度评价方法

式中Top— —体感温度(℃);

trm— —室外平滑周平均温度(℃)。

5.2 技术和组织优化

在系统技支持方面，采用德国水晶大地地源热泵换气空调机组与新风热泵空调机组相结合的方式，实现室内热量的有效流动，通过降低室内建筑物的温度来产生室外热量，降低建筑物的耗电量。在技术组织和管理方面，暖通空调建设项目的节能、低碳、减排管理过程复杂，需要高水平的专业知识，涉及许多领域的专业知识，为了进一步增强项目的节能减排能力和减排管理的影响，避免室内装修的后期维修，及时组织和调整不同设计专业和室内设计合作单位进行室内装修，在室内装饰技术方面，应及时调整相关设计专业进行设计[5]。

5.3 体型和结构布局的优化

建筑物的体型与结构配置科学合理对应用自然风有一定的影响，要想在保障建筑照明效果良好的基础上对单个建筑物自然通风进行优化，将建筑物与盛行风向对其，保证建筑物自然通风效果如图1。由于前一栋建筑会影响后一栋建筑通风效果，个别建筑应根据整体情况对建筑的形状、高度、深度、宽度等进行一定的控制。由于室内物理环境的差异性，建筑物开口附近、如窗户、门洞等，都会形成气流的压力差，当建筑物开口两侧存在压力差△P时，其通风量可由公式计算:

式中Q— —流体的体积流量(m3/S)；u— —开口处的流量系数，与开口特性有关；F— —开口面积(m2)；P— —流体密度(kg/m3)；Δp— —开口两侧的压力差(Pa)。

当建筑外表风压强度与风向、风速、空气密度等物理因素相关而且建筑物相对于主导风向的位置，建筑形状、周围障碍物都会影响风压分布，如图2。建筑外表风压可由公式计算：

Pw=0.5CpV2

式中Pw——建筑外表面某点风压(Pa)；Cp——风压系数；P——室外空气密度(kg/m3);V——风速(m/s)。

5.4 智能控制系统的构建

要想做好节能减排，就需要保证通风系统工程能源使用率，构建智能控制系统非常重要，智能控制系统的构建需要在总结以往经验基础上开展，并考虑行业发展方向。温度与湿度作为控制的关键，保证温度与湿度合理与控制密切相关。风机转速过快或过慢，空调运行能耗率很高，可根据设备实际情况选择最佳转速，减少能量损失，提高能源利用率。

图1 建筑物平面、立面及风载体型系数

图2 高层建筑平均风压阻塞效应

5.5 增强城市规划设计

建筑通风节能设计中，需要考虑方位、建筑间距等要素，要将建筑物与周边的建筑物联系到一起，规划好位置，保证通风系统中自然通风能力，为人们提供舒适的环境，拥有良好的居住体验。通常情况下，建筑大多是南北朝向，在规划设计时，不仅要考虑这一因素，还要考虑建筑物位置与周围环境、风向等，进行综合分析，充分改善居民的生活体验。

5.6 改进通风系统的节能设计

建筑通风系统节能设计影响着建筑内外气流与温度发散，建筑物朝向与建筑物之间的距离会影响建筑物通风效果，影响到系统节能，并且建筑物的布局也会影响到建筑物的通风，建筑物的配置方式选择，哪种方法最适合，需要设计人员仔细检查。如果建筑物之间的高度不相同，需要将高层建筑放置在迎风面靠后位置，然后放置多层建筑，底层建筑放置在前面，这样可以提高通风效果。但由于冬季气温低，要解决好通风与保温之间的矛盾，控制好通风量，风速不要每秒超过0.1m～0.2m，并且在通风之后，及时进行保温，保证在通风期间室内温差变动小于5℃，并且在通风结束之后恢复正常。

5.7 在建筑中推广使用环保绿色生态材料

随着建筑行业的发展，建筑工程运行规律逐渐满足能量守恒定律，这就需要在设计中减少高耗能产品的使用，减少建筑后期使用中的污染物。运用生态材料不仅能够减少碳排放量，缓解温室效应，还能够避免破坏臭氧层，保障建筑在达到使用年限后再次回收与利用，加大资源使用率。另外，运用环保型建筑材料能够避免污染人们生活空间，为人们提供一个安全、舒适的环境。随着现代科学技术的进步，一些新型材料相继出现，开始应用到建筑通风设计中，这些新型材料的应用能够提高建筑节能水平，保证建筑通风效果，在一定程度上促进建筑行业的发展。同时，使用可替代性能源，将其作为常规建筑能源，降低工程生产成本，减少环境污染，保证建筑行业健康发展。在节能设计中，需要加大新能源开发力度，创新生态材料在节能建筑中的应用，将节能设计与绿色生态材料有效结合。

6 结 语

通风系统作为建筑系统中的重要部分，需要在设计与施工过程中符合相关标准、 满足人们基本需求。需要从整体节能环保目标出发，在保证系统安全性与质量以外，优化系统各部分，运用现代先进技术，根据实际需求，考虑节能设计成本、使用效果及安全性，促进建筑行业持续稳定发展，带动社会经济进步。