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文献综述 |
近些年来，城市中的健身中心数量激增，健身中心的设计，尤其是其暖通空调系统的设计，受到了广泛关注。检索相关文献，发现国内此类文献内容比较丰富，将相关文献综合整理为以下三个主要研究范式： 第一，暖通空调系统的理论研究，为设计指明大方向，应用适合建筑环境要求的空调系统方案，对于空调设计至关重要。 暖通空调系统设计目前研究以及应用尚存在一些问题，潘绍奇的节能技术在暖通空调系统设计中的应用研究[1]以及王博、 李娜在暖通空调设计常见问题研究[2]中提到，暖通空调节能设计对节能的重视程度不够，盲目应用新技术，节能设计方案选择不合理等。这些问题的出现，应该引起我们的重视。检索到的相关文献，对于建筑节能以及热舒适性尤为强调。李娉婷的空调系统节能[3]指出，随着国内国民经济的发展，能源消耗过度问题也随之暴露，能源节约势在必行。目前，中国已成为世界第二大空调生产大国，而空调能耗成为我国的能源消耗大户，自1945年以来，空调消耗以每年平均4~5%的速度递增,空调系统的节能存在很大的潜力。于是认识到，空调系统的节能设计也将是设计的一个重点。毛丽君的暖通空调系统节能途径及未来的设计方向[4]，该文给出了暖通空调系统节能的途径和方法，包括合理选择冷热源系统、使用可再生能源或低品位能源的空调系统、改善建筑维护结构的保温性能并减少冷热损失、调节空调新风量减少空调系统的能耗、从系统运行上的管理进一步节能。 第二，通过对具体工程案例的具体分析，了解空调系统设计的过程思路以及需要注意的事项。 从节能角度出发，主要的代表文献有徐松楠、高立男的长海市民健身中心节能设计[5],该文指出，面对日益严峻的资源和环境问题，设计绿色、低碳、节能的建筑，成为了建筑师们关注的热点。体育建筑也不应再以巨大的能耗而为人们提供奢侈的空间，节能 设计随即成为了体育建筑的一项基本设计原则。而在建筑能源消耗的过程中，采暖和空调工程中的能耗属于重点，其能源消耗大约占据整个建筑能耗总量的 1/2 以上。合理设计建筑的暖通空调系统，优化现有的耗能应用系统，可以明显有效地节约建筑能耗。长海市民健身中心结合当地自然气候条件，将设计与自然气候充分联系起来，优化设计建筑围护结构，采用自然通风，大大降低了建筑能耗。但是，该工程实例仍存在一些不足，对于，在考虑到节能的同时，对于室内热舒适的考虑不足，可能导致建筑不能满足建筑功能，在实际应用中，要多方位考虑，在满足建筑功能的基础上实现较大程度的节能。 从控制建筑室内热舒适环境角度出发，健身中心主要的设计难点在于其游泳馆的湿度控制和羽毛球馆的气流组织设计。范琛的游泳池空调系统设计[6]，介绍到了具体的游泳池空调设计，指出游泳池作为一种特殊的建筑，泳池在设备的选择、空气的处理方式上都有别于常规建筑。该文对室内游泳池的空调系统设计进行分析研究，重点分析了空调热回收系统，以及室内游泳池的湿度处理，对于合理有效的通风和防结露设计给出了一些研究建议。王培斌的某洗浴健身中心空调系统设计[7]，分析了洗浴健身中心建筑物的结构特性和冷负荷及通风负荷的特点，采用户式一拖多的集中空调系统，通过运行，该系统调节方便，节省投资费用，对于室内空气质量控制良好，防止了室内空气交叉污染。这些特定建筑功能对于空调系统的特殊要求，无形中为空调系统的能源消耗增加负担，使得能源消耗增加。王龙阁在不同高大空间建筑气流组织设计优化研究[8]一文中，介绍了在实际工程中，高大空间建筑的通风空调气流组织方案有多种形式，其中，运用较多的形式有上送下回的全室空调方案和中部侧送风的分层空调方案，对此两种气流组织方式而言，还存在着设计方法复杂、不便于工程应用，实际气流组织效果不理想、能耗偏高等实际问题。为此，针对实际工程中常用的高大空间建筑通风空调气流组织方式，开展设计方法、设计方案优化的研究，具有重要的工程实际应用价值，研究成果对工程设计具有一定的指导意义。 第三，以2015年为基准，通过空调系统设计的前沿技术，了解行业发展方向，尝试将新技术在实际工程中应用。 刘伟超对于一些前沿技术进行了简单阐述，在暖通空调新技术在通风空调系统设计中主要应用[9]一文中，指出暖通空调新技术发展趋势在于建筑节能、空气质量及周围环境的舒适度。文中提到了三点，首先，PPR毛细管网技术[10]，这项技术可以从工业废水、生活污水及空气中收集能量，低品位采集器可以置身于海洋和河流中，既降低了成本，又节约了能源。而且 PPR 毛细管网可以设置在空间的墙上及屋顶，这样大大节省了人们对住房空间的利用，既舒适，又美观。其次，大型太阳能蓄热采暖技术的产生，大大提高了人们的生活质量。太阳能集热器指将春夏秋三季的除生活热水之外的热源存储在储热装置中，冬季供取暖及热水的使用，减少了煤炭在采暖环境中对空气的污染，大大利用了可再生资源，为节能环保型社会做出了巨大的贡献。最后，热泵技术[11]的应用，把储热装置中的低位热源向高位热源转变。因为热泵可以从低温的水源中提取能量以达到供热的目的，所以它是一个利用低温余热的节能技术。 在陈向阳的变风量空调系统的前沿技术[12]一文中，具体介绍了变风量空调系统，这项技术经过40多年的发展，技术已经相当成熟，但在国内建筑空调系统中应用相对较少，瓶颈在于其对控制系统和设备精度的要求较高，初投资相对较大，后期的运营维护成本回收时间较长。但随着国内经济的高速增长，越来越多的建筑采用了变风量空调系统。借鉴国外的先行经验，可以使我国的变风量空调技术发展更快，更好地减少建筑能耗，充分体现变风量空调系统的优越性。同时，建筑节能的要求在不断提高，例如美国政府制定了2030年新建建筑实现“零能耗”的目标，对变风量空调系统的节能要求也越来越高。 同时，BIM技术的发展也为暖通空调系统设计带来了福音。BIM新技术在暖通空调领域的应用浅析[13]一文中指出，为贯彻落实节能降耗理念，方便系统优化设计，就需要在原有基础上对设计要点进行调整，积极应用BIM技术，对系统设计进行优化，在不影响基础功能前提下，降低运行能耗。BIM技术本身就具备可视化以及信息化等特性，能够对相关的设计工作提供综合数据平台，让设计更完美的进行，使后期的施提供更加准确的信息，为后期运行管理提供更方便的管控方式，同时非常有利于降低成本的支出。 这些新发展的技术，具有广泛的应用前景，但在当下，由于应用相对较少，缺少工程实际经验，其发展仍需时间检验；其次，由于与原有技术没有完全接轨，处于磨合阶段，技术应用就存在一定的难度；最后，新技术投资成本相对较高，需进一步研究，降低成本已达到工程应用的要求。
国外学界对暖通空调的研究以及应用起步较早，技术和理论研究都较国内更为成熟。在期刊资源整合服务平台维普中，以“design of the air condition system”为关键词搜索,得到的文献主要体现其某项技术的研究和针对某个具体项目的设计。 C Tian 在The Application of BIM Technology in the Design of Commercial Building Air Conditioning System[14]一文中，对BIM技术在商业建筑空调系统设计中的应用做出了阐述。鉴于BIM技术在HVAC设计中的应用，针对商用建筑空调系统中设计难度较大的风系统管道设计、机房设计、模型设计和协同设计等方面，论述了BIM技术的优缺点，设计难点和重点。 在The design and application of the optimize control management system to the central air-conditioning based on intelligent building technology[15]一文中，XF Liu 、JP Liu 、L Lei 、W Zou等人认为未来城市公共智能建筑将成为发展方向，楼宇自动化作为智能建筑的重要组成部分是降低建筑能耗的重要手段。目前楼宇自动化系统中常常忽略空调系统的运行特性个体差异，导致控制系统的稳定性和质量差。该文研究了空调系统的优化运行特性，基于LabVIEW图形化编程软件设计开发了一种中央空调优化控制系统，可以协调冷水温度、冷水流量和冷却水流量的控制，以减少能源消耗。这样的系统已应用于办公楼，应用表明，中央空调优化控制管理系统可实现稳定可靠的运行，并具有较好的节能效果，我们在后期的系统运营方面的优化设计也将为节能提供更多保障。 同样，在国外的文献中，也提到了空调系统设计遇到的问题，CH Wang 、CL Wang 在Characteristics and Common Problems of Commercial Complex Air-conditioning System Design[16]一文中介绍到，根据城市商业综合体的多功能性，投资延迟性和设计条件的不确定性等特点，冷热源商业综合体的设计具有诸多不确定性，尤其是空调管道系统和水系统及排气系统的设计。 综合国内国外的工程应用和技术研究，可以得出这样的结论：一方面，针对节能，由于对建筑内部空间、光线、温度、湿度、气流组织等要求，以及建筑师对于建筑设备的过度依赖，使的不少建筑，包括健身中心成为了高能耗建筑的代表，不仅承受着高额的建设成本，日后还伴随着大量的运营维护费用，节能设计将是设计中不可或缺的一部分。另一方面，健身中心对于室内热舒适性要求相比于其他建筑有更多的变化和某些特殊的要求，这就需要针对建筑功能，做好暖通空调系统的温湿度控制，已满足建筑使用要求。 参考文献 ［1］潘绍奇. 节能技术在暖通空调系统设计中的应用研究[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015(23). ［7］王博, 李娜. 暖通空调设计常见问题研究[J]. 商情, 2012, 32(4):2938-2940. ［2］李娉婷. 空调系统的节能[J]. 科技资讯, 2005(27):64-65. ［3］毛丽君. 暖通空调系统节能途径及未来的设计方向[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2012(7). ［4］徐松楠, 高立男. 长海市民健身中心节能设计[J]. 城市建筑, 2014(35):29-29. ［5］范琛. 游泳池空调系统设计[J]. 房地产导刊, 2013(6). ［6］王培斌. 某洗浴健身中心空调系统设计[J]. 供热制冷, 2006(1):47-49. ［7］王龙阁. 不同高大空间建筑气流组织设计优化研究[D]. 重庆大学, 2015. ［8］刘伟超. 暖通空调新技术在通风空调系统设计中主要应用[J]. 建筑建材装饰, 2017(10). ［9］佚名. 毛细管网生态空调——暖通空调技术发展的高级形式[J]. 供热制冷, 2011(9):23-24. ［10］张旭. 热泵技术[M]. 化学工业出版社, 2007. ［12］陈向阳. 变风量空调系统的前沿技术[J]. 暖通空调, 2015(8):1-10. ［13］刘存. BIM新技术在暖通空调领域的应用浅析[J]. 装饰装修天地, 2017(7). ［14］Tian C. The Application of BIM Technology in the Design of Commercial Building Air Conditioning System[J]. Low Carbon World, 2017. ［15］Liu X F, Liu J P, Lei L, et al. The design and application of the optimize control management system to the central air-conditioning based on intelligent building technology[C]// International Conference on Electric Technology and Civil Engineering. IEEE, 2011:1676-1679. ［16］Wang C H, Wang C L. Characteristics and Common Problems of Commercial Complex Air-conditioning System Design[J]. Building Energy amp; Environment, 2017. |
