建筑环境论文

建筑环境论文关于高寒地区采暖的解决方案20131199建环二班周云飞摘要：本文研究高寒地区城市的供暖状况，以小金县为例，从供暖能源和供暖方式的选择入手，比选出最佳的供暖方案。关键词：高寒地区；城市供暖；能源选择；供暖方式一、高寒地区供暖的意义我国有广大的高寒地区，高寒地区的典型气候即是常年气温偏低，冬季时间长，其冬季供暖已经成为政府和社会各界共同关注的重要议题，特别是在青藏高原地区开展供暖工程的建设，惠及广大少数民族同胞，对改善民生和维护民族团结十分必要。在高寒地区漫长的冬季，如何能够营造一个温暖舒适的工作和生活环境，已经成为关系到社会发展和经济民生的大问题。本文以四川省阿坝藏族羌族自治州小金县为例，地处青藏高原东部，属于典型的高寒气候。二、小金县采暖现状通过对小金县城市采暖调查发现，县城冬季采暖能源主要依靠电力（水电），少数采用木材，而电炉辐射采暖存在严重的安全（火灾、烫伤）隐患，利用木材采暖破坏环境资源。县城大部分用户采暖设施简单，主要为简易电阻丝炉及电热辐射取暖器，少数用户采用空调，但存在寒冷日不能使用或使用效果差的问题。采取方式主要为间断取暖，间断取暖不仅造成能源利用率低，还有出现由于采暖不及时而使自来水管道冻裂的情况。总体来说，作为城市采暖，采暖方式较为落后。三、供暖能源选择燃煤燃油燃气:小金县当地及附近区域没有常规能源（煤、油、天然气等），当地能源供应主要是再生能源水电。另外，少量供居民生活用的液化石油气和汽车用油全部靠汽车外运，冬季公路的路况较差，运输难度增大，外运燃煤燃油价格较高，若以此作为主要采暖能源，运行成本过高。通过管道输送到县城的天燃气，价格低于另外两种能源，为燃气热水锅炉供暖提供了条件。太阳能：小金县的太阳能资源虽较为丰富，但由于县城位于地势狭长的河谷，白天日照时间较平原区短，属太阳能利用不利区；县城建筑物体型较大，城市建筑密度很高，利用屋面不能布置足够数量的集热板；同时太阳能供暖系统造价昂贵，从经济上来说不宜大面积应用。充分发挥太阳能资源优势，加快太阳能在城镇、农牧区建筑中的综合利用，将推动建筑节能，加快社会主义新农村建设，改善农牧民群众居住条件，提高生活水平，对促进地区社会经济发展和政治稳定具有重要意义。多年来随着国内外太阳能采暖技术的迅速发展，被动式太阳能采暖技术应用亦取得了较快发展。据不完全统计，至2007年底，全省被动式太阳能采暖技术应用累计达到40万m2左右，为改善当地广大农牧民群众的居住环境做出了较大贡献。然而还应看到，在许多工程的实际使用中，被动式太阳能采暖技术应用的效果还不够理想。地热能：地热作为一种清洁能源,对其开发利用,可减少常规能源对大气的污染。小金县城及附近目前没有发现温泉，采用地源热泵虽后期运营成本很低；但根据当地地质条件，初期建设成本还是较高，加之城市建筑密度很高，深层地质条件不明，冷热不平衡等问题，不具备大面积实施条件。水电资源：小金县域范围水能资源丰富。向县城供电联网的电站有10座，总装机容量8.65万千瓦，在建水电站有七座，小金的水电价格比较便宜，工业用电价格仅为0.55元/度，民用电价格仅为0.4元/度，丰富的水电资源为其大量利用提供了保障。小金自身丰富的水电资源对小金供暖项目来说具有很大用电保障。高寒地区由于冬季采暖时间长、温度低、平均负荷系数低、供热设备热容量大、最大负荷利用时间短，致使燃煤、燃油、燃气等供热锅炉绝大部分时间都处在非经济负荷下运行，锅炉效率低。而电采暖供热装置可控性强，调节方便，可解决这一难题。在冬季，高寒地区供热负荷以及供热参数远大于其它供热地区，因此需要根据高寒地区气候特点进行详细的热负荷以及供热参数计算，供热参数直接影响到蓄热器参数选取与蓄热器蓄热量计算.发高蓄热量、低成本的蓄热产品，可充分利用低谷电优惠政策。利用新技术、新材料，减少建筑物的散热，降低电采暖供热费用，扩大电采暖消费群体。对电采暖系统，尤其是蓄热式电采暖系统以及蓄热容量进行优化，可降低设备造价，提高与其它供热设备的竞争力。总之，电采暖以其诸多优点，奠定了其广阔的应用前景空气能：空气能概括即为空气中所蕴含的能量，是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低品位能源，空气能热泵利用热泵循环提高其能源品位后用于加热生活热水，由于使用一份电能可吸收3份空气能，从而供应4份热能加热热水系统，克服了太阳能热水器阴雨天不能工作等缺点，具有高效节能、安全环保、全天候运行、使用方便等诸多优点。空气能热泵供热技术已广泛应用于家庭、宾馆、学校、医院等单位、居住区采暖和洗浴领域。在高寒地区安装使用空气能热泵设备，首先要根据循环泵流量和管路系统合理选型，在保证产品本身节能的基础上，实现系统设计和选配型最大节能效果。由于高寒地区昼夜温差较大，空气能机组应加设定时启动功能，可根据室外温度变化和使用热水时间等，任意调整热泵启动时间。2011年，国务院印发了《“十二五”节能减排综合性工作方案》，明确“十二五”节能目标:到2015年，全国万元GDP能耗下降到0.869t标准煤(按2005年价格计算)，比2010年的1.034t标准煤下降16%，比2005年的1.276t标准煤下降32%。“十二五”期间实现全国耗煤量6.7亿t标准煤的节能减排目标。青海地域辽阔，冬气温较低，采暖用户多而分散，部分地区未接入天然气且燃煤运输困难，推广应用空气能采暖技术可有效解决这些问题，并具有很好的经济价值和环保意义经上面综合比较，提高电能的利用率可选用节能型设备—低温型空气源热泵，但空气源热泵在极端温度低于零下-25℃时，制热量将变得有限显示不出节能的优势，此时考虑备用能源燃气热水炉作为补充，以保证极端天气情况下尤其是夜间的采暖要求。经过多方面的比较最后确定采用空气能和天然气作为采暖能源。空气能热泵工作流程热泵的作用是从周围环境中吸取热量并把它传递给被加热的对象，其工作原理和家用空调、电冰箱工作原理基本相同，通过流动的媒体(即冷媒)在蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀部件中的气相变化，循环将低温物体的热量传递至高温物体中去。工作流程如下:过热液体在蒸发器内吸收低温物体热量，蒸发成气体→蒸发器出来的气体通过压缩机，变为高温高压气体→高温高压气体在冷凝器中将热能释放给高温物体，同时自身变为高压液体→高压液体在膨胀阀中减压成为过热液体，进入蒸发器，循环初始过程。空气能热泵流程如图1所示。图1空气能热泵原理图1.2空气能热泵机组成套设备安装及维护安装水平决定空气能热泵系统的使用寿命。通过调研统计发现:空气能热泵90%以上质量问题出在安装环节上，主要包括漏气、噪音、升温速度慢、电耗量过大、维修周期短等，所以使用时应由专业人员安装。在机组设备运行保养方面:首先必须注意检查运行记录，根据故障报警点数据分析存在问题;其次要经常检查机组外部腐蚀和污染情况，设备、管道、水箱相连部位接口、焊点有无泄漏，压缩机底部固定是否牢靠;再次对润滑油系统、电绝缘接线、计量控制等做好维护检查。空气能热泵机组成套设备安装如图2所示。图22.空气能热泵安装示意图1)机组定位。确定机组摆放位置，考虑底部支撑面承重、机组进出风影响等。2)基础制作。可采用水泥或槽钢，基础必须在楼面等支撑面的承重梁上。3)摆放调整。确保机组摆放平稳，机组与基础之间采用减震橡胶垫。4)水路系统连接。主机与水箱之间的水泵、阀类、过滤器等连接无误。5)电气连接。主机电源线、水泵、电磁阀、水温传感器、压力开关、靶流开关等按接线要求进行连接。6)水路试压。检测管路连接有无漏水现象。7)机器试运行。开机前，机组必须接地，采用兆欧表对机器机型绝缘性能进行检查，无问题，可开机运行，同时采用万用表钳流表对机器运行电流、电压等参数进行检查。8)管道保温。采用橡塑保温材料保温，外表面采用铝皮或薄镀锌钢板进行固定四、供热方案比选按照采暖的规模与建筑物的种类来分，供热系统可分为三大类：1、城市集中供热(集中式)，集中式是各用户合用一套制热设备，储水箱及管道，集中制热储热及集中供水的系统方式。2、居住区集中供热（分布-集中式），分布集中式供热系统是以主要的供热片区为单元单独设置热源，储水箱及管道，实行分区管理。3、分户供热(分散式)，分散式是各用户独立设置热源、储水箱及管道，单独采暖或供应热水的系统方式。根据小金县城具体情况以及各种建筑的性质和供暖特点，从建设、运行、管理的角度综合分析，确定采用分布式集中供暖的方案，对于住宅部分，燃气热水供热站+低温型空气源热泵+室内风机盘管供热系统，对于公共建筑部分，低温型空气源热泵+室内风机盘管供热系统。五、结论高寒地区供暖受到很多条件的限制，在热源的选择上要做到因地制宜，合理的利用多种能源进行供暖，采用不同供暖方式相结合，充分利用当地资源，提高能源的利用率、采暖的可靠性和经济性。对于特定条件下的采暖系统，从长期和综合角度考虑，初期投资费用较高但维护运营成本低的采暖方式，其也是可以考虑的。参考文献：[1]周自江,我国冬季气温变化与采暖分析[J].应用气象学报,2000(11)[2]杨宏志,供热系统论[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001[3]罗增润,空气能热泵热水器现状[J].中国建设信息供热制冷,2006(10)[4]马晓峰,空气源热泵供暖系统的研究与应用,住宅产业,2013(5)作者介绍：曾艺文（1989-），男，硕士研究生，重庆交通大学，重庆南岸400074刘富春（1976-），男，四川正菱建设监理咨询有限公司，四川南充637400胥鹏波（1989-），男，四川省阆中市建设工程质量安全监督站，四川南充637400[5]罗峻赵勇空气能热泵采暖及供热技术在青海地区推广应用2015．03．007