
?????? 建筑熱工為建筑環(huán)境創(chuàng)建了一個良好的圍護結(jié)構(gòu),而暖通空調(diào)則運用技術(shù)與設(shè)備實現(xiàn)人們對室內(nèi)環(huán)境的要求。
1、空氣調(diào)節(jié)
進入到九十年代的今天,無論是工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境,還是居住環(huán)境,都已廣泛地應(yīng)用空調(diào),空調(diào)已成為衡量建筑現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。
高精度恒溫恒濕空調(diào)綜合技術(shù),是包括空調(diào)負(fù)荷計算、系統(tǒng)布置、氣流組織、空調(diào)設(shè)備、樓宇控制及關(guān)鍵儀表在內(nèi)的成套技術(shù)。五十年代我國空調(diào)的恒溫精度只能達到±0.5℃,六十至七十年代開展了恒溫空調(diào)技術(shù)的全面研究,并于六十年代末提出了適合我國國情的恒溫工程整套設(shè)計方法,并編入《空氣調(diào)節(jié)技術(shù)手冊》。七十至八十年代開展了恒溫空調(diào)的研究,研究了側(cè)送、散流器、孔板送風(fēng)方式;研制了立式整體空調(diào)機組及臥式空調(diào)器,和可控硅無觸點雙位溫度調(diào)節(jié)器和無觸點時間比例式溫度調(diào)節(jié)器;同時還研究了氯化鋰濕度傳感器、雙溫法濕度標(biāo)定裝置、濕度控制儀表及室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制計算方法等。從而系統(tǒng)地解決了精度在0.1~0.03℃的恒溫空調(diào)技術(shù)。八十年代進行了大面積光柵刻線高精度恒溫技術(shù)的研究,研制成功精密串級調(diào)節(jié)及其配套儀表,在國內(nèi)首次實現(xiàn)了大面積連續(xù)20晝夜維持20℃±0.01℃的高精度恒溫環(huán)境,已接近這一技術(shù)領(lǐng)域的國際先進水平,這是滿足高精尖生產(chǎn)要求上的重大突破。
恒濕空調(diào)是在一些吸濕性材料生產(chǎn)過程中提出的,如針織品、造紙、醫(yī)藥、食品等,我國恒濕控制技術(shù)從開始解決±5%RH(相對濕度)到逐步解決±3%RH以及±2%RH。八十年代后期建成的國內(nèi)自行設(shè)計、安裝及調(diào)試,具有當(dāng)時國際水平的平衡環(huán)境型房間量熱計式空調(diào)器試驗裝置,其恒濕精度可達±1%RH。
七十年代末至八十年代初,為了節(jié)省冷負(fù)荷、初投資和運行能耗,對高大廠房分層空調(diào)技術(shù)進行了研究。研究了分層空調(diào)冷負(fù)荷計算中熱轉(zhuǎn)移負(fù)荷確定方法,分層空調(diào)氣流組織方式及設(shè)計方法;并根據(jù)高大廠房特點,結(jié)合我國現(xiàn)有空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)使用情況,提出各種空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用于分層空調(diào)的優(yōu)點及其適用范圍和設(shè)計計算方法。用于實際工程,溫差可達到±1℃,一般可節(jié)省冷量30%。
建筑物冷熱負(fù)荷設(shè)計計算有了新的發(fā)展,八十年代初提出的新方法考慮了圍護結(jié)構(gòu)等蓄熱體的吸熱、蓄熱和放熱特性,改變了原有方法中得熱與冷負(fù)荷不加區(qū)分的作法,從而減少了設(shè)計用冷負(fù)荷,計算機理正確,方便使用。
控制高檔商業(yè)建筑的能耗始于八十年代中期,改革開放后建造了一批高檔旅館、公寓及商場等,空調(diào)采暖能耗大幅度上升。經(jīng)調(diào)查、實測及分析后,于九十年代初期頒布了旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
九十年代中期,由于大、中城市電力供應(yīng)緊張,供電部門開始重視需求側(cè)管理及削峰填谷,蓄冷空調(diào)技術(shù)提到了議事日程。近年來,由于能源結(jié)構(gòu)的變化,促進了吸收式冷熱水機組的快速發(fā)展,以及熱泵技術(shù)在長江中下游地區(qū)的應(yīng)用。
為了提高暖通空調(diào)系統(tǒng)運行效率,達到節(jié)能目的,已研究開發(fā)并應(yīng)用了變水量(VWV)、變風(fēng)量(VAV)系統(tǒng),以及在我國剛起步的變冷劑流量(VRV)系統(tǒng)。
2、采暖供熱
散熱器有了較大的發(fā)展,開發(fā)了多種新型散熱器。用稀土灰口鑄鐵制造的散熱器比之原普通灰口鑄鐵散熱器,具有機械強度高、氣密性好、承壓能力高、加工性能好的優(yōu)點。鋼制散熱器比之鑄鐵散熱器具有金屬熱強度高,散熱性能好、造型美觀、裝飾性強、占用空間小、現(xiàn)場施工安裝方便、工藝性好、適于自動化生產(chǎn)的優(yōu)點。
我國建筑節(jié)能工作始于八十年代初期,首先從減少能耗占最大比例的采暖能耗為起點,在制定標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、推動技術(shù)進步和加強行政管理方面做了大量、有效的工作。1986年建設(shè)部頒發(fā)了我國第一部建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),即民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),并于1996年頒布了該標(biāo)準(zhǔn)的修訂標(biāo)準(zhǔn),目標(biāo)節(jié)能率為50%。為了實現(xiàn)采暖系統(tǒng)節(jié)能率達到標(biāo)準(zhǔn)要求,于八十年代中期研究并開發(fā)了平衡供暖技術(shù)及產(chǎn)品、鍋爐運行管理技術(shù)及產(chǎn)品等,對推動采暖系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)進步發(fā)揮了重要的作用。為了進一步推動建筑節(jié)能工作及提高室內(nèi)熱環(huán)境品質(zhì),根據(jù)我國節(jié)能法及節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo),近年來要大力推行室溫可調(diào)及采暖計量收費技術(shù),隨之推動采暖系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)進步及產(chǎn)品開發(fā)。例如,室內(nèi)采暖系統(tǒng)由傳統(tǒng)的單管順流系統(tǒng)改變?yōu)殡p管系統(tǒng);散熱器恒溫閥及熱表等有關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用、研究及開發(fā)。
3、通風(fēng)和室內(nèi)空氣質(zhì)量
六十至七十年代,為解決地下建筑的潮濕、悶熱、空氣污濁嚴(yán)重影響正常使用的問題,通過多工種協(xié)同研究,成功地提出了南方、北方地下巖石洞庫工廠內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量綜合改造的技術(shù)措施和手段,并研制了適合地下建筑用的氯化鋰轉(zhuǎn)輪除濕機、三甘醇液體除濕機和冷凍降濕機。
八十年代開始調(diào)查、研究室內(nèi)空氣品質(zhì)問題,九十年代對一些空調(diào)建筑做了調(diào)查及現(xiàn)場測試,并提出了一些新概念及改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的途徑。
為了分析室內(nèi)空氣品質(zhì)及評價熱舒適,于七十年代發(fā)展的計算流體力學(xué) (CFD)到了九十年代,已開發(fā)成分析速度場、溫度場和污染物濃度場的手段,并于近年來用于求解熱舒適評價指標(biāo)及空氣年齡的方法。
八十至九十年代,在引入北歐置換通風(fēng)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合國情開展了這方面的研究與開發(fā)工作,并應(yīng)用于上海大劇院等工程中,既獲得較高的空氣質(zhì)量,也達到了節(jié)能的效果。
4、空氣潔凈技術(shù)
空氣潔凈技術(shù)的研究始于五十年代末期,主要是軍工和三線建設(shè)的需要。六十至七十年代初系統(tǒng)研究開發(fā)了發(fā)展?jié)崈艏夹g(shù)所遇到的幾項主要關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備,如玻璃纖維高效空氣過濾器、聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)粒子、光散射式塵埃粒子計數(shù)器、檢漏儀、潔凈工作臺、空氣吹淋室、凈化吸塵器、靜電自凈器、裝配式亂流及層流潔凈室、集成電路生產(chǎn)用成套局部凈化設(shè)備等。這為隨后展開的大規(guī)模集成電路攻關(guān)、毛主席紀(jì)念堂生物潔凈室工程等做出了貢獻,并以《裝配式恒溫潔凈室》的綜合成果納入1972年編選的《中華人民共和國重大科技成果匯編》。七十年代末至八十年代末,為適應(yīng)凈化工程的發(fā)展,尤以全國近萬家藥廠必須進行凈化改造的迫切需要,制訂了一系列國家和行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,建立了相應(yīng)的檢測手段,并研制成功Ⅱ級生物安全柜、裝配式生物潔凈室、離心式細(xì)菌采樣器等用于生物潔凈環(huán)境的技術(shù)裝備。九十年代推出的低阻亞高效空氣過濾器、封導(dǎo)結(jié)合的雙環(huán)密封系統(tǒng)、無隔板高效空氣過濾器、條縫式吹淋室、0.1微米10級超高性能潔凈室等都達到了國際水平。
大量的實踐成果為理論研究提供了沃土。八十年代初以來,出版了《空氣潔凈技術(shù)原理》等專著,提出了許多新觀點、新概念并系統(tǒng)總結(jié)了潔凈室理論,建立了潔凈室不均勻分布理論體系和計算方法,為我國有關(guān)手冊、規(guī)范提供了優(yōu)于國外標(biāo)準(zhǔn)的評價標(biāo)準(zhǔn)和計算方法,并且突破在垂直層流、下限風(fēng)速、回風(fēng)方式上的國外禁區(qū),為中小規(guī)模的100級潔凈室在國內(nèi)的推廣普及開了綠燈。最近提出的阻漏層理論和技術(shù),為提高微環(huán)境的污染控制效果展示了一種新的工程學(xué)方法。
5、計算機軟件開發(fā)與應(yīng)用
我國暖通空調(diào)計算機應(yīng)用始于七十年代初,首先用于數(shù)值計算、實驗室數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計與分析方面。七十年代中期逐步進入到工程應(yīng)用,把手工計算過程編成電算程序。七十年代末期,建設(shè)部組織了建筑工程設(shè)計程序庫,對暖通計算機應(yīng)用的發(fā)展起了一定的推動作用。八十年代中期完成的暖通空調(diào)應(yīng)用軟件包已涵蓋了冷熱負(fù)荷計算、能耗分析、氣流組織、室內(nèi)外供暖及通風(fēng)管網(wǎng)、系統(tǒng)設(shè)計、方案比較與設(shè)備選擇等。
暖通空調(diào)CAD技術(shù)始于八十年代中期,當(dāng)時一些大型設(shè)計院引進國外CAD工作站及多專業(yè)應(yīng)用軟件包,并進行二次開發(fā)。但由于軟件對硬件和操作系統(tǒng)的依賴性及各系統(tǒng)的封閉性等原因,應(yīng)用與推廣較為困難。
八十年代末期至九十年代初期,由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展及AutoCAD繪圖軟件包的不斷完善,國內(nèi)自主開發(fā)了暖通空調(diào)CAD軟件并逐步商品化。爾后,開發(fā)了計算繪圖一體化軟件,軟件功能從過去的單純計算或單純繪圖,發(fā)展到集計算、繪圖于一體的輔助設(shè)計軟件,在設(shè)計院得到日益廣泛的應(yīng)用。
近年來,微處理技術(shù)日新月異,為CAD軟件開發(fā)提供了非常廣闊的自由空間和平臺,暖通空調(diào)CAD在計算繪圖一體化的基礎(chǔ)上,進而向集成化發(fā)展。
6、展望暖通空調(diào)的發(fā)展
我國空調(diào)技術(shù)是由工業(yè)空調(diào)發(fā)展起來的,這是指人工創(chuàng)造一個空氣環(huán)境(包括溫度、濕度及潔凈度)來服務(wù)于工藝、環(huán)境試驗等需要。隨著改革開放、人民生活水平提高,目的在于為人們提供舒適空氣環(huán)境的舒適空調(diào)開始以較快的速度發(fā)展。但是,近20年來的實踐發(fā)現(xiàn),長期處于空調(diào)環(huán)境下會出現(xiàn)“空調(diào)不適應(yīng)癥”(或“病態(tài)建筑綜合癥”),原因是空氣中存在有各類污染物、微生物及懸浮微粒、電磁輻射等,對人類產(chǎn)生不良影響。從而提出了應(yīng)從傳統(tǒng)的以保持熱舒適環(huán)境的“舒適空調(diào)”,進而發(fā)展為以保持室內(nèi)空氣質(zhì)量為條件的“健康空調(diào)”或“綠色空調(diào)”。
改革開放前,我國采暖作為社會福利,由國家投資,而且燃料(主要為煤)價格低廉,技術(shù)發(fā)展緩慢,不僅能耗高而且供暖質(zhì)量差。八十年代中期后頒布了節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),并于九十年代中期提出室溫控制及計量收費。近年來隨著能源結(jié)構(gòu)的變化,已在研究、開發(fā)新的采暖和空調(diào)系統(tǒng)及方式。
暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展,必然會受到能源、環(huán)境條件的制約。所以能源綜合利用、節(jié)能、保護環(huán)境及趨向自然的舒適環(huán)境必然是今后發(fā)展的主題。
熱電聯(lián)產(chǎn),采暖、空調(diào)、生活熱水三聯(lián)供(或熱、電、冷三聯(lián)供)是能源綜合利用的一個方面。近年來熱泵的應(yīng)用范圍在迅速擴大,可大大提高能源利用率。由于空調(diào)負(fù)荷集中于電力高蜂時段,蓄冷(蓄冰、蓄水)技術(shù)可以在一定范圍內(nèi)解決電力削峰填谷問題,正在引起重視。
此外,由于含氯或溴的合成制冷劑會破壞大氣臭氧層,從而導(dǎo)致溫室效應(yīng),預(yù)計下世紀(jì)必定會找到代替物或回到天然制冷劑的應(yīng)用。



