疫情啟示:暖通空調(HVAC)賦能智慧建築,護衛健康!
新冠疫情爆發三年以來,疫情的管控也由最初的被動應對逐漸進入了更加系統和主動的階段,政府、企業、個人也都積極採取多種新技術以及創新的方法,透過各種方式維護人們的健康和正常生活。其中,最直接最有效的方法,便是提高建築的智慧化,讓建築成為人們的“貼身”健康護衛。
提起智慧建築,人們最常想到的是建築的精緻設計和結構,及其在提高居住者和使用者的舒適度和工作效率方面的多種功能屬性,還有它的節能環保特點,但往往忽略了一個最基本也是最必要的需求,那就是一個健康、安全和智慧的暖通空調(HVAC,Heating,VentilationandAirConditioning)系統。
HVAC系統重要性
目前已經有不少案例和研究證實,在一定條件下,包括新型冠狀病毒在內的病毒是有可能透過氣溶膠傳播的,比如在新冠患者的病房、或是人員密集以及病毒濃度較高的地方。
這不是危言聳聽,給您舉幾個例子:
- 回溯到疫情爆發初期,2020年年初的日本鑽石號公主郵輪發生了因為管理不到位以及未及時關閉老舊中央空調從而導致的700人大型感染事件。緊接著後來相繼發生的多起郵輪感染事件,雖與郵輪上的密閉生活空間和人員高密度有關,但缺乏智慧的HVAC系統是發生疫情感染的一個主要因素。
- 在新冠疫情早期,中國志願者奔赴湖北支援抗疫,武漢當地酒店行業自發為醫護人員提供免費休息點時,也曾專門強調要求酒店不開啟中央空調。
目前,雖無確切科學資料表示新型冠狀病毒一定通過空調系統傳播,但飯店、辦公場所、商城、學校、健康美容機構等場所更應未雨綢繆,提前佈局優化建設HVAC系統,避免同類事件發生。
HVAC系統簡介
很顯然,HVAC系統是智慧建築的關鍵和核心之一,在維護住戶和使用者健康方面有至關重要的作用,那麼,什麼是HVAC系統,下面就讓我們一起了解一下。
I. 暖通空調系統基本組成
暖通空調系統的子系統主要有:暖氣系統、通風系統和空調系統。
暖氣系統主要包括熱水採暖和蒸汽採暖。在建築中熱水採暖更為普及,即利用熱水與二次熱交換器迴圈換熱來保持室內的溫度。
通風是指在室內空間中送入新鮮空氣,排除廢舊空氣的過程。通風的主要目的是為了保證室內空氣品質,適當的通風也可以降低室內空間的氣溫。通風包含自然通風和機械(強制)通風兩種形式。
空調系統是一種由多種部件組成,在人為控制下來調節建築內部的空氣,以達到設定條件的設備組合。其基本功能是將送入建築的空氣處理到一定狀態,用以消除室內的餘熱和餘濕,使得溫度和濕度保持在人體可接受的範圍內。
II. 暖通空調系統的分類及基本原理
- 按使用目的分類
舒適性空調——要求溫度適宜,環境舒適,對溫濕度的調節精度無嚴格要求、用於住房、辦公室、影劇院、商場、體育館、汽車、船舶、飛機等。
工藝性空調——對溫濕度有一定的調節精度要求,另外空氣的潔淨度也要有較高的要求。用於電子器件生產車間、精密儀器生產車間、電腦房、生物實驗室等。
- 按設備佈置情況分類
集中式(中央)空調——空氣處理設備集中在中央空調室裡,處理過的空氣通過通風管送至各房間的空調系統。適用於面積大、房間集中、各房間熱濕負荷比較接近的場所選用,如商場、超市、餐廳、船舶、工廠等。系統維修管理方便,設備的消聲隔振比較容易解決,但集中式空調系統的輸配系統中風機、水泵的能耗較高。
半集中式空調——既有中央空調又有處理空氣的末端裝置的空調系統。這種系統比較複雜,可以達到較高的調節精度。適用於飯店、辦公樓等有獨立調節要求的民用建築,半集中式空調的輸配系統能耗通常低於集中式空調系統。
局部式空調——每個房間都有各自的設備處理空氣的空調。空調器可直接裝在房間裡或裝在鄰近房間裡,就地處理空氣。適用於面積小、房間分散、熱濕負荷相差大的場合,如辦公室、機房、家庭等。其設備可以是單台獨立式空調機組,也可以是由管道集中給冷熱水的風機盤管式空調器組成的系統,各房間按需要調節本室的溫度。
- 按照承擔負荷介質分類
全空氣系統——僅通過風管向空調區域輸送冷熱空氣。在典型的全空氣系統中,新風和回風混合後通過製冷劑盤管處理後再送入室內,對房間進行採暖或製冷。
全水系統——房間負荷由集中供應的冷、熱水負擔。中央機組制取的冷凍水迴圈輸送到空氣處理單元中的盤管(也稱為末端設備或風機盤管)對室內進行空氣調節,
空氣—水系統——空調房間的負荷由集中處理的空氣負擔一部分,其他負荷由水作為介質進入空調房間,對空氣進行再處理。
最後一種是直接蒸發式機組系統——又稱冷劑式空調系統,空調房間的負荷由製冷劑直接負擔,製冷系統蒸發器(或冷凝器)直接從空調房間吸收(或放出)熱量,對房間的空氣和溫度進行控制。
HVAC系統簡介發展趨勢
隨著環境的變化和技術的進步,我們可以看到HVAC行業正在通過加強“連接”而變得更加的節能環保,從而讓使用它的建築變得更加智慧。
- 增強連線性以變得更加智慧
今天幾乎所有的新建建築物都大量安裝智慧電錶、恒溫器和感測器,在不斷降低能源成本的同時,人們通過這些智慧互聯的設備能夠方便地控制建築物內的溫度,濕度和空氣品質。隨著技術的進步,HVAC將可以配備具有“對話”能力的感測器,這些系統可以跟蹤戶外條件,例如溫度、濕度、亮度甚至太陽的位置,對建築物的工作條件根據人們預先的設定進行智慧自動控制。
更進一步,HVAC軟體將收集資料並將其編譯成報告,以識別使用趨勢、系統狀態和過去的性能,這些資料可用於通知預防性維護並在出現故障時識別故障源以加快維修速度。一些現代軟體支援的HVAC系統可以自我診斷,使HVAC技術人員能夠快速修復問題,最大限度地減少停機時間。
- 環保節能更綠色
隨著人們環保意識的提升,節能HVAC系統和設備正在獲得越來越多的青睞,其中包括使用太陽能電池板和風力渦輪機來降低能源成本。同時,地熱加熱和冷卻方法的使用也在增加,甚至於一些建築物結合了天然氣和太陽能,允許業主在兩者之間無縫切換以控制電力成本,節能HVAC系統和設備的使用有效地降低了對電力的需求,從而使HVAC系統和整個建築變得更加綠色環保。

