淺析綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

雷娜

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1 引言

這里說(shuō)的“綠色建筑”中的“綠色”，并不是真正意義上的綠色植物，如空中花園和立體綠化等等，它指的是一種抽象的綠色，是指建筑所用材料不破壞環(huán)境，不危害人體健康，與此同時(shí)，提高對(duì)原材料的利用率，促進(jìn)綠色發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)建筑在建設(shè)、裝修、拆除等過(guò)程中，都會(huì)消耗大量的原材料，還會(huì)極大程度上破壞生態(tài)環(huán)境。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全球總能源的半數(shù)左右被運(yùn)用于建筑行業(yè)，并且建筑行業(yè)所產(chǎn)生的廢棄物占全球污染總數(shù)的三成以上。在大自然中，人類也是自然的一部分，人類與環(huán)境相互依存。綠色發(fā)展觀是20世紀(jì)70年代由發(fā)達(dá)國(guó)家提出的概念，一定程度上說(shuō)，綠色建筑的實(shí)質(zhì)是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀可持續(xù)發(fā)展原則的具體體現(xiàn)。

2 建筑行業(yè)能源消耗的原因和因素

2.1 能源消耗原因

通常，人們?cè)谑褂媒ㄖr(shí)，能源消耗主要集中在照明、取暖和空調(diào)這幾部分。城市化進(jìn)程的推進(jìn)使得建筑物增多，建筑密度增大，建筑室內(nèi)采光效果受阻，太陽(yáng)光不能穿透厚厚的建筑層，室內(nèi)光照條件不好，因此人們會(huì)使用照明裝置，消耗一定的電能來(lái)達(dá)到提供照明的目的。在這一過(guò)程中，取暖和空調(diào)設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生一定的電量消耗。

在使用過(guò)程中，暖通空調(diào)產(chǎn)生電量消耗的方式有很多，但是從其根本目的上來(lái)看，通常都是為了給人類營(yíng)造一個(gè)自然、怡人、自在的居住條件，提高人類居住的舒適度，盡可能減少甚至消除室內(nèi)溫度受外界因素的影響，把溫度始終控制在合理范圍內(nèi)。由于室內(nèi)外溫度有一定的偏差，因此建筑的外層結(jié)構(gòu)會(huì)有一定的導(dǎo)熱，造成室內(nèi)溫度有所下降，但為了保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定和人體舒適度，暖通空調(diào)被派上用場(chǎng)，以減少外部結(jié)構(gòu)熱量的散失，而這時(shí)暖通空調(diào)運(yùn)行所消耗的電能就是綠色建筑的耗能的一部分。

2.2 影響冷熱量消耗的主要因素

2.2.1 室內(nèi)溫度和室外溫度差

室內(nèi)外溫度差影響因素由兩部分組成，第一部分指的是室內(nèi)和室外的空氣溫度差，第二部分指的是太陽(yáng)能產(chǎn)生的溫度差。人類居住在綠色建筑中時(shí)，當(dāng)室內(nèi)和室外溫差越大，暖通空調(diào)運(yùn)行的功率也就越大，這樣才能使室內(nèi)溫度達(dá)到一定要求，滿足人類需求，但這也造成空調(diào)耗能增大；另一種情況是，在夏季晴朗的天氣，太陽(yáng)照射使建筑內(nèi)溫度提高，這時(shí)暖通空調(diào)的運(yùn)行功率會(huì)有所提高，以降低室內(nèi)溫度，保持人體舒適度；而在寒冷的冬季，由于晝短夜長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射時(shí)間短，輻射強(qiáng)度低，為了提高室內(nèi)溫度，達(dá)到人類體感舒適的溫度，暖通空調(diào)所運(yùn)行的功率也相應(yīng)增大，能耗增大。

2.2.2 建筑內(nèi)發(fā)熱源的因素

建筑物內(nèi)發(fā)熱源可能指的是人體自身發(fā)熱和各類家用電器運(yùn)作產(chǎn)生的熱量等。與太陽(yáng)輻射相比，這類熱源通常較小。尤其是在炎熱的夏季，由于空氣溫度較高，各種家用電器高速運(yùn)轉(zhuǎn)，人體也會(huì)發(fā)出更多的熱量，為了把空氣溫度控制在合理區(qū)間，保障人體舒適度，暖通空調(diào)會(huì)提高運(yùn)行效率，加大能源消耗。

2.2.3 外部維護(hù)結(jié)構(gòu)面積大小的影響因素

除了室內(nèi)和室外溫差，以及建筑內(nèi)熱源的影響因素，建筑物的外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)面積大小也是建筑能源消耗的重要影響因素之一，當(dāng)建筑內(nèi)熱源影響到建筑外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，建筑外部圍護(hù)面積與制冷量成反比關(guān)系，若建筑內(nèi)熱源對(duì)外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)影響較大時(shí)，綠色建筑產(chǎn)生的能耗與建筑外部圍護(hù)面積大小成正比。

2.2.4 居住者對(duì)冷熱環(huán)境的要求

不同季節(jié)，居住者對(duì)室內(nèi)溫度要求不一致。通常情況下，居住者在冬季要求室內(nèi)溫度提高，因此暖通空調(diào)需要進(jìn)行制熱工作；而在夏季，居住者要求室內(nèi)溫度降低，因此暖通空調(diào)需要進(jìn)行制冷工作。

3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循原則

3.1 節(jié)能原則

節(jié)能原則，顧名思義，就是節(jié)省，節(jié)省的對(duì)象主要是能源資源和建筑材料，當(dāng)然，節(jié)省原則并不僅僅運(yùn)用于個(gè)別方面，它貫穿于整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行全過(guò)程。在投資初期階段，暖通空調(diào)內(nèi)部包含制冷、制熱和控制等結(jié)構(gòu)材料的節(jié)約。此外，綠色建筑中的暖通空調(diào)的安裝與設(shè)計(jì)還要注意統(tǒng)籌與附近建筑、建筑外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及照明裝置的關(guān)系。

3.2 回用原則

回用原則指的是回收再利用暖通空調(diào)的內(nèi)部零件。在整個(gè)綠色建筑暖通空調(diào)整體結(jié)構(gòu)中，有許多細(xì)小零件可以被拆卸下來(lái)，等待再次利用。雖然空調(diào)在長(zhǎng)期運(yùn)行后，內(nèi)部零件一部分會(huì)受損甚至報(bào)廢，但仍有部分零件由于使用頻率低，損耗較小，經(jīng)過(guò)一定的清潔和保養(yǎng)維修之后，仍然能再次利用。

3.3 廣回收原則

廣回收原則指的是廣泛回收暖通空調(diào)組建所需要的部分零件，它與回用原則有點(diǎn)類似，但是，不同之處在于，廣回收原則沒(méi)有對(duì)暖通空調(diào)的零件整體回收，而是對(duì)各零部件進(jìn)行分類回收，零件的回收被充分細(xì)化，有一定的條理和規(guī)則，比如，對(duì)空調(diào)的制冷和制熱系統(tǒng)零件進(jìn)行拆卸和回收利用，充分貫徹落實(shí)了科學(xué)發(fā)展觀可持續(xù)發(fā)展科學(xué)理念。

3.4 循環(huán)原則

循環(huán)原則指的是對(duì)綠色建筑暖通空調(diào)的內(nèi)部設(shè)備零件回收后送往專門的設(shè)備處理廠進(jìn)行清理維修，為再次使用做準(zhǔn)備。這一系列的回收再利用過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了原材料到廢物再到新材料的轉(zhuǎn)換。值得注意的是，對(duì)于一些成本較高且使用率低的材料，在使用過(guò)程中要嚴(yán)格控制其使用量，最大程度避免浪費(fèi)。

4 暖通空調(diào)在綠色建筑中的使用

4.1 太陽(yáng)能暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的使用

可以說(shuō)，太陽(yáng)能是取之不盡用之不竭的，它是一種可再生資源，是一種清潔的安全的資源。因此，我們可以在建筑中多使用太陽(yáng)能資源，這樣既節(jié)約成本，又避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。太陽(yáng)能主要提供供暖，它在一定條件下能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽墓ぷ髟硎沁@樣的：第一步，太陽(yáng)能裝置的集熱裝置收集太陽(yáng)能中的熱量，熱量通過(guò)熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)被導(dǎo)入換熱裝置，熱水進(jìn)入供暖結(jié)構(gòu)后利用電子控制儀器控制室溫。春季和夏季，太陽(yáng)能利用集熱設(shè)備加熱熱水；當(dāng)遇到低溫陰雨天氣時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài)。這時(shí)可以借助鍋爐輔助加熱熱水，太陽(yáng)能可基本實(shí)現(xiàn)自主供暖。一般來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能設(shè)備的使用時(shí)間可以達(dá)到二十年甚至更久，而其成本在五年內(nèi)就能收回。

4.2 蓄冷技術(shù)

傳統(tǒng)的供電模式，在夏季用電緊張的階段，供電部門通過(guò)拉閘的方式來(lái)限制電量的使用，保障用電安全，目前隨著蓄冷空調(diào)的逐漸推廣，有助于解決用電高峰期用電受限情況。

在當(dāng)前全球能源資源形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，蓄冷技術(shù)的發(fā)展能減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，合理利用資源，這項(xiàng)創(chuàng)新不但有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還有一定社會(huì)效益，工作原理如下：通常在夜間，用電需求較小，蓄冷裝置把冷量?jī)?chǔ)存在水或冰中；當(dāng)白天用電需求高時(shí)，把儲(chǔ)存在水或冰中的冷量釋放出來(lái)，這種制冷方式不但節(jié)約能耗，而且保護(hù)了自然環(huán)境不受破壞。

4.3 地暖熱泵技術(shù)

總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)的能源問(wèn)題不容樂(lè)觀，這給綠色建筑背后的工作者造成了不小的壓力，但同時(shí)也有一份責(zé)任和義務(wù)。在發(fā)展和使用這些創(chuàng)新性的新技術(shù)時(shí)，我們要謹(jǐn)慎，要避免盲從，注重質(zhì)量而不是數(shù)量。

就拿地源熱泵技術(shù)來(lái)說(shuō)，毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用得當(dāng)，不但具有生態(tài)效益，還具有一定經(jīng)濟(jì)效益。但是我們要注意使用場(chǎng)所和時(shí)間，避免后患。

和其他技術(shù)一樣，地源熱泵技術(shù)有一定的使用限制，并不是在所有的場(chǎng)所都能使用。地源熱泵技術(shù)事先對(duì)土壤進(jìn)行預(yù)熱，讓土壤充分吸收熱量并適時(shí)釋放。如果項(xiàng)目情況復(fù)雜，就要選擇連片土地，一旦土壤受熱不均勻，就面臨著極大電力損失。

5 結(jié)束語(yǔ)

社會(huì)在前進(jìn)，科技在進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)也蓬勃發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平有所提高，也追求更高的精神需求。目前人類已經(jīng)不僅僅滿足于基本的生活和工作需求，而是追求更舒適更健康的居住環(huán)境，而暖通空調(diào)領(lǐng)域的發(fā)展正一步一步實(shí)現(xiàn)人類追求自然，健康生活的目標(biāo)。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也使得人類加大對(duì)生存環(huán)境更深層次的探索。暖通空調(diào)這類新技術(shù)被越來(lái)越多的使用在綠色建筑中，也推動(dòng)了現(xiàn)代建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為建筑業(yè)發(fā)展提供了創(chuàng)新動(dòng)力。暖通空調(diào)技術(shù)直接與人類居住環(huán)境有關(guān)，要加大對(duì)其生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的重視程度，提高人類生活水準(zhǔn)。

[1]張曉琳.淺談綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能的必要性及避免問(wèn)題.工程技術(shù)：文摘版，2016（1）：147.

[2]白錫岳.淺析綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用.資源節(jié)約與環(huán)保，2017（5）：111～112.

[3]胡華煒.淺析綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的技術(shù).建材與裝飾，2015（38）：75.