建筑暖通設計中新型節能設計理念的應用與體現

郭 鋒

（太原市建筑設計研究院，山西 太原 030013）

在現代建筑中，暖通系統是不可或缺的一個重要系統。暖通系統能夠提高建筑的舒適度，但暖通系統在實際運行中需要消耗大量能源，并會給生態環境造成一定的污染。在節能環保思想越來越深入人心、環境污染及資源短缺問題日益加劇的背景下，對建筑暖通系統進行節能設計具有著重要的意義。換言之，建筑暖通設計不但要注重自身功能，同時還要兼顧節能效果。

1 積極應用地源熱泵技術

地源熱泵是一種將低品位熱能轉換為高品位熱能的裝置，它可以利用地下水、水庫水、江河湖海水等各類水資源及土壤源作為冷熱源。地源熱泵可分為地埋管型、地下水源型及地表水源型等三種類型，其中地埋管型地源熱泵的應用范圍最為廣泛，它主要是由埋管和換熱器兩部分組成的，通過介質循環來實現傳熱。在夏季時，由于溫度較高，所以地源熱泵可以將多余的熱量傳遞給大地，以供冬季溫度較低時進行采暖使用；而在冬季時，地源熱泵則可以吸收地下的熱量并傳遞給建筑，以為建筑供暖；另外地源熱泵還可吸收建筑本身的熱量，以降低建筑物的溫度[1]。總的來說，地源熱泵主要有三項特點：一是可再生性，即它是利用可再生能源來實現夏季降溫和冬季供暖功能的；二是環保節能，即它對自然環境的污染小乃至無污染，且能夠節省大量的電能；三是維護成本低，即它的部件主要布置在室內及地下，內部沒有過多的機械運動部件，自動化水平高，耐久性較強，無需頻繁進行維護。但就我國國情現狀來看，由于受南北方難以達到平衡的土壤熱量程度的影響，所以給地源熱泵在建筑暖通設計中的應用帶來了一些問題。具體來說，在我國南方地區，由于地下熱泵長期接收累積性的地表熱能，蓄積熱量較多，所以足以滿足供暖市場；而在我國北方地區，則由于氣候干冷且人們的供暖需求旺盛，所以供暖市場仍舊難以滿足。若長此以往，很容易導致土壤溫度逐漸失衡。因此，面對目前供暖失衡的狀況，我國必須要盡快想辦法予以解決，盡可能的根據不同地區的氣候特征來實現靈活的熱泵供熱調整。

2 積極應用變頻節能技術

通過應用變頻節能技術，可以當暖通系統出現負荷增加時，利用水泵及變頻調節設備等，根據荷載的實際情況來減少能量產生，實現節能目的。據實踐發現，應用變頻節能技術的能源消耗節約率約達45%。以冷凍水泵為例：冷凍水泵在正常運行中余量設計標準需保證12%，在長久運行狀態下常會保持最大水流量，但受季節溫度變動的影響，通常其實際負載要低于預定負載，所以過去需將溫度調節在8℃左右，這顯然增加了運行能耗；但若應用變頻節能技術的話，則能有效改善這一問題，實現對冷凍水泵流量的智能化管理。

3 積極應用余熱循環技術

近年來，余熱循環技術在建筑暖通設計中得到了越來越廣泛的應用。作為一種新型節能技術，余熱循環技術的應用可以有效降低暖通系統的能耗，以及減少暖通系統造成的空氣污染。余熱循環技術是以熱傳遞原理為基礎，通過結合循環系統，從而使余熱能夠從某部分傳遞到其他部分。在很多反應堆中，動力系統、熱傳輸系統有著不同的回路，能夠避免熱傳遞過程中液體遭受放射性影響，預防動力回路污染問題的發生。在暖通系統中，通過對回路中的余熱進行有效應用，既可以降低熱量消耗，又有利于提升暖通系統的供暖質量，可謂一舉兩得。

4 進一步優化熱工性能

保溫是建筑暖通系統的一個主要功能，為確保達到理想的保溫效果，暖通系統需要消耗大量的能源。因此，為了實現暖通系統的節能目的，應當要盡量減少其在保溫方面的能耗。具體來說，首先，應當要對影響溫度的因素進行全面考慮，對于建筑物來說，朝向、建筑形體系數、建筑自身保溫性能是影響溫度的主要因素。其次，應當要積極應用各種新材料、新技術?，F階段，地板輻射采暖是建筑領域中應用比較廣泛的一種保溫措施，其保暖效果是比較理想的?；诖耍诮ㄖㄔO計中可以選擇地板輻射采暖技術，并嚴格執行標準規范，對人居環境中地板的最大散熱量及可用溫度進行準確計算。再者，還應當要對門窗材料進行合理選擇，確保門窗的密封性能符合相關標準要求，避免由于門窗密封不好而導致熱量損耗。

5 將供熱、采暖、通風技術與節能技術有機結合

在傳統建筑暖通設計中，供熱、采暖、通風技術的應用比較注重暖通系統對于生活環境的改善效果，而很少考慮節能方面的問題。但是，在新型節能設計理念下，若想實現暖通系統的節能，必須嚴格按照國家能源使用方面的相關規范標準，將供熱、采暖、通風技術與節能技術有機結合，實現暖通系統的優化與升級。首先，在供熱技術方面，可以采用塑料外殼管道來替代傳統的輸配管道，其不僅可以實現安裝成本的降低，還可以提高熱保溫效果。新型的管外是塑料的、管子是鋼制的塑料外殼管道，適用范圍較廣，可以順利輸送熱水，保障暖通系統的穩定運行[2]。其次，為了降低暖通系統的能耗，應當要改變傳統電能供暖方式，盡可能地應用地熱能、太陽能等清潔型能源、可再生資源，這樣的做法還有利于降低暖通系統的碳排放量?，F階段，暖通系統中比較常用的節能技術主要有地源熱泵技術、太陽能熱水器、冰蓄冷系統等。其中，地源熱泵技術上文已經有詳細的分析，不再贅述。太陽能是一種清潔型可再生能源，太陽能熱水器是由循環泵、給水箱、儲水箱、集熱器等部分組成，主要作用是提供熱水，實現了對太陽能的有效利用，可減少暖通系統對傳統能源的應用；與水相比，冰的蓄冷量較高、熱損失較少，冰蓄冷系統便是以此為原理，來實現低溫度送風的效果，可有效減少電能的消耗。再者，在通風技術方面，由于無法強制改變暖通系統中空調的通風量，所以在應用節能技術之時，應以確保二氧化碳濃度符合標準要求、保障舒適度為主要目標，可以采取新風轉化的方式來實現這一目標，即在風機盤管機組位置單獨的設計，適當增加一定量的新風，而不是在風機盤管位置直接接通新風，這種方式可以得到理想的通風效果。

6 采取各種措施降低能量傳輸損耗

在建筑暖通系統的運行過程中，一般需要持續性地應用某些能源。而在這些能源的傳輸過程中，由于受到諸多因素的影響，所以十分容易發生損耗，從而引起不必要的資源浪費問題。面對這樣的現象，應采取有效舉措來降低暖通系統的部分能源在傳輸過程中的不必要的損耗，以實現節能的效果。例如：可以選擇保溫性能良好的材料，以降低能量傳輸過程中發生的損耗；可以應用先進的計算機技術，以實現對室內空氣參數的實時計算，從而靈活調節暖通系統，達到降低能量消耗的目的；可以使用輸送性能良好的系統作為輸送系統的動力源，以提高輸送能力，降低能量輸送過程中的耗損；可以盡可能地減少管路材料的使用，縮短管線，以降低能量在循環過程中的損耗。

7 合理設計暖通自控系統

暖通自控系統顧名思義就是自動化控制暖通系統的智能化系統，通過合理設計暖通自控系統，可以更好的實現節能效果。一般情況下，除了采用螺桿式冷水機組的區域外，其他區域均可設計為一次泵負荷側變流量系統和冷熱源側定流量系統；供回水總管內應設計有壓差旁通裝置；回水管上應設計有電動二通閥；新風管、排風管及回風管上應設計有電動風閥和溫濕度傳感器[3]。總體可采用多工況空調運行模式來實現自控，其特點是可實時控制風機和電動閥門，從而提高系統運行效率、保證系統安全及降低能耗。

8 結語

綜上所述，現階段，節能降耗、綠色環保已經成為了建筑行業發展過程中的一項重要任務與主要趨勢，而暖通系統作為建筑中的一個重要系統，其在設計中也是如此。因此，在建筑暖通設計中，應當要充分遵循新型節能設計理念，積極應用各種先進的節能技術，同時進一步加強對暖通系統節能設計的研究，以實現更好的節能效果，為推動生態文明建設做出積極的貢獻。