試論暖通設計中綠色節能技術的應用

王宗亮

安徽地平線建筑設計有限公司 安徽合肥 230001

隨著社會經濟的發展，生活水平的不斷提高，人們對于生活質量更加看重，為滿足人們日益增多的生活要求，我國圍繞可持續發展戰略發展建筑行業，但是建筑行業仍然存在能源利用和綠色環保戰略之間的矛盾，為解決這一矛盾，需要在其中應用綠色節能技術，通過綠色節能技術滿足我們的高質量生活要求，并推動社會發展，使建筑行業實現綠色化。

1 綠色節能技術應用必要性

近年來，社會經濟發展迅速，能源需求量大大增加，有些不可再生資源面臨枯竭威脅，同時由于城市化建設進程的加快，導致資源與社會需求之間的矛盾日益嚴重。對于建筑領域而言，暖通系統所消耗的能源大多數為不可再生能源，例如煤炭等，且消耗量大，進一步加劇了不可再生能源枯竭，因此，綠色可節能技術在暖通設計中的應用需求越發迫切[1]。與此同時，還需要通過改造技術和新能源應用等方式減少不可再生能源消耗量，緩解電力緊張現象，有效保護生態環境，推動社會實現可持續發展。

2 綠色節能技術應用原則

2.1 節約原則

節約原則主要表現在建設資源節約和使用能源節約上。在建設資源節約上，需要節約利用各種資源設計時充分考慮工程能源使用量，盡可能選擇最佳設計結構，防止浪費資源。在保證工程順利完成的基礎上盡可能實現資源最佳投入。并從整體角度使系統之間實現相互配合，進而使整體建設實現最優化。在使用資源節約上，通過對暖通設計經濟性進行分析，確保采暖通風和空調等系統使用時，能夠使電力能源消耗量處于最佳范圍內，這也是綠色建筑的重要標志[2]。在優化設計基礎上協調好暖通系統和其他系統之間的關系，不僅要使暖通系統，能源消耗合理，還需要使建筑能源整體消耗合理化，提高能源利用率，降低成本，保護生態環境。

2.2 綠色原則

綠色原則主要表現在建設材料綠色化和使用能源綠色化兩方面。一方面，在暖通設計時選用綠色材料，確保材料能夠符合建筑要求，并不會影響生態環境。材料回收再利用時，需要根據空調系統和采暖通風系統彼此獨立性使整個系統發揮整體功效，并保證各零件阻力，局部發揮作用，便于回收利用，使設備能夠重新再利用，提高能源利用率[3]。材料循環上需要確保暖通設備材料能夠循環再利用。使原材料更具有經濟性，降低材料應用成本，進而實現材料綠色化。另一方面，暖通設計經濟性分析師需要盡可能確保采暖、通風和空調等系統應用天然氣、太陽能等綠色環保能源，減少環境破壞度。

3 暖通綠色節能設計中存在的問題

3.1 認識不到位

人民群眾是暖通系統主要使用者，但是盡管當前人們的綠色節能環保意識增強，循環理念加深，對于綠色節能概念的認識仍然存在不到位現象，有些人，具有綠色節能意識，但是并未在實際生活中具體行動出來，因此綠色環保概念只停留在表面，對于當前人們而言，大多數人認為暖通系統質量由暖通供應材料決定，但是這種認知存在錯誤，實際上暖通空調要想達到足夠溫度就需要消耗更多材料，而長期與暖通空調營造的環境接觸也會影響自身健康。因此，為了實現節能環保和生態保護目標，并保證人們的身體健康，需要加大力度開展暖通綠色節能設計，普及綠色節能理念[4]。

3.2 施工管理不健全

當前很多企業為了追求最大化利益，一般在施工時會偷工減料，對于暖通空調的建設投入不夠關注，管理人員和設計人員也不夠重視，導致人力不足，資金不足。由于設計工作不符合國家標準，導致暖通系統建設完成后所消耗的能源過多，不利于推進綠色節能環保[5]。在設計暖通空調系統時，需要專業人員提供技術支持，但是當前我國暖通空調系統設計人員缺乏專業性，且本身對實地考察不夠全面，只憑個人經驗設計導致設計效果不佳，施工時也存在無法及時解決問題的現象，導致暖通設計和施工管理出現漏洞。

3.3 設計方案不夠科學

近些年科技發展迅速，綠色環保理念逐漸增強。各種綠色節能技術也得到了應用，對于暖通設計工作而言，其中應用綠色節能技術具有獨特優勢，但是當前市場上并未建立統一標準，導致選擇暖通方案時不夠科學理性，無法合理選擇設計方案。因此，盡管有新的綠色節能技術卻無法合理應用，影響暖通設計，阻礙暖通綠色節能技術應用。

4 暖通設計中綠色節能技術的具體應用

4.1 可再生能源技術應用

暖通空調綠色節能設計中采用可再生能源主要體現在太陽能供暖、制冷，自然通風以及地熱能等方面。

（1）太陽能供暖制冷。通過主動式太陽能供暖系統或是被動式太陽能供暖系統，可以實現太陽能供暖；而通過太陽能制冷主要方法為利用太陽能驅動機械裝置之后驅動壓縮制冷循環，或是直接通過太陽能獲取熱量驅動吸收式制冷器，進而降低室溫，無需使用氟利昂即可實現制冷，不會破壞臭氧層，同時能源等級敵可以達到節能環保目的。

（2）自然通風。利用自然條件改善了環境，若建筑外的空氣干球溫度和焓值相對內部數值要低，則可以實現自然通風，無需消耗能源即可達到降低室溫目的，也能夠改善潮濕環境，產生自然舒適感[6]。但是若是室外溫度超過室內舒適區溫度標準，設計人員需要消耗能源，達到降溫除濕目的。

（3）地熱能。通過地熱對建筑進行供暖制冷，例如地熱水，間接供熱地熱泵供熱、地熱供暖加調峰鍋爐等方式。當前我國建筑設計時已經普遍在暖通空調安裝中應用地熱工程，其能夠具備供熱制冷作用，節能效益和經濟效益明顯。

4.2 變頻技術應用

暖通空調系統中應用變頻技術也能夠起到綠色節能作用。隨著城市發展越發迅速，暖通空調設計所需要的綠色節能技術也更多，不僅可以降低能源消耗，也能夠保護生態環境。變頻技術能夠在無消耗電能基礎上將直流電轉變成不同頻率的交流電，該技術在暖通系統中的應用，可以按照建筑室內外環境和內部人員密集程度調節系統[7]。同時通過變頻冷水調節機組、風機設備、調節水泵設施調整系統能量輸出，使能耗達到最低，達到節能降耗作用。根據調查，變頻技術在暖通系統中的應用可以節省大約40%的能源消耗量，且通過變頻調節能夠有效控制實際能量輸出，即使在低負荷狀態下，變頻系統也能夠實現變頻調節，并獨立調節各耗能設備。

4.3 蓄能空調技術應用

該技術也是綠色節能設計重點技術之一，其分為蓄冷、蓄熱兩種。常規蓄冷的技術包括水蓄冷和冰蓄冷，主要是通過降低或凝固介質溫度，利用介質中的顯熱和潛熱形式來存儲冷能，例如蓄冷裝置、冷水主機等。蓄熱技術則是通過電鍋爐蓄熱系統，以水為介質，該系統不會產生有害氣體、噪聲和污染，具有節能環保作用，成本也比較低[8]。

4.4 變制冷劑流量技術應用

該技術是基于普通空調采用變頻專用壓縮機設置變頻控制系統。壓縮機可以自動實現無級變速，按照室內環境自動調節熱量，防止頻繁啟動而導致的耗能，也能夠避免室內溫度頻繁波動影響效果，具有節能和控溫作用。

4.5 低溫送風空調技術應用

該技術是從空氣集中處理機組中傳輸氣溫冷風進入到空調房間內，一般暖通系統送風溫度可以保持在10～15℃內，低溫送風，空調的送風溫度可以維持在4～10℃之間，由于低溫送風可以降低暖通空調送風溫度，減少空調送風量，在一定程度上可以縮小空氣出料口設備尺寸，減少電能消耗，降低投入成本。低溫送風空調相對于常規送風空調而言更加節能性，成本少，節省空間，且具有良好的節能效果[9]。

4.6 變流量技術應用

空調水系統十分龐大，不僅需要具備復雜管路和更多投資水泵，消耗的能量也比較大，空調水系統輸配用電在冬季供暖整個動力用電中占據20%～25%，夏季制冷是用電大約占據12～24%。因此，需要重視水系統節能，通過節能控制水系統，利用一級泵和二級泵系統做到變流運行，進而起到節能作用。

4.7 地源熱泵技術應用

在暖通系統冷熱源系統中，選擇地源耦合熱泵機組可以提供生活熱水，該機組是通過地下水溫度、土壤、巖石穩定特征將一定量的能源輸入其中，通過地下布置的管路裝置與地下水、土壤、巖石實現熱交換。該機組具有冬暖夏涼效果，這是因為夏季該機組可以通過室內制冷收集并排除室內熱量將其中一部分熱量用于生活供熱，另一部分熱量則送入到地下存儲起來，冬季可以將存儲的熱量通過熱泵輸出實現供熱，也能夠用于生活熱水供給。地源耦合熱泵系統中包括熱交換器、水循環設施、地源熱泵機組等裝置，其對于能源要求低，耗能只占據常規系統的30%。

5 暖通設計中綠色節能技術應用保障措施

5.1 科學設計方案

暖通系統設計時，不僅需要注重系統風量，還需要注重舒適性，進而達到最佳節能效果。如果空間內人員數量多，流動性大，為了控制好內部二氧化碳濃度，需要隨時調整暖通風量，也就是應用新風需求控制技術，增加新風量，需要避免將新風與風機盤管機組中的回風吸入口連接，而是將其設置在出風口部位或是單獨設置，如果室內空間大，則可以集中控制溫濕度。對于大面積建筑項目，則可以應用全空氣空調系統和分層空調裝置，夏季利用分層空調技術，減少冷量，降低能源消耗。而全空氣空調系統則能夠調節好回風和新風，且維修管理難度也比較低，能夠集中處理噪聲，控制溫濕度，實現凈化過濾。除此之外，暖通設計還需要科學應用綠色材料，可以采用可回收利用的保溫材料和管材，盡量避免使用不環保材料，通過應用綠色環保材料建設綠色建筑，盡量做到就地取材，降低運輸費用和損耗。

5.2 提高人員素質

綠色建筑要想實現環保價值，需要設計好暖通節能技術，空調系統設計直接影響著系統使用，因此需要注重暖通節能設計工作。設計人員需要按照綠色建筑情況，根據項目所在地節能設計規律，在保證工期和費用的同時，科學設計暖通空調系統，施工單位要采取措施，保證暖通系統，綠色節能應提高設計人員的綜合素質，為其提供業務培訓、專家講座等加強設計人員的設計能力，豐富設計專業知識和經驗，從根本上避免出現不合理設計。此外，還需要選擇優質設計師，對設計單位進行綜合評價，選擇優質設計單位，保障設計科學合理。

5.3 降低能源損耗

運輸和輸送作業也會導致能量損失，在實際使用能量時能源量和供應量之間存在差距，這會影響能源企業效益和能源利用效果，受到綠色理念的影響，降低能源傳輸損耗，采用性能好的高溫材料設備降低能耗，實際運行時需要采用高溫工作材料裝置能量，并在計算機載體下利用計算機遙控功能加強管控能源運輸，有效利用能源，進一步減少能源損耗。

6 結語

綜上所述，暖通空調對于綠色建筑發展十分重要，其在能源消耗中占據很大部分，因此綠色生態建筑的實現需要暖通空調應用綠色節能技術，使暖通空調盡可能滿足正常需求的同時能夠實現節能減排，提供生活便利，滿足日常需求，實現節能環保目的，進一步推動綠色建筑的發展。