低碳背景下綠色技術在暖通設計中的應用研究

周倩倩

（河北 保定 071000）

能源危機和地球環境問題已經威脅到人們的正常生活和未來的可持續性發展，科學應對這一威脅的重要策略就是廣泛應用綠色技術。綠色技術在建筑暖通設計中非常重要，能夠有效起到降低建筑運行能耗的作用。目前，伴隨著國內經濟水平的不斷提高，人民生活水平也隨著提高，綠色節能環保的思想早已深入人心。綠色節能理念符合國家對環保政策的倡導，更有助于提高人們的生活環境水平和居民生活的舒適性。在暖通設計中運用綠色技術符合國家的可持續發展戰略，能夠滿足國家未來發展所需，也是行業內能夠始終保持健康創新發展的重要手段，應當得到極力倡導。

一、綠色技術概念詳解

首先，我們先來了解到底什么是綠色技術。所謂綠色節能技術，就是充分利用各種先進技術與高新科技，以高效、綠色、節能、環保作為根本理念，最大程度實現各種資源的優化配置和持續性利用。隨著人類社會的不斷進步與發展，工業、農業等各行各業都得到了迅猛發展，但人類整體的生存環境卻也因人類發展的掠奪遭到了嚴重破壞。環境污染、資源能源耗盡等問題愈演愈烈，在此背景下，綠色節能技術應運而生并得到了廣泛應用。綠色節能技術是滿足人類社會長期生存與發展的重要技術，是改善生態問題、降低能源消耗、緩解資源緊張、減少環境污染的重要技術支撐。今后，也將成為人類社會發展中的重點行業和長盛行業。

二、在暖通設計中應用綠色技術的原則

（一）環保原則

如果在施工過程中沒有選對合適的設備材料，那不僅會造成大量的資源浪費和環境污染問題，還會嚴重影響到整個暖通系統的正常運行。故而，在暖通設計過程中必須要始終嚴格遵循環保原則，比如，在選擇鍋爐設備時，應盡可能地選擇燃燒排放物達標的產品；在選擇空調設備時，需選擇沒有溫室效應且不會破壞臭氧層的制冷劑，也就是對大氣環境無污染的產品；在選擇暖通系統材料時，應優先選擇綠色、環保型材料等等。

（二）循環利用原則

暖通設計中的循環利用原則主要體現在以下幾個方面：第一，暖通系統要可隨時拆卸。一旦暖通系統在運行過程中出現故障問題，相關維修人員能將部分暖通系統拆卸，以便進行更換或維修，從而大大降低設備運行的后期成本投入。第二，對更換或維修后的暖通系統零件、設備進行再次利用，也就是通過專門的技術和手段，對損壞零件進行改造、加工，并再次投入使用。第三，現代建筑工程中的空調系統比較龐大，若有建筑工程被拆除或改造，將會產生大量的暖通垃圾。故而，設計人員必須從設計角度盡可能地降低空調垃圾和資源浪費，在最初設計過程中就本著“回收利用”的原則建立良性的循環應用體系，強化原料、廢料、成品的循環利用，嚴格執行可回收利用原則。從設計、生產、到使用維護的全部流程都要以綠色循環利用原則為方向指導。

（三）節能原則

節能原則是暖通設計采用綠色技術的一條重要原則，如果綠色技術無法實現節能的效果，那綠色技術的存在也就將毫無意義。綠色技術在暖通設計中的應用首先要遵循節能原則，盡可能地減少能源資源的浪費。在暖通設計過程中貫徹“節能”二字非常關鍵，只有這樣才能有效減少對環境的污染和能源的消耗。在低碳環境中，應切實提高設計人員的綠色節能意識，將“節能”觀念滲透、落實到每個設計環節中去，真正降低能源消耗。與此同時，在暖通設計過程中，為了更好地貫徹節能原則，設計人員必須合理控制綠色材料的成本投入和節能性能，盡可能做到兩者之間的平衡，預防因一味地使用綠色技術而造成成本大幅度增加，最終得不償失，違背綠色技術發展的初心。

三、低碳背景下綠色技術在暖通設計中的應用方法

（一）加大對綠色材料的投入使用

應用綠色材料技術也是暖通設計的重點環節，可重復利用或可回收利用的管材、保溫材料等均可稱之為綠色材料。在暖通設計過程中，應在盡可能滿足建筑本身需求的同時，多選擇綠色材料，禁止使用哈龍等制冷劑，并減少氟利昂的使用。在具體設計過程中，需要充分考慮建筑成本與綠色材料兩者的平衡，通過權衡、比選，合理利用綠色材料，盡量就地取材，這樣不僅能夠減少能量消耗，還能降低運輸費用，同時減小對周圍環境的影響。目前，在政府部門的大力支持下，綠色建筑運動蓬勃開展，各種新型材料和技術得到了廣泛應用。例如，相變蓄能材料可從環境中吸收冷熱量或釋放冷熱量，從而起到儲存能量與釋放能量的作用；吸濕性高分子材料能直接吸收空氣中的水分并封存在材料中，在空氣濕度較低時，再釋放到空氣中，這樣變廢為寶，降低能源消耗等等。

（二）太陽能技術的應用

太陽能總量巨大、無使用次數的限制，無污染排放的擔憂，是一種良好的可再生資源。將太陽能應用到暖通空調設計中去，效果十分顯著。目前來說，太陽能供暖系統是較為常用的建筑暖通設計類型，其通過各種加熱設備、集熱器等將太陽能轉化成熱能并輸送到換熱中心，之后輸送到地板采暖系統中去。這種供熱系統能根據室內溫度進行靈活調節，使用方便且能源損耗率低，對環境的破壞性小。但是，在遇到陰雨天時，可能就需要通過燃氣輔助設備來加熱，但大體來說是一種理想中的綠色節能環保技術。這種供熱技術在給人們帶來溫暖的同時，還能供應熱水，極大地方便了人們的日常生活。太陽能技術的應用能有效節省能源消耗、降低環境污染，且太陽能供暖設備的使用壽命長，具有極高的推廣價值。

（三）變頻技術的應用

變頻技術指的是在空調負荷需求變化時，通過變頻調節風機、水泵、制冷機組等設備的輸出功率來減少能量消耗，通過變頻技術減少的能耗可高達45%。由變風量末端設備和變頻中央空調系統組成的變風量系統，自身就具備低能耗、高舒適度的特性。在具體應用過程中，變風量系統有如下優點:第一，所有的能耗設備均可實現變頻調節能量輸出，即便外界負荷較低，也可實現自動變頻，從而大大節省了能源資源消耗。第二，雖然在系統中不同房間是相互獨立的，但在應用中也能實現調節溫度、立停、立啟等功能，使用十分方便。

（四）自然通風技術的應用

根據綠色建筑技術的評審標準，要想實現節能環保的目標，需要盡可能提高自然資源及能源的利用率，通過對可再生資源的持續利用，盡可能降低對建筑物本體的消耗。現階段，在我國綠色建筑設計中開始推廣自然主動式暖風控制技術，這項技術通過對風能資源的利用，可在過渡季節產生新鮮空氣，并在特殊技術手段的支持下有效利用風能資源，減少夏季時建筑物內部家具、建筑圍護結構的儲熱量，進而降低暖通空調啟動過程中的負荷量。例如，我國某小區高層建筑使用了自然通風暖通空調系統，建筑物向陽面涂抹深色選擇性涂層，并在距墻外表10 厘米的位置安裝塑料薄片，通過這樣的設計形成了一個空氣間層。如果自然界的風力達到每秒0.3 米，就能夠通過溫室效應產生熱壓，從而有效驅動建筑內的空氣流通。自然通風技術的應用具有較高的節能效果，減輕了夏季的空調運行能耗，能有效減輕能源消耗量和建筑物內部污染情況。

（五）地源熱泵技術的應用

在暖通設計中，地源熱泵技術的應用成本并不高，且使用過程中的性價比比較高，能夠較好地滿足空調制冷與制熱需求。相比于傳統空氣熱源泵，地源熱泵系統具有較高的性能優勢。例如，地源熱泵系統能通過地下100 米左右的埋管換熱器對地面溫度產生影響，且不會對地面生物體系或地下水系統造成破壞，再輔以其他綠色建筑技術，就能充分平衡夏季排出熱量與冬季吸收熱量的比例，更好地保障埋管換熱器的整體功能，從而保持地源熱泵系統的穩定性。在這種技術的支持下，暖通空調在夏季和冬季都能夠進行正常的制冷與制熱工作，對于炎熱的區域，可以使用暖通空調進行制冷作業；對于寒冷的區域，可以使用暖通空調作為供熱系統。地源熱泵技術的應用，也是我國綠色技術取得長足發展的具體體現。

（六）冰蓄冷技術的應用

冰蓄冷技術是實現暖通空調節能減排的重要途徑，未來具有廣闊的市場發展前景。該項技術在西方國家的應用比較成熟，在我們國家目前尚處于初期發展階段，其主要運作原理就是在用電低谷階段將冷量收集起來，經由水體存儲，在低溫環境中凝結。在用電高峰階段通過冰的融化來將冷量釋放出來，從而起到良好的降溫效果。在應用冰蓄冷技術時應注意兩點:第一，減小蓄冷池容積。使用小容積的蓄水池能有效降低熱量損耗；第二，完善冷量收集裝置。優化冷量收集裝置對實現暖通節能減排有重要作用，現階段，大多都是使用風力傳輸技術來收集冷量，效果很好。

（七）能耗分析技術的應用

建筑能耗主要來自基本用電設備、辦公設備、照明采暖設備等在使用過程中產生的耗能問題，并且不同的建筑朝向、形體系數等均會對耗能量產生影響。通過能耗分析軟件，能夠對建筑各方面的能耗做到完整的數據采集與分析，心中有數，進而有的放矢地根據能耗數據采取相應的能耗控制措施。例如，對某棟建筑物的全年能耗數據進行分析，發現照明消耗排在第一位，夏季空調排在第二位，辦公設備與采暖排在第三位，這一分析結果與人們的預期存在較大差異。因此，在暖通設計過程中，應充分利用能耗分析軟件進行分析，在各種客觀數據的支持下采用最合適的能耗控制措施，降低不必要的能源浪費。

結語：綜上所述，綠色節能環保問題將是我們目前以及未來都需要重點關注的問題，并且經濟發展程度越高，對于建筑節能環保的要求就越高。本文以綠色技術及在暖通設計中的環保、節能、循環利用的應用原則為切入點，從地源熱泵技術、自然通風技術、太陽能技術、冰蓄冷技術、綠色材料技術、變頻技術、能耗分析技術等方面，詳細論述了低碳背景下綠色技術在暖通設計中的具體應用方法，多角度入手，目的在于更好地促進綠色技術的應用，響應我們的低碳可持續發展理念。