淺析暖通設(shè)計(jì)可應(yīng)用的綠色節(jié)能技術(shù)

馬海珠

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

1 綠色節(jié)能技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的重要作用

由于時(shí)代發(fā)展在不斷變化，帶給建筑行業(yè)更多的新型技術(shù)，節(jié)能技術(shù)的出現(xiàn)能夠?yàn)槿祟愋枨筇峁┣袑?shí)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。與傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式相比，節(jié)能技術(shù)可以滿足社會(huì)群眾對(duì)于可持續(xù)發(fā)展的要求。今天，能源是維持國(guó)家生活的基本動(dòng)力，能源消耗隨著社會(huì)發(fā)展的速度而增加。當(dāng)電力不足以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要時(shí)，就會(huì)引起社會(huì)經(jīng)濟(jì)危機(jī)或混亂，影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，需要制定能源效率戰(zhàn)略，減少不可再生資源的使用，最大限度地利用可再生資源，減少人類和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)所需的能源消耗。同時(shí)努力發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。現(xiàn)代社會(huì)能源消耗不斷增加，大部分能源消耗對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。在慢慢破壞環(huán)境的過程中，空氣污染逐漸成為土壤的主要污染。因此，在使用不同的能源時(shí)，重要的是通過制定減少碳排放的策略來盡可能減少能源消耗，并將能源消耗對(duì)周圍的材料和環(huán)境的影響降至最低。各種形式的可再生能源的使用可以大大加快經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，但可再生能源的用量是有限的。供給問題導(dǎo)致社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展停滯。隨著不可再生資源儲(chǔ)量的持續(xù)下降，綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，可以顯著降低資源消耗率，增加經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿Γ瑸榭沙掷m(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

2 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)具有的特點(diǎn)

2.1 復(fù)雜性

暖通空調(diào)系統(tǒng)的建設(shè)在建筑物的建設(shè)過程中非常重要，直接影響著人們的日常生活質(zhì)量。目前，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，建筑數(shù)量逐漸增多，建筑規(guī)模逐漸擴(kuò)大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也變得越來越復(fù)雜。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，需要注意一些細(xì)節(jié)。暖通空調(diào)系統(tǒng)分為3個(gè)主要框架：通風(fēng)和采暖以及空調(diào)。這3個(gè)框架之間有著密切的關(guān)系，只有在暖通空調(diào)完全運(yùn)行時(shí)才能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，暖通系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致了空調(diào)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度也隨之增加。

2.2 多樣性

假如在其余情況未發(fā)生改變的前提下，為了滿足需求，相關(guān)設(shè)計(jì)師會(huì)以多種方式對(duì)采暖空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果進(jìn)行適當(dāng)改變，采用各種設(shè)計(jì)形式。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)師可以提前與業(yè)主溝通，了解業(yè)主的要求，進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)[2]。

2.3 對(duì)外界變化具有敏感性

建筑物的暖通系統(tǒng)相對(duì)敏感，其設(shè)計(jì)的有效性可能會(huì)因各種原因而發(fā)生變化。在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，需要提前制定響應(yīng)式解決方案，加強(qiáng)對(duì)外部因素的控制。此外，必須有效監(jiān)控暖通空調(diào)中的每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，以避免影響實(shí)際應(yīng)用和項(xiàng)目質(zhì)量，此外，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，重點(diǎn)應(yīng)放在監(jiān)測(cè)環(huán)境變化上，以確保暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和完整性（圖1）。

圖1 暖通設(shè)計(jì)施工

3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中綠色理念遵循的基本原則

3.1 靈活性原則

建筑物內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)具有靈活性，暖通空調(diào)具有強(qiáng)大的協(xié)調(diào)作用。暖通空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)季節(jié)的變化調(diào)節(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多功能效果。空調(diào)系統(tǒng)的兩種主要類型是可變送風(fēng)量空調(diào)和多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，可變送風(fēng)量空調(diào)或多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)具有很高的可操作性，并且在運(yùn)行過程中會(huì)消耗能量。其中，可變送風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能率為78%，可以有效節(jié)省空調(diào)設(shè)備的容量，從而避免出現(xiàn)冷凝水現(xiàn)象，并能有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是使用過程中靈活性高，安裝方便，容量調(diào)節(jié)靈活，不影響室溫，不受低頻消耗影響，并且對(duì)電網(wǎng)和其他電氣設(shè)備造成的沖擊大大降低。

3.2 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則

經(jīng)濟(jì)實(shí)用符合普通人的日常需求，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)建筑物的暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入節(jié)能和實(shí)用的原則：所用能源的成本、系統(tǒng)設(shè)備的性價(jià)比、生命周期的長(zhǎng)短等等，以高實(shí)用性、低能耗為主要目的，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)實(shí)用設(shè)計(jì)，減輕用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此外，建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)必須適應(yīng)季節(jié)變化，因此還應(yīng)設(shè)計(jì)更科學(xué)、更人性化的空調(diào)系統(tǒng)，為后續(xù)維護(hù)和空氣保護(hù)做好準(zhǔn)備。

3.3 環(huán)保性原則

在建筑施工能耗過程中，暖通空調(diào)的安裝是建筑施工的重要環(huán)節(jié)。因此，控制暖通空調(diào)的能耗是符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效途徑。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)存在實(shí)際情況下能耗較高的問題。因此，相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)人員必須創(chuàng)新，積極采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，以減少暖通空調(diào)能耗高的問題。然而，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)是非常困難的。為快速實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，各國(guó)必須制定相關(guān)法律法規(guī)，為建筑暖通空調(diào)保駕護(hù)航，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。

4 節(jié)能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的若干問題

4.1 節(jié)能材料應(yīng)用力度不夠

隨著環(huán)保理念的不斷宣傳，環(huán)保節(jié)能的理念也廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)中。然而，建筑供暖的設(shè)計(jì)方案在許多方面需要改進(jìn)。從建筑規(guī)劃和配套能源理念考慮，新能源材料的選用不符合建筑整體設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保理念，節(jié)能材料的應(yīng)用存在諸多缺陷。

4.2 暖通工程設(shè)計(jì)不到位

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，冷熱負(fù)荷是采暖工程設(shè)計(jì)的重要數(shù)據(jù)指標(biāo)。運(yùn)營(yíng)商應(yīng)根據(jù)冷、熱負(fù)荷確定設(shè)備系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用能力。但實(shí)際上，設(shè)計(jì)人員是根據(jù)相應(yīng)的理論參考數(shù)據(jù)指標(biāo)來確定冷、熱負(fù)荷的，因此容易出現(xiàn)設(shè)備裝機(jī)容量過大的問題，不僅增加了能耗，還在一定程度上增加了投資成本[3]。

4.3 暖通系統(tǒng)能源消耗結(jié)構(gòu)優(yōu)化不足

傳統(tǒng)的供暖和空調(diào)系統(tǒng)主要依靠電力，但在供暖系統(tǒng)中很少使用其它能源。可再生能源是綠色節(jié)能技術(shù)的核心內(nèi)容之一，但在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中尚未得到廣泛應(yīng)用。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入可再生能源，可以有效優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗結(jié)構(gòu)，從而降低總能耗。將更多的可再生能源和清潔能源作為暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)力，是未來暖通空調(diào)系統(tǒng)綠色設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。

5 綠色理念應(yīng)用至暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的相應(yīng)途徑

5.1 科學(xué)選取熱源

熱源在節(jié)能HVAC系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。目前暖通空調(diào)系統(tǒng)的熱耗主要來自自然熱源、城市熱源和工業(yè)余熱，能源消耗和效率完全取決于熱源。選擇正確的能源管理系統(tǒng)對(duì)于最大限度地減少系統(tǒng)損失和提高能源效率至關(guān)重要。熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以及熱泵技術(shù)是最近廣泛使用的提高能源效率的技術(shù)。此外，利用熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與熱泵技術(shù)，可以有效減少二氧化碳、二氧化硫等有害物質(zhì)的排放[4]。

5.2 使用可再生的能源與清潔能源

對(duì)于如今的暖通系統(tǒng)來說，再生能源是空調(diào)效率和可靠性的關(guān)鍵組成部分。所以，首先選擇可再生清潔能源。節(jié)能暖通系統(tǒng)使用替代能源來滿足綠色概念的要求并減少能源消耗。暖通系統(tǒng)也可以與太陽能或地?zé)釤岜眉夹g(shù)集成。利用太陽能將暖通空調(diào)的集熱器連接到熱水箱，并將集熱器的安裝位置遠(yuǎn)離燈光。由于位置較近，熱水交換槽內(nèi)的水溫始終處于常溫，可以有效抑制太陽能轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)的損失。地?zé)釤岜眉夹g(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)，通過蓄冰優(yōu)化產(chǎn)生的制冷量低于水溫，有效降低熱損失。有效營(yíng)造暖通空調(diào)內(nèi)的低溫供給效果，調(diào)整暖通空調(diào)供暖制冷關(guān)系，規(guī)劃暖通空調(diào)供暖和制冷的能耗利用率，控制排入暖通空調(diào)的廢氣，從而對(duì)建筑外部的環(huán)境起到保護(hù)作用。

5.3 明確暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)與四周環(huán)境的協(xié)調(diào)性

通過實(shí)施節(jié)能HVAC系統(tǒng)和節(jié)能理念，集成電氣設(shè)計(jì)師了解如何在建筑環(huán)境中使用它們并優(yōu)化能源效率。在規(guī)劃能源時(shí)使用清潔的可再生能源，還將通過考慮建筑評(píng)估周圍的環(huán)境來了解暖通性能與社會(huì)和環(huán)境之間的內(nèi)在關(guān)系，并在設(shè)計(jì)節(jié)能暖通系統(tǒng)時(shí)添加環(huán)保概念。因此，可以說監(jiān)測(cè)建筑環(huán)境可以減少在暖通系統(tǒng)中出現(xiàn)對(duì)建筑外的造成的一些問題[5]。

5.4 優(yōu)化建筑暖通空調(diào)熱性能

建筑暖通空調(diào)應(yīng)用最重要的功能是用于儲(chǔ)存熱量，在優(yōu)化暖通空調(diào)所包含的熱工性能的過程中，保溫性能和節(jié)能效果被認(rèn)為是暖通空調(diào)的重點(diǎn)。因此，設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮外部溫度引起的干擾因素，如太陽能電池板的放置、建筑布局結(jié)構(gòu)的形狀因素、建筑結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱材料等，需要根據(jù)暖通空調(diào)中包含的熱組件、透過窗戶進(jìn)入建筑物的陽光以及建筑物內(nèi)墻結(jié)構(gòu)的建造等等，選擇具有光熱能轉(zhuǎn)換的建筑材料來間接節(jié)約能源。

5.5 建議充分利用可再生資源

在設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)時(shí)，可以充分利用各種可再生資源，更好地滿足節(jié)能減排要求，有效提高整體設(shè)計(jì)工作的包容性和效率。同時(shí)，從再生資源循環(huán)利用的角度，整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)有了很大的改進(jìn)。通過充分利用各種可再生資源，可以降低整個(gè)系統(tǒng)的能耗。在改進(jìn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的同時(shí)，可以顯著降低運(yùn)營(yíng)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，提高系統(tǒng)可靠性，保證系統(tǒng)整體的安全。這樣操作可以達(dá)到最好的效果，更能恰當(dāng)?shù)貪M足系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需要。因此，在設(shè)計(jì)暖通系統(tǒng)時(shí)充分利用各種可再生資源非常重要。基于此，設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)積極、充分利用風(fēng)能、熱能、太陽能等各種可再生資源，確保這些可再生資源成為整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)高效運(yùn)行的能源保障。

5.6 科學(xué)選擇低耗能的節(jié)能環(huán)保材料

在應(yīng)用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是選擇能耗低的節(jié)能材料，這是綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用點(diǎn)，因此在材料方面選擇必須嚴(yán)格控制。在滿足工作需要的前提下，選擇可回收利用的環(huán)保材料，減少能源消耗，選用對(duì)環(huán)境危害較小的建筑材料。同時(shí)，材料的節(jié)能環(huán)保影響著整個(gè)設(shè)計(jì)、節(jié)能環(huán)保的綠色程度。為減少對(duì)環(huán)境的污染和不良影響，應(yīng)盡量選用節(jié)能環(huán)保型制冷劑，如CO、環(huán)保型制冷劑。從經(jīng)濟(jì)角度來看，為避免高昂的運(yùn)輸成本和材料損失，應(yīng)盡量選擇靠近施工現(xiàn)場(chǎng)的材料。同時(shí)，要嚴(yán)格管理對(duì)周邊環(huán)境的不利影響，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，展示使用綠色材料的效果，提高材料的循環(huán)利用效率[6]。

5.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)

環(huán)境評(píng)價(jià)方法必須是完整和系統(tǒng)的，環(huán)境管理是利用化學(xué)、物理、生物、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)手段對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效管理。這些信息有據(jù)可查，并與環(huán)境條件一起遵循。在監(jiān)測(cè)環(huán)境時(shí)，必須對(duì)產(chǎn)品的許多方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，包括化學(xué)污染物、噪聲、熱能、振動(dòng)等等。在運(yùn)用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)，重要的是確定環(huán)境評(píng)價(jià)，根據(jù)污染物的分布確定污染源，最終了解環(huán)境評(píng)價(jià)和環(huán)境污染管理因素。

6 結(jié)語

新時(shí)代，隨著人們對(duì)建筑生活的要求不斷提高，暖通工程的設(shè)計(jì)與施工必須在技術(shù)上進(jìn)行協(xié)調(diào)。在保障住宅使用功能的基礎(chǔ)上，融入環(huán)保發(fā)展理念，更好地響應(yīng)現(xiàn)代建設(shè)項(xiàng)目的需求。為實(shí)際施工工作提供有效指導(dǎo)。在綠色節(jié)能原則指導(dǎo)下優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以有效提高能源的綜合利用率，減少污染物排放，提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，為人們提供更加便捷舒適的居住環(huán)境。