建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計(jì)

黃胡舟 李常興 李卓學(xué)

1.廣西華藍(lán)工程管理有限公司 廣西 南寧 530000

2.華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 廣西 南寧 530011

隨著全球社會對可持續(xù)性和環(huán)保問題的關(guān)注不斷增加，建筑行業(yè)作為能源消耗的主要領(lǐng)域之一，正逐漸引領(lǐng)著節(jié)能革命的浪潮。建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程作為建筑領(lǐng)域的核心組成部分，在實(shí)現(xiàn)能源效率和環(huán)境可持續(xù)性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。建筑環(huán)境的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅能夠降低運(yùn)營成本，還有助于減少對有限能源資源的依賴，降低溫室氣體排放，從而為全球能源和環(huán)境挑戰(zhàn)提供了解決方案[1]。在當(dāng)前的背景下，能源供應(yīng)的不穩(wěn)定性和能源價格的上漲已經(jīng)使節(jié)能設(shè)計(jì)成為建筑領(lǐng)域的重要議題。此外，氣候變化、環(huán)境污染和自然資源枯竭等問題也迫使我們必須尋求更可持續(xù)的建筑環(huán)境解決方案。因此，建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)在提高建筑能源效率、減少對傳統(tǒng)能源的依賴、降低環(huán)境影響方面具有巨大的潛力和重要性。

1 設(shè)備工程節(jié)能對建筑環(huán)境的影響

1.1 影響室內(nèi)空氣質(zhì)量

設(shè)備工程的節(jié)能措施可能對室內(nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。一些常見的節(jié)能做法，例如密封性更好的建筑外殼、減少新鮮空氣流入以減小供暖或冷卻負(fù)荷等，可能導(dǎo)致室內(nèi)空氣流通不足。這可能會引發(fā)空氣中濕度過高、二氧化碳濃度升高等問題，進(jìn)而影響居住者的舒適度和健康。特別是在密封性較高的建筑中，如果不進(jìn)行有效的通風(fēng)處理，可能導(dǎo)致甲醛、揮發(fā)性有機(jī)化合物等有害物質(zhì)的積聚，對居住者的室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

1.2 對室內(nèi)的環(huán)境造成影響

設(shè)備工程的節(jié)能措施還可能對室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生其他不利影響。例如，一些節(jié)能照明系統(tǒng)可能使用冷色光源，這可能會影響居住者的視覺舒適度。此外，過度依賴節(jié)能玻璃或窗簾等隔熱設(shè)備，有時會降低室內(nèi)光照水平，需要更多的人工照明，從而增加了電力消耗。這種情況下，節(jié)能措施可能在某些方面取得了節(jié)能效果，但在其他方面可能引發(fā)了新的問題[2]。

2 建筑環(huán)境與設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 沒有遵循以人為本的基本原則

在建筑環(huán)境與設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，一個顯著的問題是缺乏足夠的關(guān)注和重視以人為本的原則。過于注重技術(shù)和能源效率，卻忽略了人們在建筑中的舒適性和健康。建筑應(yīng)該是為人們而建，但在一些設(shè)計(jì)中，人們的需求和體驗(yàn)似乎被忽略了。這一問題的表現(xiàn)在于建筑中存在一些不適宜的環(huán)境條件，如通風(fēng)不良、光線不足、噪音過大等，這些因素會直接影響到居住者和工作人員的生活質(zhì)量。在過度追求節(jié)能的情況下，有些建筑可能會犧牲人們的舒適性，造成不必要的不適和健康問題。另外，一些建筑可能忽略了不同人群的需求，例如老年人、兒童、殘疾人等。這導(dǎo)致了建筑的不包容性，使得一些人在使用建筑時面臨更多的障礙和困難。

2.2 建筑功能設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)格

在建筑環(huán)境與設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，功能設(shè)計(jì)的不足也是一個突出的問題。功能設(shè)計(jì)包括了建筑的各種用途和需求，如供暖、通風(fēng)、照明、水源等。如果這些功能設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)格和細(xì)致，就容易導(dǎo)致能源浪費(fèi)和資源浪費(fèi)。在一些情況下，建筑可能會過度設(shè)計(jì)，安裝了過多的設(shè)備和系統(tǒng)，但實(shí)際上并不需要這么多。這導(dǎo)致了不必要的能源和資源消耗。另一方面，一些建筑可能會在功能設(shè)計(jì)上疏忽，導(dǎo)致供暖和通風(fēng)系統(tǒng)不足，或者照明不足，從而影響到建筑的使用體驗(yàn)。功能設(shè)計(jì)不足還可能導(dǎo)致建筑在不同季節(jié)或使用情境下的性能不穩(wěn)定。例如，在寒冷的冬季，供暖系統(tǒng)可能無法提供足夠的溫暖，而在炎熱的夏季，冷卻系統(tǒng)可能無法保持舒適的室內(nèi)溫度[3]。

2.3 圖紙的審查缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性

圖紙是建筑環(huán)境與設(shè)備工程設(shè)計(jì)的重要文檔，但在一些情況下，圖紙的審查缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，容易導(dǎo)致問題的發(fā)生。這些問題可能包括設(shè)計(jì)錯誤、施工問題和設(shè)備選擇不當(dāng)?shù)取彶椴粐?yán)謹(jǐn)?shù)膱D紙可能會導(dǎo)致施工中的額外成本和延遲。例如，如果圖紙中的尺寸和規(guī)格不清晰或不準(zhǔn)確，施工隊(duì)可能需要進(jìn)行額外的調(diào)整和修改，從而增加了工程的時間和成本。此外，圖紙中的錯誤和不一致性也可能導(dǎo)致建筑設(shè)備的選擇不當(dāng)。如果不正確的設(shè)備被安裝，將會影響建筑的性能和能源效率。

3 建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中扮演著至關(guān)重要的角色。這些系統(tǒng)包括供暖、通風(fēng)和空調(diào)，通常占據(jù)了建筑總能耗的相當(dāng)大的部分。合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以顯著降低能源浪費(fèi)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，需要考慮建筑的需求和特點(diǎn)，以選擇最適合的供暖和冷卻方式。采用高效的設(shè)備，如熱泵系統(tǒng)，可以顯著提高能源效率。此外，智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以根據(jù)實(shí)際需求自動調(diào)整溫度和濕度，以避免不必要的能源消耗（如圖1所示）。綜合考慮這些因素，設(shè)計(jì)出高效的暖通空調(diào)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵一步。

圖1 智能調(diào)節(jié)溫度、濕度系統(tǒng)

3.2 空調(diào)系統(tǒng)熱回收

空調(diào)系統(tǒng)熱回收是一種有效的節(jié)能技術(shù)，它有助于利用廢熱來提供額外的供暖或冷卻。這項(xiàng)技術(shù)可以在多種環(huán)境中應(yīng)用，包括商業(yè)建筑、工業(yè)設(shè)施和住宅。在傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)中，大量的熱能被廢棄，例如從冷卻設(shè)備中產(chǎn)生的廢熱。熱回收系統(tǒng)通過捕捉這些廢熱，將其用于加熱水或供暖，從而降低了對其他能源的依賴。這不僅減少了能源成本，還有助于減少溫室氣體排放。

3.3 合理降低室內(nèi)溫濕度的標(biāo)準(zhǔn)

合理降低室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)有助于節(jié)能的措施。在某些情況下，室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)可能被設(shè)置得過高，導(dǎo)致供暖和制冷系統(tǒng)需要額外的能源來維持這些條件。通過重新審視和調(diào)整室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)，可以降低能源消耗。然而，降低室內(nèi)溫濕度標(biāo)準(zhǔn)必須謹(jǐn)慎進(jìn)行，以確保不影響室內(nèi)環(huán)境的舒適性和健康。適度的濕度控制對于預(yù)防霉菌和維護(hù)良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量至關(guān)重要。

3.4 協(xié)調(diào)建筑環(huán)境與暖通空調(diào)的關(guān)系

建筑環(huán)境與暖通空調(diào)的協(xié)調(diào)關(guān)系對于實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)至關(guān)重要。建筑的設(shè)計(jì)和布局應(yīng)考慮氣候條件和采光需求，以最大程度地減少對人工采光和供暖/制冷的需求。例如，通過優(yōu)化建筑的朝向和窗戶布局，可以最大程度地利用自然光線，并減少人工照明的使用。此外，建筑的隔熱性能和絕緣材料的選擇也可以減少冷卻和供暖系統(tǒng)的負(fù)荷。

3.5 采用太陽能供暖系統(tǒng)

太陽能供暖系統(tǒng)是一種可再生能源的應(yīng)用，已經(jīng)在建筑領(lǐng)域廣泛采用。這種系統(tǒng)利用太陽能來加熱水或空氣，從而提供供暖（如圖2所示）。它可以通過太陽能集熱器和熱儲存系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。太陽能供暖系統(tǒng)的優(yōu)勢之一是其環(huán)保性，因?yàn)樗粫a(chǎn)生溫室氣體排放，同時可以降低能源成本。然而，系統(tǒng)的性能仍受到天氣條件和地理位置的影響。

圖2 太陽能供暖系統(tǒng)

3.6 自然資源和新能源的應(yīng)用

建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)還可以通過利用自然資源和新能源來實(shí)現(xiàn)。這包括風(fēng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能等。風(fēng)能可以用于發(fā)電和供暖，特別是在風(fēng)能資源充足的地區(qū)。地?zé)崮芸梢酝ㄟ^地源熱泵系統(tǒng)來利用，為建筑提供穩(wěn)定的供暖和冷卻。生物質(zhì)能源可以用于取暖和熱水供應(yīng)，尤其在農(nóng)村地區(qū)具有巨大潛力。這些自然資源和新能源的應(yīng)用有助于減少對傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源成本，減少溫室氣體排放。

4 建筑環(huán)境和設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

4.1 建筑環(huán)境的可操作性

建筑環(huán)境的可操作性對于節(jié)能設(shè)計(jì)至關(guān)重要。這意味著建筑應(yīng)該能夠適應(yīng)不同的需求和使用情境，以最大程度地減少能源浪費(fèi)。在四季變化明顯的地區(qū)，建筑需要具備適應(yīng)夏季和冬季的能力。例如，在炎熱的夏季，可操作性建筑可以通過智能控制系統(tǒng)自動降低室內(nèi)溫度，減少冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷，降低能源消耗。而在寒冷的冬季，同樣的建筑可以通過調(diào)整供暖系統(tǒng)提供額外的溫暖，確保居住者的舒適度。此外，多功能性設(shè)計(jì)也是可操作性的一部分。一個靈活的空間布局可以適應(yīng)不同的用途，避免了需要多個建筑的情況，從而減少了資源和能源的浪費(fèi)。例如，一個辦公樓的會議室可以在非工作時間變成培訓(xùn)室或社交空間，最大程度地提高了建筑的利用率，減少了閑置空間的能源浪費(fèi)。

4.2 建筑環(huán)境技術(shù)性

建筑環(huán)境的技術(shù)性是現(xiàn)代節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素，它涉及到采用最新的技術(shù)和工程方法來提高建筑的能源效率和環(huán)境可持續(xù)性。在當(dāng)今世界，我們正面臨著嚴(yán)峻的能源短缺和環(huán)境問題，因此技術(shù)性在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用變得尤為重要。高效的絕緣材料是技術(shù)性的一個重要方面。它們可以有效地減少熱量和冷氣的傳導(dǎo)，降低了建筑的能源消耗。例如，優(yōu)質(zhì)的絕緣材料可以阻止冷空氣在冬季逸出，也可以阻擋炎熱的夏季熱氣進(jìn)入建筑。這有助于維持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性，減少了供暖和冷卻系統(tǒng)的負(fù)荷。另一個關(guān)鍵技術(shù)性因素是可再生能源的應(yīng)用，如太陽能光伏板。這些系統(tǒng)可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，減少了對傳統(tǒng)電力的依賴，并減少了溫室氣體排放。熱泵系統(tǒng)是另一種技術(shù)性的創(chuàng)新，可以有效地利用地?zé)崮茉椿蚩諝庵械臒崮軄砉┡蚶鋮s建筑，從而降低了能源消耗。智能建筑管理系統(tǒng)是技術(shù)性建筑環(huán)境設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)之一。這些系統(tǒng)可以監(jiān)測建筑內(nèi)部的各種參數(shù)，如溫度、濕度、光照等，并根據(jù)需求自動調(diào)整建筑系統(tǒng)的運(yùn)行，最大程度地提高能源效率。例如，在沒有人員的區(qū)域降低照明和空調(diào)的運(yùn)行，可以顯著減少能源浪費(fèi)。

4.3 建筑環(huán)境的節(jié)能目標(biāo)

建筑環(huán)境的節(jié)能目標(biāo)不僅是節(jié)能設(shè)計(jì)的核心，也是確保建筑在其整個生命周期內(nèi)對能源和環(huán)境的影響最小化的基礎(chǔ)。這些目標(biāo)的明確定義和貫徹對于確保設(shè)計(jì)和施工過程的一致性至關(guān)重要，以及為建筑的未來運(yùn)營提供了清晰的方向。節(jié)能目標(biāo)的具體內(nèi)容需要根據(jù)建筑的性質(zhì)和環(huán)境來定制。在炎熱的氣候中，降低冷卻能源的使用可能是首要任務(wù)，因此目標(biāo)可能包括優(yōu)化冷卻系統(tǒng)、增加遮陽措施、提高建筑絕緣性能等。而在寒冷的氣候中，提高供暖系統(tǒng)的效率可能更為重要，目標(biāo)可能包括采用高效供暖技術(shù)、減少冷橋效應(yīng)、優(yōu)化窗戶選擇等。此外，降低溫室氣體排放也是節(jié)能目標(biāo)的重要組成部分，與應(yīng)對氣候變化和減少環(huán)境影響密切相關(guān)。建筑設(shè)計(jì)可以通過使用可再生能源、減少能源消耗、改善材料選擇等方式來減少碳排放。

4.4 設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)必須考慮到行業(yè)的規(guī)范要求

在設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，遵守行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是絕對不可或缺的。這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是制定的行業(yè)準(zhǔn)則，旨在確保設(shè)備的性能、安全性和可靠性，同時也考慮到了能源效率和環(huán)境可持續(xù)性的因素。規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)確保設(shè)備在設(shè)計(jì)和制造過程中符合國際認(rèn)可的最佳實(shí)踐。這包括了材料的選擇、組件的制造、安全性和可靠性測試等方面。遵守這些標(biāo)準(zhǔn)可以確保設(shè)備的性能達(dá)到預(yù)期水平，從而減少了不必要的故障和維修，降低了運(yùn)營成本。規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)還關(guān)注能源效率和節(jié)能方面的要求。這對于設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)至關(guān)重要，因?yàn)樗_保了設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中能夠最大程度地減少能源浪費(fèi)。

4.5 設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)過程中維護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱負(fù)荷狀態(tài)

維護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱負(fù)荷狀態(tài)在設(shè)備工程節(jié)能設(shè)計(jì)中的重要性無法被忽視。這個概念關(guān)乎建筑內(nèi)部環(huán)境的舒適性和能源效率，特別是在不同季節(jié)和氣候條件下。在冷季，確保供暖系統(tǒng)能夠提供足夠的熱量至關(guān)重要。這意味著需要根據(jù)室外溫度和室內(nèi)需求來精確控制供暖系統(tǒng)的運(yùn)行。如果供暖系統(tǒng)過度運(yùn)行或不足運(yùn)行，都會導(dǎo)致能源浪費(fèi)。通過實(shí)時監(jiān)測溫度和使用情況，并采用智能控制系統(tǒng)，可以調(diào)整供暖系統(tǒng)，以滿足精確的熱負(fù)荷需求，同時確保室內(nèi)的溫度和舒適性。相反，在炎熱的夏季，維護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷狀態(tài)同樣至關(guān)重要。冷卻系統(tǒng)需要保持室內(nèi)溫度在舒適范圍內(nèi)，但也要避免過度制冷，從而浪費(fèi)能源。

5 結(jié)束語

建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)在當(dāng)今社會中已經(jīng)變得至關(guān)重要。隨著能源資源的稀缺和氣候變化的不斷加劇，我們迫切需要采取行動，改善建筑領(lǐng)域的能源效率和環(huán)境可持續(xù)性。本論文深入研究了這一領(lǐng)域的關(guān)鍵問題和挑戰(zhàn)，并提出了一系列觀點(diǎn)和見解，以推動建筑行業(yè)朝著更可持續(xù)、更節(jié)能的方向發(fā)展。建筑環(huán)境與暖通設(shè)備工程的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅是一個迫切需要的解決方案，也是一個全球性的責(zé)任。通過采取合適的措施，我們可以為能源效率和環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)，同時創(chuàng)造更健康、更舒適的建筑環(huán)境。希望本論文的研究和見解能夠?yàn)榻ㄖ袠I(yè)的專業(yè)人士和決策者提供有益的參考，推動建筑領(lǐng)域朝著更加可持續(xù)的未來邁進(jìn)。