現(xiàn)代建筑中的暖通節(jié)能設(shè)計(jì)探討

魏松柏

【摘 要】 隨著人們生活質(zhì)量的提高，對(duì)暖通空調(diào)的需要也越來越大，但暖通空調(diào)卻在建筑業(yè)能耗中占有重要的比重。由于能源的短缺，暖通空調(diào)做為人們?nèi)∨男枰直夭豢缮?，所以暖通空調(diào)的節(jié)能問題已成為人們面臨的一大難題。本文就現(xiàn)代建筑中的暖通節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】 現(xiàn)代建筑；暖通；節(jié)能設(shè)計(jì)

一、采用暖通節(jié)能技術(shù)的重要性

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程和城鎮(zhèn)化速度的加快，辦公建筑也如雨后春筍般在城市興起，隨著這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，城市能耗也在逐年攀升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在城市能耗中，建筑能耗已經(jīng)占據(jù)社會(huì)總能耗的27%，有些城市則接近40%。而在辦公建筑能耗中，暖通空調(diào)系統(tǒng)所占據(jù)的比例屬最高，因此如何提高暖通系統(tǒng)的工作效率，降低暖通工作系統(tǒng)的能耗對(duì)于我國建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)和走新型工業(yè)化道路有著至關(guān)重要的作用。

另外，我國與北美和歐洲一些發(fā)達(dá)國家相比，在建筑物節(jié)能方面也有著很大的差距。至1973年石油危機(jī)以后，發(fā)達(dá)國家紛紛將建筑節(jié)能列入國家的政策。例如，法國就于次年率先制定了建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，要求新建的建筑物暖通能耗比以前降低 25%。此后，其他各國紛紛仿效，于是這一標(biāo)準(zhǔn)便慢慢成為了各國在建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)方面的楷模。經(jīng)過多年的努力，如今，法國的建筑能耗已降到了總能耗的28%。丹麥也在此方面取得了顯著的成果。在1992年，丹麥的能耗量為 222PJ，比1972年能耗322PJ減少了31.1%，其中，采暖能耗占全國總能耗由39%下降到了27%，并且在每平方米建筑面積中，采暖能耗減少50%。這些發(fā)達(dá)國家，對(duì)建筑節(jié)能有著正確的認(rèn)識(shí)，他們看到了建筑節(jié)能的重要性，因此也在此方面引起了足夠的重視，采取了一些必要的措施，取得了一些長足的效果。

在全球經(jīng)濟(jì)化和資源日益減少的大背景下，我國也逐步認(rèn)識(shí)到了節(jié)能技術(shù)的重要性，并采取了一些重要的措施。然而，我國在建筑節(jié)能方面還有很大的提升空間，在暖通節(jié)能技術(shù)方面則更加需要提高。我國絕大多數(shù)建筑物就存在著維護(hù)結(jié)構(gòu)熱性能差的問題。在傳熱系數(shù)方面，與氣候與我國接近的發(fā)達(dá)國家相比，我國的外墻為他們的3.5～4.5倍，外窗為他們的2～3倍，屋面為他們的3～6倍，門窗的空氣滲漏為他們的3～6倍。此外，我國在建筑物暖通節(jié)能方面還存在著一些嚴(yán)重的問題：我國現(xiàn)有的管理體制與建筑節(jié)能工作發(fā)展要求不相適應(yīng)，管理體制改革有待進(jìn)一步深化；在建筑節(jié)能方面，科學(xué)技術(shù)研究進(jìn)程慢，在許多的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)上有待取得重大突破；建筑節(jié)能新技術(shù)、新產(chǎn)品得不到及時(shí)推廣和應(yīng)用，有待某些部門對(duì)新技術(shù)和新產(chǎn)品進(jìn)行大力推廣和應(yīng)用；此外，我國在建筑節(jié)能方面的政策、法規(guī)和實(shí)施監(jiān)管滯后，不能滿足節(jié)能工作發(fā)展的需要。為此，我國在建筑節(jié)能方面任重而道遠(yuǎn)。

二、暖通節(jié)能技術(shù)措施

暖通節(jié)能技術(shù)主要包括非電驅(qū)動(dòng)制冷技術(shù)、蓄能技術(shù)、熱泵技術(shù)等。

2.1 非電驅(qū)動(dòng)制冷技術(shù)

在夏季，天氣炎熱，居民用電量較往常大幅度增加，在此情況下，采用電力驅(qū)動(dòng)制冷技術(shù)無疑是一種不明智的行為。于是人們將目光逐步投向了非電驅(qū)動(dòng)制冷技術(shù)，人們對(duì)此的研究也開始漸漸增加。在這一技術(shù)中，主要又包括采用燃?xì)饪照{(diào)和蒸發(fā)冷卻。

燃?xì)饪照{(diào)，即是以燃?xì)鉃槟茉吹目照{(diào)設(shè)備。廣義的燃?xì)饪照{(diào)有多種方式：燃?xì)庵比紮C(jī)、燃?xì)忮仩t+蒸汽吸收式制冷機(jī)、燃?xì)忮仩t+蒸汽透平驅(qū)動(dòng)離心機(jī)等等。我們通常所說的燃?xì)饪照{(diào)就是燃?xì)庵比紮C(jī)。目前，天然氣在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用住要有三種方式：一是利用天然氣燃燒產(chǎn)生熱量的吸收式冷熱水機(jī)組；二是利用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮式制冷機(jī)；三是利用天然氣燃燒余熱的除濕冷卻式空調(diào)機(jī)。大量使用燃?xì)饪照{(diào)不僅有利于改善供電緊張狀況，而且對(duì)于提高電力負(fù)載率，改善電力峰谷平衡率都有十分可觀的效果，這不僅能解決能源綜合利用，減少資源浪費(fèi)，而且對(duì)于提高電力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)利用率和有效控制電力設(shè)備投資盲目增長，降低電力成本和穩(wěn)定供電能力都有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；另外，大量使用燃?xì)饪照{(diào)對(duì)于有效平衡燃?xì)饧竟?jié)峰谷、提高燃?xì)夤芫W(wǎng)利用率、降低供氣綜合成本起到不言而喻的作用。

蒸發(fā)冷卻空調(diào)是一項(xiàng)利用水蒸發(fā)吸熱制冷的技術(shù)。蒸發(fā)冷卻空調(diào)是一種環(huán)保、高校、經(jīng)濟(jì)的冷卻方式，被稱為“零費(fèi)用制冷技術(shù)”、“綠色空調(diào)”和仿生空調(diào)，是真正意義上的節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的制冷空調(diào)技術(shù)，目前在我國的蘭州、呼和浩特、銀川等西北地區(qū)都有著廣泛的應(yīng)用與推廣。

2.2 蓄能技術(shù)

蓄能就是指在電力需求低谷時(shí)啟動(dòng)制冷、制熱設(shè)備，將產(chǎn)生的冷或熱儲(chǔ)存在某種媒介中，在電力需求高峰時(shí)，將儲(chǔ)存的冷或熱釋放出來使用，從而減少高峰用電量。

蓄能技術(shù)主要針對(duì)熱能或電能儲(chǔ)存，并著眼于大規(guī)模、長時(shí)間應(yīng)用。在蓄能技術(shù)中，一般要求儲(chǔ)能密度大、變換損耗小、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)較容易和不容易污染環(huán)境。在20世紀(jì)末，這一技術(shù)開始廣泛應(yīng)用。巴西則是這一技術(shù)應(yīng)用非常成功的國家。其使用抽水蓄能電站，將電能成本由每度3.5每分降低到了2.5每分。

采用蓄能技術(shù)，可以減少城市辦公建筑電網(wǎng)的谷峰差，提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率，有效節(jié)約能源資源，并且保護(hù)城市辦公建筑生態(tài)環(huán)境。

2.3 熱泵技術(shù)

熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源劉翔高位熱源的裝置。在我國，熱泵技術(shù)中的低位熱源主要是指水源熱泵、地源熱泵和空氣源熱泵。其中水源熱泵包括海水、污水、地下水和地表水等熱泵。地源熱泵包括土壤和地下水熱泵等。

熱泵在我國有著廣泛地應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996年我國的空調(diào)設(shè)備的總制冷能力約為200萬kW，其中，熱泵型機(jī)組的制冷能力就約占60%。尤其在人口集中的大中城市，能源消耗大，污染問題突出，這就為熱泵的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

水源熱泵是利用地球水所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷、熱源，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的空調(diào)技術(shù)。水源熱泵在我國南方的深圳、廣州，過度地區(qū)的南京、上海，以及北方北京、大連等城市的辦公建筑中有著廣泛的應(yīng)用。水源熱泵具有許多優(yōu)點(diǎn)。水源熱泵既高效，又節(jié)能；還可有效利用可再生能源，節(jié)水省地；環(huán)保效益明顯；一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣；運(yùn)行穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便以及符合國家政策，獲得國家政策性支持等。

地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源，既可供熱、又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。其利用土壤所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)，其利用的是清潔的可再生能源。它的成功使用，使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現(xiàn)實(shí)。此外，地源熱泵既可供暖，又可空調(diào)制冷，還可提供生活熱水。并且，使用地源熱泵具有自動(dòng)運(yùn)行、無環(huán)境污染、維護(hù)費(fèi)用低、使用壽命長、維護(hù)生態(tài)環(huán)境平衡和節(jié)省空間等優(yōu)勢，因此，在城市辦公建筑中有著廣泛地應(yīng)用。

空氣源熱泵是指將空氣中低溫?zé)崮堋氨盟汀钡礁邷匚粊砉?yīng)熱量需求的熱泵設(shè)備。其利用冷媒，在壓縮機(jī)的作用下，在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。冷媒在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣壓升溫、升壓過程，進(jìn)入換熱器后釋放出高溫?zé)崃考訜崴?。冷媒不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜崂渌倪^程。它具有使用安全，省錢，廚房制冷，綠色環(huán)保，低碳時(shí)尚等特點(diǎn)，因此也備受辦公建筑群的青睞。

三、暖通節(jié)能設(shè)計(jì)推廣的意義

暖通節(jié)能設(shè)計(jì)在辦公建筑中的推廣，對(duì)于緩解城市能源資源緊張有著不可或缺的作用，此外，在辦公建筑中推廣暖通節(jié)能設(shè)計(jì)，也有利于城市辦公環(huán)境改善，保持辦公建筑環(huán)境清潔、美觀有著很重要的意義。更近一步說，暖通節(jié)能設(shè)計(jì)的推廣，對(duì)于我們加快工業(yè)化進(jìn)程、實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和建設(shè)生態(tài)環(huán)境美好的和諧社會(huì)意義重大。

四、結(jié)束語

暖通系統(tǒng)是一項(xiàng)龐大的工程，其節(jié)能工作更是涉及到方方面面，因其涉及面廣所以在節(jié)能的問題上更應(yīng)重視，不能有一絲漏洞，以免為系統(tǒng)工程留下隱患。暖通系統(tǒng)的節(jié)能是建筑節(jié)能的一種，是關(guān)系到國計(jì)民生的大事，因此我們要給予高度重視。