暖通設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用分析

李宇軒

【摘 要】近年來，為了給人們創(chuàng)造更為舒適的居住及工作環(huán)境，很多建筑均配備了暖通設(shè)計，其包含空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)以及采暖這三個方面，是建筑工程設(shè)計中的重要組成部分?；诠?jié)能降耗理念的提出，對建筑設(shè)備中的暖通設(shè)計，實行節(jié)能策略。文章通過探討暖通設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)及其應(yīng)用，提出了相應(yīng)的措施。

【關(guān)鍵詞】暖通設(shè)計；綠色節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用分析

一、應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)的必要性

近年來，雖然我國GDP的增長速度達(dá)到了10%左右，但能源的增長率僅為4%左右。推動社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要動力是能源，雖然我國的資源總量豐富，但人口眾多，導(dǎo)致人均資源占有量非常低。但隨著社會的不斷發(fā)展，我國的能源消耗量越來越大，能源的供應(yīng)量已很難滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。因此，綠色節(jié)能是我國社會發(fā)展的必由之路。

雖然暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗的大多是電能等一些不可再生能源，但是，能源的快速消耗依然使我國面臨著資源能源短缺的問題。不僅如此，我國的環(huán)境日益惡化，沙塵暴、霧霾和酸雨等自然災(zāi)害頻發(fā)。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，暖通空調(diào)系統(tǒng)的用電量可占到建筑總用電的30%以上，而在夏天更甚。但如果加大綠色節(jié)能技術(shù)的研究力度，則能節(jié)省50%的暖通耗能。由此可見，將綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用在暖通設(shè)計中能夠有效地減少能源消耗，從而達(dá)到環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源的目的，這對維護(hù)我國的生態(tài)環(huán)境具有巨大的作用。

二、綠色節(jié)能設(shè)計中存在的問題

1、能源保護(hù)的理念并未普及。雖然許多人可能了解暖通空調(diào)的綠色節(jié)能設(shè)計，但是，他們并沒有全面了解綠色節(jié)能的概念。多數(shù)人認(rèn)為空調(diào)制冷的溫度越低越好、暖氣的供熱溫度越高越好，認(rèn)為優(yōu)秀的暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)能使人們最大限度地感覺舒適。但從科學(xué)的角度看，冷熱溫差過大會使人對外界環(huán)境的耐受力變低，進(jìn)而威脅到人體健康，且制造過高或過低的溫度需要消耗大量的能源，這是與能源保護(hù)理念相違背的。

2、暖通綠色節(jié)能設(shè)計方案問題。隨著科學(xué)技術(shù)水平日新月異的發(fā)展，各種綠色節(jié)能新技術(shù)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來，每種方案都有缺點和優(yōu)點，由于看待綠色節(jié)能設(shè)計的角度不同，對不同的暖通設(shè)計方案也會有不同的評價，但是由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計人員無所適從，不知道哪一種設(shè)計方案更加合適，這也是造成暖通設(shè)計中綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)用困難的重要因素之一，雖然新技術(shù)會帶來更好的節(jié)能效果，但是如果應(yīng)用不當(dāng)，可能適得其反，帶來更加嚴(yán)重的影響。

3、忽視了施工管理。通常情況下，施工單位為了獲得更高的利益，往往會采用縮短工期、擠壓成本等方式。此外，施工單位在暖通設(shè)計圖紙方面花費的時間和精力較少，也沒有充分理解暖通系統(tǒng)，且缺乏高質(zhì)量的暖通施工人員，進(jìn)而無法在施工和設(shè)計出現(xiàn)問題時采取有效的解決方案，這給建筑埋下了安全隱患。

4、推廣新技術(shù)的問題。由于新技術(shù)科技含量較高，如果運用在暖通空調(diào)設(shè)計中，勢必會增加施工成本。例如太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)等，能夠達(dá)到能源的高效利用，達(dá)到環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收，但是造價同樣很高，并且新技術(shù)的適用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及已經(jīng)成熟的傳統(tǒng)技術(shù)，可能受到地域或者其他因素限制，所以，新技術(shù)的推廣和廣泛使用仍然存在問題。

三、在暖通設(shè)計中應(yīng)用綠色建筑技術(shù)

1、合理使用綠色環(huán)保材料。在暖通設(shè)計中，注重使用綠色材料，多選用可回收利用和可以重復(fù)使用的保溫材料以及管材。盡量做到在滿足建筑需要的同時，減少材料對居住者的不良影響，避免使用不節(jié)能的環(huán)保材料，嚴(yán)格把關(guān)材料的選擇，杜絕使用對人體有害的材料，禁止使用Halons以及HCFCs，需要制冷時盡量少使用CFCS制冷劑。綜合利用綠色環(huán)保的材料，也是綠色建筑技術(shù)缺之不可的。而考慮到降低成本，建議本地取材，取近舍遠(yuǎn)，也能夠大大降低材料運輸?shù)倪^程中對環(huán)境造成的影響，推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展的同時還減少了業(yè)主的負(fù)擔(dān)。

2、合理使用可再生能源。常規(guī)的能源通常價格較可再生能源要高，且不環(huán)保。作為現(xiàn)代綠色建筑技術(shù)之一的可再生能源技術(shù)是綠色建筑消耗的首選，以降低對常規(guī)能源的損耗。因此，運用可再生能源滿足暖通系統(tǒng)的高能耗是現(xiàn)在暖通設(shè)計中不可或缺的技術(shù)。考慮到可再生資源的使用，在建筑進(jìn)行暖通設(shè)計的時候，要注意權(quán)衡可再生資源分擔(dān)暖通系統(tǒng)的部分作用并維持暖通系統(tǒng)的正常運行。暖通在空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)以及采暖這三個方面。采暖相對來說對能源的要求較高，如何利用可再生資源降低供暖的能耗，做到良好的輔助供暖設(shè)備呢？在中國泰州的民俗文化中心，就是一個很好的例子。文化中心采用土壤源熱泵技術(shù)作為冬季的熱源，很好的發(fā)掘了當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源優(yōu)勢。土壤源熱泵利用地球表面淺層地?zé)豳Y源進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，采暖空調(diào)熱量可以達(dá)到24000kwh/年，且可以承擔(dān)百分之百的負(fù)荷。而在夏天則是從土壤提取冷量轉(zhuǎn)到建筑內(nèi)進(jìn)行供冷的同時還可以進(jìn)行熱能儲備供冬季使用，反之亦然。在暖通設(shè)計之中高效率的應(yīng)用可再生資源，既環(huán)保節(jié)能也節(jié)約成本。

3、變頻系統(tǒng)。變頻技術(shù)是在建筑物空調(diào)負(fù)荷需求發(fā)生變化時（比如室內(nèi)人員、室外溫度、太陽輻射強度的變化），通過變頻調(diào)節(jié)冷水機組、水泵和風(fēng)機等設(shè)備降低能量輸出以適應(yīng)負(fù)荷需求，整體節(jié)能效果可達(dá)到30%～40%.變風(fēng)量系統(tǒng)由變頻中央空調(diào)系統(tǒng)、變風(fēng)量（VAV）末端設(shè)備組成，是一種高舒適度、低能耗的空調(diào)系統(tǒng)。變風(fēng)量系統(tǒng)具有以下2大優(yōu)點：①系統(tǒng)中的能耗設(shè)備均可變頻調(diào)節(jié)能量輸出，即使在較低負(fù)荷的工況下也能變頻調(diào)節(jié)，從而節(jié)約大量的能源。②系統(tǒng)中的各個房間可獨立啟、停和調(diào)節(jié)溫度，且互不影響，從而為使用者創(chuàng)造良好的舒適度。

空調(diào)水變水量系統(tǒng)指在水路系統(tǒng)空調(diào)末端使用二通調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)，它可使末端實際所需冷量與冷熱源輸出的冷量相匹配，從而節(jié)約水泵能耗和冷熱源主機的耗電量。

4、地源熱泵系統(tǒng)。地源耦合熱泵機組可作為空調(diào)系統(tǒng)冬季供熱、夏季供冷的冷熱源系統(tǒng)，且能提供生活熱水。該系統(tǒng)利用地下的土壤、巖石和地下水溫度相對穩(wěn)定的特性，輸入少量的高品位能源（比如電能），通過埋藏于地下的管路系統(tǒng)與土壤、巖石和地下水進(jìn)行熱交換。在夏季，可通過對室內(nèi)制冷將建筑物內(nèi)的熱量排出、收集，并將一部分熱量用于提供免費的生活用熱，將剩余的送至地下儲藏；在冬季，可將這些儲藏的低品位熱能通過熱泵運出，實現(xiàn)對建筑物供熱和提供生活熱水。

地源耦合熱泵的能耗很低，僅為常規(guī)系統(tǒng)能耗的25%～35%，它由水循環(huán)系統(tǒng)、熱交換器、地源熱泵機組、空調(diào)末端和控制系統(tǒng)組成。

5、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計的節(jié)能策略

在暖通設(shè)計建筑的要求規(guī)范當(dāng)中有冬季室內(nèi)空氣計算參數(shù)的明確規(guī)定，在進(jìn)行暖通設(shè)計的過程當(dāng)中要按照參數(shù)的要求進(jìn)行。浴室的溫度要大于25 度，而盥洗室和廁所的溫度要維持在12 度上下。此外，通過門窗的冷空氣量是影響室內(nèi)溫度的重要因素，在暖通設(shè)計時要將通過門窗的冷空氣量包含在系統(tǒng)的熱負(fù)荷量之中，做到科學(xué)合理的設(shè)計。暖通設(shè)計中應(yīng)該合理恰當(dāng)?shù)娜ミx擇通風(fēng)設(shè)備的保溫材料，例如很多設(shè)計人員所選擇的鋁箔玻璃棉對風(fēng)管的保溫效果確實不錯，但針對冷凍水管和立管卻沒有什么效果。一般情況下風(fēng)管的設(shè)計不允許穿過防火墻或者變形縫，特殊情況下需要穿過變形縫時，需在倆側(cè)設(shè)置防火閥；要穿過防火墻的話則要設(shè)置防火閥穿越的位置。

結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)用暖通設(shè)計中的綠色節(jié)能技術(shù)能夠最大限度地減少能源消耗，既能保持暖通設(shè)計的節(jié)能地位，又能穩(wěn)定節(jié)能性能。因此，應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)是時代發(fā)展的要求，它能為人們創(chuàng)造更加美好、舒適的生活環(huán)境。所以，我們要促進(jìn)建筑節(jié)能，發(fā)展綠色建筑能有效的減緩自然環(huán)境的壓力。

參考文獻(xiàn)：

[1]于麗艷.暖通空調(diào)的綠色節(jié)能設(shè)計理念[J].中國房地產(chǎn)業(yè)（理論版），2013（05）.

[2]潘艷琴.論綠色節(jié)能設(shè)計實踐分析[J].建筑知識（學(xué)術(shù)刊），2012（02）.

[3]俞志亨.建筑節(jié)能中暖通空調(diào)的一般技術(shù)措施[J].華東科技（學(xué)術(shù)版），2014（01）.