暖通設(shè)計(jì)中綠色節(jié)能技術(shù)的重要性

魏慧榮

（成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院資源勘查與土木工程系，四川 樂山 614000）

在社會(huì)不斷進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，人們對(duì)于生活質(zhì)量的追求逐漸提升，能源危機(jī)卻日益突顯。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的制定與實(shí)施，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境與能源之間的平衡得到人們廣泛的關(guān)注。尤其是在建筑行業(yè)發(fā)展的今天，在追求更多利益的同時(shí)，人們需要更多地考慮如何減少對(duì)能源的消耗和浪費(fèi)。因此，綠色設(shè)計(jì)理念逐漸走進(jìn)了人們的視野。

1 暖通工程的設(shè)計(jì)

“暖通”是建筑設(shè)備工種中的一個(gè)分類名稱，它包括采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三個(gè)方面。暖通設(shè)計(jì)一般分為三個(gè)階段，即方案階段、初步設(shè)計(jì)階段和施工圖階段。

方案階段，一般以建筑為主，暖通專業(yè)此時(shí)需要做的工作較少，只是進(jìn)行簡單的布置，并說明專業(yè)設(shè)計(jì)要求，都是概要性的內(nèi)容。

在初步設(shè)計(jì)階段，暖通設(shè)計(jì)不僅要以文本的形式進(jìn)行說明，還需要制作圖紙，以便他人初步了解要做的項(xiàng)目。鑒于我國南北方的自然條件不同，相應(yīng)的暖通設(shè)計(jì)也定然不一樣。對(duì)于地處北方的建筑設(shè)計(jì)，首先要了解的就是供暖方式，根據(jù)實(shí)地供暖范圍情況和發(fā)包方要求，優(yōu)先選擇集中供暖還是局部供暖。不同的供暖方式對(duì)應(yīng)有不同的暖通設(shè)計(jì)。

施工圖階段主要需要提供全套施工圖紙。施工圖紙是工程項(xiàng)目的根本，是進(jìn)行工程施工、編制施工圖預(yù)算和施工組織設(shè)計(jì)的依據(jù)，在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改后，可以指導(dǎo)施工人員的工作。一般來說，在沒有大的設(shè)計(jì)變更的情況下，基本按照初步設(shè)計(jì)時(shí)形成的思路進(jìn)行深化設(shè)計(jì)；如果情況出現(xiàn)變化，比如建筑方案做出大的調(diào)整，實(shí)際情況和初步設(shè)計(jì)時(shí)不一樣，發(fā)包方要求有新的變化，那么整個(gè)暖通設(shè)計(jì)就需要重新考慮[1]。

2 運(yùn)用綠色技術(shù)的意義

2.1 綠色技術(shù)

所謂“綠色技術(shù)”，簡單地說，就是指人們能充分節(jié)約地利用自然資源，而且在生產(chǎn)和使用時(shí)對(duì)環(huán)境無害的一種技術(shù)。這一概念的產(chǎn)生源自人們對(duì)現(xiàn)代技術(shù)破壞生態(tài)環(huán)境，威脅人類生存的狀況的反思，可以認(rèn)為是生態(tài)哲學(xué)、生態(tài)文化乃至生態(tài)文明產(chǎn)生的標(biāo)志之一。綠色技術(shù)在環(huán)境保護(hù)方面可以發(fā)揮重要作用，隨著全球環(huán)保事業(yè)的全面興起而逐漸發(fā)展。

綠色技術(shù)的根本指導(dǎo)理念是環(huán)保、綠色、節(jié)能、高效以及生態(tài)，將各種新進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)各種資源的優(yōu)化配置、可持續(xù)利用。綠色技術(shù)對(duì)于創(chuàng)造綠色、節(jié)能、生態(tài)以及和諧的社會(huì)具有重大意義。除了滿足人類生活、生產(chǎn)所需之外，綠色節(jié)能技術(shù)還創(chuàng)造了明顯的生態(tài)效益。隨著各類能源的消耗和需求的增加，節(jié)能減排成為人們面臨的重大挑戰(zhàn)。所以，將資源浪費(fèi)有效降低，促進(jìn)能源合理使用，是全人類首要解決的任務(wù)[2]。

遠(yuǎn)古時(shí)期，人類就開始研究暖通，相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步。例如，西安半坡遺址發(fā)現(xiàn)灶炕，古建筑布局利用了穿堂風(fēng)；秦漢時(shí)期以天然冰做冷源對(duì)房間進(jìn)行冷卻，建造“空調(diào)房間”；現(xiàn)階段，人們可以精確控制室內(nèi)環(huán)境的溫度、濕度、潔凈度和空氣流動(dòng)速度[3]。當(dāng)然，隨著人類手段的不斷進(jìn)步，暖通設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的問題也不斷變化。當(dāng)前，多數(shù)建筑使用暖氣、空調(diào)等措施進(jìn)行保暖，卻消耗大量能源，危害較大，這就要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)用綠色技術(shù)。

2.2 新能源的利用

新能源又稱非常規(guī)能源，指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式?，F(xiàn)階段，建筑物暖通工程設(shè)計(jì)中，人們經(jīng)常使用的新能源包括太陽能、地?zé)帷?/p>

2.2.1 太陽能

太陽能是一種可再生的清潔能源，通常用于集熱、控溫、發(fā)電等，如太陽能熱水器。太陽能路燈和太陽能汽車等。人們可以利用太陽能監(jiān)控暖通系統(tǒng)內(nèi)部的循環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)季節(jié)變化，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，達(dá)到身體舒適的效果[4]。

建筑工程可以使用太陽能來驅(qū)動(dòng)暖通空調(diào)，從而有效降低能耗。在暖通空調(diào)中，太陽能主要用于熱水系統(tǒng)、空氣供暖系統(tǒng)、太陽能制冷和太陽能通風(fēng)煙囪。

2.2.2 地?zé)崮茉?/p>

在建筑工程普遍使用地?zé)崮茉吹慕裉?，地?zé)崮茉礊榇蟊娝熘Ｈ藗兺ㄟ^輸入電能來控制其溫度。將地?zé)崮苤苯佑糜诓膳?、供熱和供熱水，這是僅次于地?zé)岚l(fā)電的地?zé)崂梅绞?，有效地減少了能源消耗，受到人們的追捧[5]。

3 暖通節(jié)能設(shè)計(jì)存在的問題分析

3.1 對(duì)暖通節(jié)能技術(shù)缺乏認(rèn)識(shí)

在暖通設(shè)計(jì)中，人們對(duì)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用缺乏正確認(rèn)識(shí)。雖然現(xiàn)在節(jié)能減排口號(hào)喊得十分響亮，但是民眾依舊普遍不了解節(jié)能環(huán)保技術(shù)，難以意識(shí)到節(jié)能技術(shù)對(duì)于生活質(zhì)量提高的意義。人們更傾向于使用傳統(tǒng)的供暖設(shè)備，其能源消耗較大，同時(shí)容易污染環(huán)境。所以，暖通設(shè)計(jì)應(yīng)用綠色節(jié)能技術(shù)的首要條件就是提高民眾意識(shí)[6]。

3.2 設(shè)計(jì)的不合理

暖通設(shè)計(jì)的實(shí)施，主要需要人們?cè)谑┕ぶ羞M(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，保障暖通設(shè)計(jì)技術(shù)和理念的有效落實(shí)。但是，在建造過程中，施工疏漏、質(zhì)量摻假和管理疏忽都使得節(jié)能技術(shù)難以落實(shí)。所以，要加強(qiáng)施工的規(guī)范性、合理性和安全性，促進(jìn)綠色節(jié)能技術(shù)的廣泛推廣。

3.3 設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)有待提高

當(dāng)前，部分設(shè)計(jì)人員自身不了解暖通設(shè)計(jì)，就盲目知道施工工作，造成暖通設(shè)計(jì)技術(shù)使用的不合理。設(shè)計(jì)人員無法充分考慮項(xiàng)目所需技術(shù)，不了解實(shí)際情況，對(duì)建筑周邊環(huán)境等缺乏全面考慮。因此，在推廣暖通節(jié)能技術(shù)時(shí)，設(shè)計(jì)本身也不可忽視[7]。

4 綠色節(jié)能技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 暖通設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本設(shè)計(jì)原則

暖通設(shè)計(jì)應(yīng)用綠色理念及節(jié)能技術(shù)時(shí)，需要遵循基本設(shè)計(jì)原則。

4.1.1 合理控制通風(fēng)量

對(duì)室內(nèi)氣流進(jìn)行科學(xué)組織，確保室內(nèi)的空氣品質(zhì)，降低浮塵含量、減少異味，避免滋生細(xì)菌。比如，人們可以配置太陽能通風(fēng)煙囪，當(dāng)室內(nèi)外空氣的濕度和溫度相差較大時(shí)，通過太陽能煙囪對(duì)房間進(jìn)行排風(fēng)，控制室內(nèi)的通風(fēng)量，達(dá)到想要的效果。

4.1.2 保證室內(nèi)的熱舒適度

室內(nèi)熱舒適度受到風(fēng)速、溫濕度以及輻射溫度等因素的影響，因此，人們要全面、綜合地對(duì)所有影響因素進(jìn)行分析，并在暖通設(shè)計(jì)中進(jìn)行巧妙、合理的組合，以滿足居民的實(shí)際居住要求，確保室內(nèi)熱舒適度[8]。

4.1.3 集中供暖

對(duì)于居民建筑、寫字樓等人口密集度較高的建筑來說，集中供暖是一種最有效的降耗措施，可以滿足集體需求和個(gè)體需求。

4.2 可再生能源

與常規(guī)能源相比，綠色能源不僅價(jià)格較低，而且環(huán)保性能也比較高，因此建筑設(shè)計(jì)應(yīng)合理選擇可再生能源。低消耗、低能耗是綠色建筑技術(shù)的主要目標(biāo)，只有合理、有效地利用可再生能源，才能降低常規(guī)資源消耗。暖通設(shè)計(jì)需要應(yīng)用可再生能源，這樣能夠有效維持暖通系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行。我國資源豐富，但是人均占有量普遍較低，所以人們要充分利用可再生能源。

4.3 風(fēng)系統(tǒng)的合理利用

自然風(fēng)是調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和空氣質(zhì)量的首選。由于人們的耐熱性和耐冷性不同，生活中，空調(diào)病屢見不鮮。自然風(fēng)可以有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，對(duì)人體損害最小。為了使自然風(fēng)能充分進(jìn)入室內(nèi)，人們?cè)谠O(shè)計(jì)伊始就要考慮全面。

暖通設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者要考慮使用自然風(fēng)使建筑物實(shí)現(xiàn)內(nèi)部換氣，從而有效節(jié)約資源，達(dá)到高效環(huán)保的目的。比如，臥室窗戶朝向要設(shè)計(jì)合理，要考慮平剖面等細(xì)節(jié)，從而降低氣流阻力，使自然風(fēng)充分進(jìn)入室內(nèi)。

4.4 利用太陽能

作為一種理想的可再生能源、清潔型能源，太陽能最適合應(yīng)用于綠色環(huán)保技術(shù)中。在暖通設(shè)計(jì)中，人們可以利用太陽能光電技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)來實(shí)現(xiàn)太陽能向電能、熱能的轉(zhuǎn)換，并結(jié)合地?zé)徇M(jìn)行采暖，使室溫可以在不同季節(jié)實(shí)現(xiàn)良好調(diào)節(jié)。現(xiàn)階段，太陽能廣泛應(yīng)用于民用建筑的熱水供水系統(tǒng)中，但是采暖方面應(yīng)用較少。

4.5 合理選擇節(jié)能設(shè)備

在暖通設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要合理選擇節(jié)能設(shè)備，保證暖通系統(tǒng)高效工作。

4.5.1 冷源機(jī)與制冷劑的選擇

冷源機(jī)比吸收式制冷劑的能效低，所以當(dāng)供電充足時(shí)，電力制冷劑是最好的選擇。當(dāng)然，人們要綜合分析其用途來進(jìn)行科學(xué)選擇。

4.5.2 冷卻塔的選擇

當(dāng)采用循環(huán)供水系統(tǒng)時(shí)，暖通設(shè)計(jì)一般以冷卻塔作為冷卻裝置，其被稱為冷卻塔循環(huán)供水系統(tǒng)。冷卻塔根據(jù)其通風(fēng)方式，可分為自然通風(fēng)冷卻塔和機(jī)力通風(fēng)冷卻塔兩種。在日常運(yùn)行中，冷卻塔主要分為風(fēng)冷方式和水冷方式。兩者的能耗沒有明顯差異，各有優(yōu)勢(shì)。人們要合理選擇節(jié)能設(shè)備，提高節(jié)能設(shè)備的使用率，減少污染。

4.5.3 變頻器的選擇

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變頻器的使用越來越廣泛，工業(yè)設(shè)備和家用電器上都可以看到其身影，節(jié)能效果顯著。其主要應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、反應(yīng)釜攪拌、粉狀體送料傳輸驅(qū)動(dòng)和工業(yè)鍋爐等。由于變頻技術(shù)的應(yīng)用，隨著外界環(huán)境的變化，暖通設(shè)備系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，降低運(yùn)行功率，達(dá)到理想的節(jié)能減排效果。

4.6 暖通設(shè)備的不足

現(xiàn)階段，暖通設(shè)備的普及程度不高，主要原因是開發(fā)商混淆了增量成本和總成本的概念，以為綠色建筑會(huì)大幅增加建造成本。比如，使用地源熱泵進(jìn)行供暖，開發(fā)商往往直接計(jì)算地源熱泵的成本，認(rèn)為這樣會(huì)增加建筑成本，而沒有減去采用常規(guī)采暖技術(shù)的成本，從而引發(fā)誤解。

另外，暖通設(shè)備的噪音目前還無法完全消除，所以對(duì)日常生活多少有影響，導(dǎo)致暖通設(shè)備難以被普遍使用。因此，加大暖通設(shè)備的研究力度，綜合運(yùn)用新能源，是未來暖通設(shè)計(jì)關(guān)注的重要課題。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量逐漸提高，同時(shí)人們對(duì)生活環(huán)境的要求也越來越高。在追求更多利益的同時(shí)，開發(fā)商要采取有效措施減少建筑能源消耗，尤其要關(guān)注暖通工程。開發(fā)商必須考慮暖通設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性，積極使用綠色節(jié)能技術(shù)，達(dá)到降低能源消耗的目的。