探索建筑暖通工程的節(jié)能措施

周 茜

浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州 310030

綠色、低碳是一個(gè)內(nèi)涵與外延非常豐富的范疇，所謂“綠色建筑”是代表一種概念或象征，指建筑對(duì)環(huán)境無(wú)害，能充分利用環(huán)境自然資源，又稱為可持續(xù)發(fā)展建筑、生態(tài)建筑、回歸大自然建筑、節(jié)能環(huán)保建筑等。

建筑是一個(gè)多專業(yè)協(xié)同運(yùn)行組成的系統(tǒng)工程，綠色低碳需要每個(gè)專業(yè)發(fā)揮作用，采用可靠措施，以期達(dá)到綜合節(jié)能目的。暖通空調(diào)在這個(gè)系統(tǒng)中有著重要的、不可替代的作用。

暖通設(shè)計(jì)的職責(zé)就是有效改善建筑的使用性能，提高舒適度。針對(duì)建筑暖通設(shè)計(jì)中綠色技術(shù)的運(yùn)用，如何有效降低能耗，是綠色建筑背景下，設(shè)計(jì)人員必須考慮的。分析國(guó)內(nèi)建筑工程暖通設(shè)計(jì)的實(shí)際，探索設(shè)計(jì)階段的有關(guān)節(jié)能措施和技術(shù)要點(diǎn)，以期對(duì)綠色建筑的實(shí)現(xiàn)與普及提供一定的參考。

1 暖通工程的主要構(gòu)成與特點(diǎn)

1.1 暖通設(shè)備系統(tǒng)的主要內(nèi)容

暖通空調(diào)是現(xiàn)代建筑中不可缺少的組成部分，由采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)三個(gè)功能構(gòu)成。暖通空調(diào)主要指的是集采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)裝置和相關(guān)系統(tǒng)為一體的綜合性空調(diào)設(shè)備。這種設(shè)備在應(yīng)用的過(guò)程中涉及范圍非常廣泛，其包含物理學(xué)、流體力學(xué)、機(jī)械學(xué)、熱力學(xué)等多個(gè)不同的工作領(lǐng)域，因此，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工作，也是多個(gè)不同的工作體系和環(huán)節(jié)[1]。

1.2 暖通設(shè)備系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

暖通空調(diào)設(shè)備系統(tǒng)的目的是為建筑物提供良好的供暖或者制冷服務(wù)。主要特點(diǎn)是按需服務(wù)，既有溫度要求，又有舒適度要求，又要隨季節(jié)變換不斷調(diào)節(jié)。這個(gè)特點(diǎn)決定了暖通的復(fù)雜性，也提出了靈活可變性的要求。

暖通設(shè)備的另一個(gè)特點(diǎn)是系統(tǒng)運(yùn)行耗能占比較大，但季節(jié)差異也大。這一特點(diǎn)決定了在城市能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中峰谷情況突出，對(duì)用電需求變化明顯。

2 國(guó)內(nèi)建筑工程中暖通節(jié)能設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2.1 重視程度不夠

建筑工程設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中普遍存在對(duì)暖通工程的不夠重視情況。一方面由于我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展慣性，普遍存在重安全與功能，輕體驗(yàn)與舒適的現(xiàn)象；另一方面是暖通工程在整個(gè)工程投資中的比例一般不大，大量的住宅項(xiàng)目甚至忽略了暖通專業(yè)，設(shè)備均由用戶自行安裝。國(guó)內(nèi)建筑的空調(diào)能耗普遍過(guò)大，不僅沒(méi)能為人們提供舒適的環(huán)境，還造成了過(guò)高的能耗及資金浪費(fèi)。

另外，傳統(tǒng)觀念也造成了對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的輕視。很多居民寧肯忍受酷熱或寒冷，也輕易不啟動(dòng)空調(diào)采暖，對(duì)于節(jié)能降耗是積極的，但對(duì)于暖通設(shè)備的利用效率和實(shí)用價(jià)值的發(fā)揮卻產(chǎn)生了消極影響。

2.2 關(guān)注技術(shù)輕視管理

隨著我國(guó)綠色建筑的發(fā)展，各類綠色技術(shù)此起彼伏。涉及暖通空調(diào)專業(yè)的綠色技術(shù)就包括了地源熱泵、太陽(yáng)能、冰蓄冷系統(tǒng)、溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)、熱回收系統(tǒng)、輻射冷吊頂系統(tǒng)、空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，從業(yè)主到設(shè)計(jì)人員普遍關(guān)注這些綠色技術(shù)的運(yùn)用而放松后期運(yùn)行的管理。實(shí)踐證明，綠色技術(shù)本身就存在主動(dòng)技術(shù)與被動(dòng)技術(shù)，同時(shí)還存在適用范圍與后期管理。建筑項(xiàng)目竣工后，各類綠色技術(shù)都需要一套科學(xué)的運(yùn)行管理機(jī)制，管理不到位，既浪費(fèi)了工程費(fèi)用，也造成設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行效率的降低。

2.3 工程設(shè)計(jì)人員能力有限

現(xiàn)代建筑技術(shù)的發(fā)展是全面的技術(shù)發(fā)展，暖通空調(diào)工程的系統(tǒng)性、科學(xué)性決定了暖通空調(diào)技術(shù)已經(jīng)成為技術(shù)提升與科技發(fā)展的高地，前文提到的相關(guān)綠色技術(shù)就是其中的一部分。要全面、科學(xué)的掌握最新專業(yè)技術(shù)，并合理運(yùn)用到實(shí)際工程項(xiàng)目中，對(duì)于暖通工程設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。當(dāng)前介紹各類新技術(shù)的文章雖然很多，但是缺乏系統(tǒng)與科學(xué)的繼續(xù)教育與學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)人員一般均缺乏對(duì)新技術(shù)的全面了解，合理選用適用技術(shù)就顯得能力不足。

暖通設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中屬于輔助配套專業(yè)，項(xiàng)目中許多全局性、系統(tǒng)性方案一般由建設(shè)單位、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人確定，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（建筑師）一般缺乏暖通專業(yè)的必要知識(shí)，方案設(shè)計(jì)中缺乏暖通專業(yè)的考慮，對(duì)后續(xù)暖通專業(yè)設(shè)計(jì)考慮不足也造成了一定的被動(dòng)。

3 建筑暖通工程節(jié)能措施

3.1 提高暖通設(shè)計(jì)水平與強(qiáng)化暖通設(shè)計(jì)重要性

要改變當(dāng)前綠色建筑設(shè)計(jì)中暖通專業(yè)存在的問(wèn)題，需要從根本上提高暖通設(shè)計(jì)的水平，強(qiáng)化暖通設(shè)計(jì)對(duì)于綠色建筑節(jié)能的重要作用。首先，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)節(jié)能推廣使用，對(duì)環(huán)境保護(hù)工作來(lái)說(shuō)是具有推動(dòng)作用的。其次，如果說(shuō)只講經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不要環(huán)境保護(hù)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展就難以持續(xù)，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)如果只講求經(jīng)濟(jì)效益而忽略了節(jié)能環(huán)保，難以真正的推動(dòng)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型也起到了阻礙作用[2]。

設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要認(rèn)識(shí)到建筑能否在使用過(guò)程中發(fā)揮良好性能，為人們提供健康舒適的環(huán)境。

3.2 加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能是建筑物暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)與前提。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，暖通專業(yè)應(yīng)該對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能予以足夠的關(guān)注，并對(duì)建筑專業(yè)提出要求與建議。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)在整個(gè)系統(tǒng)中占有很大比例，而圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能決定了空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的大小，對(duì)于屋頂天窗、大面積玻璃幕墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)需要特別的給予重視，并采取針對(duì)性的防護(hù)措施，建筑外遮陽(yáng)、屋頂天窗隔熱遮陽(yáng)簾等都是有效措施。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能計(jì)算是建筑專業(yè)的范疇，暖通設(shè)計(jì)人員被動(dòng)的接受建筑師提供的數(shù)據(jù)。在綠色節(jié)能時(shí)代，暖通設(shè)計(jì)人員需要積極的提出要求與建議，使得建筑設(shè)計(jì)綜合效果最佳。

3.3 冷熱資源的回收利用

暖通空調(diào)專業(yè)重要的設(shè)計(jì)原則是循環(huán)原則。在綠色建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將其設(shè)計(jì)成可循環(huán)和再利用的體系，可對(duì)排泄掉的能源和材料進(jìn)行收集和利用，這種做法不僅可以減少能源的消耗，節(jié)約資源，同時(shí)也能降低綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的成本，降低經(jīng)濟(jì)上的壓力[3]。在空調(diào)系統(tǒng)中采用新風(fēng)處理器，在采暖系統(tǒng)中采用高效鍋爐，提高冷熱資源的回收利用。回收利用裝置要綜合考慮工程實(shí)際情況與當(dāng)?shù)貧夂驐l件，以達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)效果。

3.4 利用變頻技術(shù)

變頻技術(shù)的運(yùn)用（主要包括冷凍系統(tǒng)壓縮機(jī)電機(jī)的變頻和水系統(tǒng)水泵變頻、全空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)變頻）；變頻調(diào)速器也稱變頻器，使用變頻器可以達(dá)到的節(jié)能效果主要是節(jié)省水泵與風(fēng)機(jī)的輸配電耗，節(jié)省鍋爐與制冷機(jī)的熱負(fù)荷。變頻技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)中具有很大的節(jié)能效果，并且隨著智能控制系統(tǒng)的成熟，會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)節(jié)能降耗。

變頻技術(shù)在既有建筑改造中也可以發(fā)揮積極作用。公建中的中央空調(diào)耗能量巨大，一般占到電費(fèi)的60%左右。老建筑空調(diào)改造應(yīng)該首選采用變頻調(diào)速技術(shù)控制循環(huán)泵，節(jié)省電費(fèi)，降低能耗。

3.5 實(shí)現(xiàn)全面控制與科學(xué)管理

暖通空調(diào)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀在整個(gè)人類發(fā)展的過(guò)程中，歷經(jīng)石器時(shí)代、鐵器時(shí)代到今天的計(jì)算機(jī)時(shí)代，見證著眾多設(shè)備與技術(shù)日益改革與創(chuàng)新的歷程?？刂葡到y(tǒng)的核心是實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)控制，該系統(tǒng)是一個(gè)綜合性結(jié)構(gòu)，主要由溫度調(diào)節(jié)器、凈化控制裝置、溫度以及壓力裝置等方面的協(xié)調(diào)組成。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高效、科學(xué)控制與管理就成為關(guān)鍵。系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行均應(yīng)由專業(yè)人員承擔(dān)，目前的管理現(xiàn)狀需要科學(xué)改造與提升，使其進(jìn)一步適應(yīng)當(dāng)前科技發(fā)展的需要，以最大程度的提高與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效能。

4 暖通工程節(jié)能展望

隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來(lái)越大，在發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)到40%，而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占到建筑能耗的50%，且有逐年上升趨勢(shì)。綠色建筑與生態(tài)城市的發(fā)展，需要進(jìn)一步提高建筑的節(jié)能降耗減排，暖通工程中節(jié)能技術(shù)與措施也面臨著前所未有的壓力。筆者主要從暖通空調(diào)專業(yè)角度，結(jié)合多年設(shè)計(jì)與質(zhì)量技術(shù)管理的體會(huì)，提出有關(guān)暖通工程節(jié)能的一些措施及想法，希望能夠?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。

暖通工程既是耗能者，也是人們的高品質(zhì)生活的支撐者，這對(duì)矛盾將始終伴隨著暖通從業(yè)者，合理分析與比較，才能讓設(shè)計(jì)更合理。