綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析

李彬

摘要：在國家提出的綠色建筑發(fā)展規(guī)劃中明確要求，取暖設(shè)備的應(yīng)用需要采用高效、節(jié)能、環(huán)保的建筑用能體系，從而體現(xiàn)綠色理念。在對(duì)綠色理念內(nèi)涵展開分析的基礎(chǔ)上，本文對(duì)該理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則展開了分析，從系統(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)、熱源選擇、變頻調(diào)節(jié)、循環(huán)利用和智能調(diào)控等方面提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：綠色理念；建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言：

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為了重要組成部分，關(guān)系到建筑能耗大小。在綠色理念得到廣泛應(yīng)用的背景下，暖通空調(diào)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)，以便在解決建筑保暖問題的同時(shí)，體現(xiàn)建筑的節(jié)能性和環(huán)保性。因此，需要加強(qiáng)綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析，以便采取科學(xué)方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，繼而有效推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。

一、綠色理念的內(nèi)涵分析

所謂的綠色理念，其實(shí)就是以效率、和諧、持續(xù)為目標(biāo)的社會(huì)發(fā)展理念。從理念內(nèi)涵上來看，應(yīng)用綠色理念意味著消除污染和杜絕浪費(fèi)，從而體現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保宗旨。在國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，人們開始注重低碳環(huán)保問題。由于過去未能重視資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)問題，才造成如今資源緊缺和環(huán)境嚴(yán)重污染現(xiàn)象，給人類的生產(chǎn)生活帶來了不良影響。綠色理念的提出，要求人們實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保生產(chǎn)，在環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)上進(jìn)行資源利用和節(jié)約，使人類生產(chǎn)生活與環(huán)境發(fā)展保持協(xié)調(diào)。此外，綠色理念也強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)可循環(huán)資源的利用，在保護(hù)不可再生能源的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的開發(fā)與利用，從而在為社會(huì)發(fā)展提供保障的同時(shí)，使資源具有可再生能力。

二、綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

（一）能源節(jié)約原則

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色理念，要求遵循能源節(jié)約原則，使建筑整體能源消耗得到減少。目前，能源消耗已經(jīng)成為了制約社會(huì)發(fā)展的主要因素之一，也是環(huán)境問題的主要表現(xiàn)形式之一。在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中，需要將能源消耗控制在最小范圍內(nèi)，使建筑綠色環(huán)保性能得到增強(qiáng)。遵循這一原則，需要從能源節(jié)約角度分析空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)問題，盡減少量材料使用、熱源浪費(fèi)，積極尋求有效方法減少能源消耗。

（二）循環(huán)利用原則

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中將產(chǎn)生一定能源消耗，在節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色理念，需要遵循循環(huán)利用原則對(duì)能源消費(fèi)進(jìn)行節(jié)省，即通過重復(fù)使用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中各項(xiàng)材料和能源充分發(fā)揮資源和能源的價(jià)值，減少浪費(fèi)情況的發(fā)生。在系統(tǒng)檢測(cè)和維修的過程中，針對(duì)系統(tǒng)元件和材料還應(yīng)加強(qiáng)保養(yǎng)，確保材料和元件能夠得到反復(fù)使用。針對(duì)系統(tǒng)常用管道部件和設(shè)備等，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)回收利用，通過專業(yè)再生使材料重新煥發(fā)活力，實(shí)現(xiàn)原料與廢料間的良性循環(huán)。在實(shí)踐工作中，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行局部回收和部分回收，確保專業(yè)再生能源消耗較小。

（三）靈活實(shí)用原則

針對(duì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)用綠色理念實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)需要突出體現(xiàn)系統(tǒng)可調(diào)性，因此需要遵循靈活實(shí)用原則開展設(shè)計(jì)工作。在空調(diào)使用方面，應(yīng)當(dāng)結(jié)合季節(jié)變化進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)，根據(jù)氣候特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)能源適當(dāng)節(jié)約，使系統(tǒng)達(dá)到“多用”效果。結(jié)合日常生活需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備性價(jià)比與壽命因素進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)消耗能源價(jià)格、空調(diào)舒適化程度等問題展開探討，追求減少系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)損耗，從而在能源節(jié)約基礎(chǔ)上提供高質(zhì)量服務(wù)，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)在保證環(huán)境效益的同時(shí)，具有一定經(jīng)濟(jì)效益。

（四）環(huán)境保護(hù)原則

應(yīng)用綠色理念，需要遵循環(huán)境保護(hù)原則，減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)期間的垃圾排放量，使資源浪費(fèi)現(xiàn)象得到杜絕。結(jié)合暖通空調(diào)特性可知，系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)不僅關(guān)系到建筑能耗大小，同時(shí)也將給周邊環(huán)境帶來影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行全面考量，加強(qiáng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)涉及的自然要素分析，通過采取全方位環(huán)保措施避免空調(diào)安裝和運(yùn)行給周邊環(huán)境帶來污染，繼而使環(huán)境的潔凈性得到維持。遵循這一原則，才能使暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)體現(xiàn)最根本的環(huán)保性。

三、綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

（一）實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化

實(shí)際進(jìn)行建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，應(yīng)用綠色理念需要做好系統(tǒng)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是滿足人們?nèi)∨枨螅瑢?shí)際上每個(gè)建筑由于地勢(shì)、陽光朝向等因素存在差異，對(duì)溫度的需求也并不相同。結(jié)合不同溫度需求實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，能夠加強(qiáng)空調(diào)基本性能把控，使系統(tǒng)保持良好運(yùn)行狀態(tài)，在延長設(shè)備使用壽命的同時(shí)，減少系統(tǒng)能源損耗。綜合考慮業(yè)主要求和建筑采光情況，在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)階段需要加強(qiáng)能量指標(biāo)的分析，從能量管理角度實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。在財(cái)力選擇上，應(yīng)當(dāng)對(duì)保溫材料進(jìn)行選擇，確保系統(tǒng)能耗得到有效控制[1]。在系統(tǒng)各部分設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到系統(tǒng)穿過圍欄時(shí)產(chǎn)生負(fù)荷較大，會(huì)因冷熱損失產(chǎn)生較大能源消耗，因此應(yīng)當(dāng)完成隔熱保溫性能較優(yōu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇，以便使系統(tǒng)整體能耗得到減少。在供水等方面，同樣應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)負(fù)荷控制，使傳輸系統(tǒng)溫差得到有效控制，增強(qiáng)系統(tǒng)輸送能力。為保證系統(tǒng)節(jié)能性，需要做好節(jié)能設(shè)備合理選擇。根據(jù)能效高低，擇優(yōu)選擇冷源機(jī)。在冷卻塔選擇上，需要結(jié)合電源、系統(tǒng)投資情況等各種因素進(jìn)行風(fēng)冷和水冷方式選擇，但目前二者在能耗上無明顯差異。在實(shí)踐工作中，可以加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，完成系統(tǒng)成本管理ERP模型的建立，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)消耗總成本進(jìn)行模擬分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)多層次管理要素的綜合考量，繼而使系統(tǒng)整體得到顯著優(yōu)化。

（二）做好熱源選擇

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行依靠空調(diào)熱源，在節(jié)能設(shè)計(jì)中還應(yīng)做好熱源選擇，使系統(tǒng)得以持續(xù)運(yùn)行的同時(shí)，體現(xiàn)綠色發(fā)展的理念。就目前來看，空調(diào)熱源主要包含鍋爐房、熱電站和熱泵設(shè)施三類，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行妥善選擇，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化利用。相比較而言，地源熱泵的能耗較少，能夠?qū)崿F(xiàn)污染的全方位控制，使大氣污染物得到明顯減少。采用冷熱泵技術(shù)對(duì)地緣耦合泵機(jī)組進(jìn)行利用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)冬季供熱和夏季供冷。通過機(jī)組進(jìn)行日常熱水的獲取，能夠利用地下水的恒溫穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)與相關(guān)系統(tǒng)的熱交換。在夏季氣溫較高條件下，采用該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)熱量的聚集，并將熱量輸送到地下儲(chǔ)藏，冬季可以利用熱泵實(shí)現(xiàn)這部分熱能的輸出和利用，達(dá)到較好制熱效果[2]。但在北方溫度較低的地區(qū)，仍然需要依賴室內(nèi)空調(diào)進(jìn)行溫度的綜合性調(diào)節(jié)，采用單一熱泵設(shè)施難以滿足供暖需求。而采用暖通空調(diào)耗費(fèi)的熱能比例較高，需要實(shí)現(xiàn)多種熱源相互配合，在采用鍋爐房的同時(shí)，進(jìn)行額外性空調(diào)熱源的增設(shè)，使空調(diào)污染得到有效控制。在系統(tǒng)化處理時(shí)，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)清潔型能源和可再生能源系統(tǒng)的有效應(yīng)用，如利用太陽能實(shí)現(xiàn)空調(diào)水加熱，從而實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，并使太陽輻射的溫差得到減少。從這一角度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，能夠達(dá)到較好環(huán)保節(jié)能效果。

（三）引入變頻技術(shù)

變頻技術(shù)作為最早的綠色化節(jié)能技術(shù)，在系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用可以使系統(tǒng)資源利用率得到提高，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)，使建筑周邊環(huán)境生態(tài)的平衡得到維護(hù)。引入該技術(shù)，能夠根據(jù)建筑室內(nèi)環(huán)境變化進(jìn)行空調(diào)熱能輸出調(diào)整。根據(jù)建筑室內(nèi)外環(huán)境變化，采用變頻技術(shù)能夠通過相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)組實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)能量輸出控制。實(shí)際上，變頻系統(tǒng)周邊設(shè)備均具有能量輸出自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，如冷水調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)水泵等均能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)，可以靈活進(jìn)行啟停操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化控制。比如在太陽光照較強(qiáng)時(shí)，采用變頻冷水調(diào)節(jié)機(jī)組能夠增大熱量輸出。在人員數(shù)量增加的情況下，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)能夠?qū)δ芰枯敵鲞M(jìn)行增加。實(shí)際采用該技術(shù)，能夠結(jié)合建筑室外溫度對(duì)能耗設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，加強(qiáng)能源充分利用。同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各種能耗的單獨(dú)控制，確保人們的需求得到滿足。從節(jié)能效果上來看，應(yīng)用該技術(shù)能夠使系統(tǒng)35%-40%的能源消耗得到減少，并且能夠?yàn)橛脩籼峁┹^高服務(wù)體驗(yàn)舒適度[3]。現(xiàn)階段，主要推行VRN變頻空調(diào)系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)容量靈活調(diào)節(jié)，使室溫波動(dòng)得到有效控制，同時(shí)具有便于安裝和操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，后期運(yùn)行維護(hù)成本較小，能夠?qū)崿F(xiàn)資源節(jié)約。

（四）余熱循環(huán)利用

針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)余熱循環(huán)利用同樣能夠使系統(tǒng)能耗得到減少?，F(xiàn)階段，國內(nèi)主要采用排風(fēng)余熱回收技術(shù)和冷凝熱技術(shù)，能夠借助熱回收裝置實(shí)現(xiàn)排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)熱交換，達(dá)到實(shí)現(xiàn)余熱循環(huán)利用的目標(biāo)。在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中，余熱循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用能夠較好為系統(tǒng)服務(wù)，使供暖裝置的熱量使用率得到提高。采用該技術(shù)通過多個(gè)回路將熱量分開，能夠?qū)崿F(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生余熱的合理利用，繼而使系統(tǒng)能源得到最大化利用，達(dá)到有效減少系統(tǒng)能源損耗的目標(biāo)。在技術(shù)實(shí)施階段，需要加強(qiáng)建筑熱工性能分析，明確人們居住環(huán)境中適宜溫度，加強(qiáng)系統(tǒng)熱能損耗控制的指導(dǎo)分析。因?yàn)榕照{(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的在于為人們提供舒適生活環(huán)境，因此在系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程中需要對(duì)人的感受進(jìn)行考慮。例如，針對(duì)地板進(jìn)行熱工性能分析，從而加強(qiáng)地板熱量輻射管理，需要結(jié)合建筑采暖設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行地板適宜溫度的計(jì)算。如表1所示，根據(jù)建筑住宅地板適宜溫度情況，可以實(shí)現(xiàn)排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)熱交換量的有效控制，避免建筑熱工性能受到影響。

（五）加強(qiáng)智能調(diào)控

針對(duì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)，遵循熱能全面利用的宗旨實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，需要加強(qiáng)智能化手段的運(yùn)用，使空調(diào)運(yùn)行始終保持較高效率，達(dá)到提高系統(tǒng)能效的目標(biāo)。在實(shí)踐工作中，需要加強(qiáng)空調(diào)系統(tǒng)智能調(diào)控，在運(yùn)用上述節(jié)能控制措施的基礎(chǔ)上，采用微機(jī)控制方式進(jìn)行各種能量輸送裝置的操控，使系統(tǒng)保持較好節(jié)能實(shí)效性。例如在系統(tǒng)水量波動(dòng)值較大的情況下，可以采用水力平衡裝置進(jìn)行系統(tǒng)水力平衡的保證，利用微機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)水利平衡閥進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，使系統(tǒng)保持良好運(yùn)行狀態(tài)[4]。應(yīng)用綠色理念，需要將系統(tǒng)當(dāng)成是能效控制基礎(chǔ)，結(jié)合系統(tǒng)使用性能、建筑氣候條件等各種因素進(jìn)行系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)的分析，使空調(diào)系統(tǒng)能效得到智能化調(diào)控。采用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，也能實(shí)現(xiàn)空氣溫濕度等指標(biāo)的制定調(diào)節(jié)與控制，使室內(nèi)居住舒適度得到保證。

結(jié)論：

在物質(zhì)生活水平不斷提高的背景下，人們開始注重環(huán)保問題，使得綠色理念在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用。在實(shí)際進(jìn)行暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)用綠色理念應(yīng)當(dāng)遵循能源節(jié)約、循環(huán)利用、靈活實(shí)用和環(huán)境保護(hù)的原則，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體優(yōu)化，做好系統(tǒng)熱源選擇，并通過引入變頻技術(shù)和實(shí)現(xiàn)余熱循環(huán)利用加強(qiáng)能源節(jié)約設(shè)計(jì)，通過加強(qiáng)系統(tǒng)智能調(diào)控減少系統(tǒng)能源消耗，繼而在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)資源最大化利用。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司）