暖通設計中的綠色節(jié)能技術及其應用分析

姜小龍

（大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同 037000）

0 引言

近些年來，我國科研水平持續(xù)提升，建筑暖通空調系統(tǒng)的設計也隨之不斷精進，旨在提升居民的生活質量，改善百姓的生活條件。基于全新的時代背景，綠色理念與節(jié)能技術逐漸成為暖通空調系統(tǒng)設計的主流趨勢，也是建設綠色建筑領域的關鍵所在。在暖通設計中，綠色節(jié)能技術的應用可有效降低對能源供應的巨大壓力，如此一來，逐漸被廣泛運用到建筑行業(yè)，推動可持續(xù)發(fā)展。

1 在暖通設計中應用綠色節(jié)能技術的重要意義

自我國實施改革開放以來，大量先進的施工理念及其工藝不斷流入國內，推動著建筑工程暖通設計的創(chuàng)新發(fā)展，尤其是暖通設計的綠色節(jié)能等方面。計劃經(jīng)濟時代，多數(shù)建筑工程的暖通空調系統(tǒng)均為老式設計，但在市場經(jīng)濟體制到來之后，傳統(tǒng)的暖通設計無法達到現(xiàn)代化標準，從而無法滿足人們對于暖通空調系統(tǒng)的實際需求，因此應當努力革新傳統(tǒng)的建筑暖通設計，提升人們生活質量。

近些年來，我國的經(jīng)濟水平迅猛增長，為建筑行業(yè)整體的創(chuàng)新發(fā)展提供了堅實有力的物質基礎，與此同時支撐國內可持續(xù)發(fā)展的能源消耗需求量不斷增加，產(chǎn)生的能耗不斷擴大。在發(fā)展經(jīng)濟的同時卻要破壞生態(tài)，這是傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展一大弊端，為了改變這一現(xiàn)狀，必須創(chuàng)新建筑暖通設計思路，在其中加入綠色節(jié)能理念，滿足居住者實際需求的同時，也達到現(xiàn)代化綠色發(fā)展的節(jié)能標準[1]。

2 暖通空調系統(tǒng)設計創(chuàng)新發(fā)展中的常見問題

2.1 供暖問題

對于工程設計而言，暖通空調系統(tǒng)的設計是重要組成部分，因此應當時刻關注供暖設計的創(chuàng)新發(fā)展。前文提到，傳統(tǒng)的暖通設計無法滿足現(xiàn)代化發(fā)展的實際需求，故而需要及時革新暖通設計理念，建立綠色節(jié)能設計理念以及節(jié)能設計模式，以此滿足現(xiàn)代化城市與智慧城市的建設標準。從建筑工程的整體角度分析，供暖設計起到至關重要的作用，因此施工單位應給予高度重視。

舉例來說，在建筑施工設計的過程中，鄰室房間和樓梯間的散熱器并未單獨立管，因此無法保障其氣密性，從而給建筑整體的供暖系統(tǒng)帶來負面影響，致使鄰室的供暖效果大打折扣。由此可見，在設計高層建筑工程暖通系統(tǒng)時，設計師應關注室外管理布置的合理性，其次就是室內供暖系統(tǒng)的適用性與功能性，以上均為整體暖通空調系統(tǒng)設計的重中之重，務必予以充分關注。

2.2 能源管理需求問題

絕大部分工作人員在設計暖通空調系統(tǒng)的過程中，缺乏“調整優(yōu)化”意識，故而無法滿足相關設計要求與標準，導致多數(shù)建筑工程的暖通設計沒有相對嚴格的操作約束與行為限制，無法保障整體暖通設計的效率與質量。在實際的暖通設計中，只有建立嚴謹且嚴格的暖通系統(tǒng)調試機制，才能確保運營管理不會受到設計本身的影響，從而提升暖通系統(tǒng)設計的節(jié)能性，達到綠色節(jié)能設計的要求與標準。

眾所周知，我國社會經(jīng)濟的發(fā)展建立在日益增長的能源消耗量的基礎上，因此國內可持續(xù)發(fā)展對能源本身的需求量不斷增長，為了滿足可持續(xù)發(fā)展需求，目前最快的方法就是擴張能源挖掘范圍，導致城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)遭到較為嚴重的破壞。實際上，除了加快對既有能源的挖掘之外，還能研發(fā)新能源，例如太陽能、風能、潮汐能等，但是新能源的研發(fā)周期過長，無法滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展要求。

2.3 公共認識問題

近些年來，我國建筑領域實現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展，尤其是建筑設計整體中的暖通系統(tǒng)設計。自改革開放以來，大量先進的設計理念涌入國內，給暖通設計帶來了積極影響，提高了建筑暖通設計的節(jié)能性，滿足了現(xiàn)代化建筑標準。雖然先進的綠色設計理念和節(jié)能設計概念為建筑暖通設計的創(chuàng)新發(fā)展提供了強有力的理論依據(jù)，但是在創(chuàng)新發(fā)展的過程中仍然存在公共認識問題有待解決，因此應重視公共認識問題。

據(jù)相關調查表明，當前多數(shù)工作人員以及社會公眾并未對綠色節(jié)能技術建立正確認識，因此無法在設計的暖通設計過程中充分發(fā)揮出綠色節(jié)能設計理念的積極效用，這就是所謂的“公共認識問題”。公共認識是設計人員與社會公眾認識的統(tǒng)稱，只有先對綠色節(jié)能設計的重要意義建立正確認知，才能充分發(fā)揮出綠色節(jié)能設計的積極效用[2]。

3 暖通設計中綠色節(jié)能技術的應用途徑

3.1 變頻節(jié)能技術

基于持續(xù)提升的科研水準，加之國內對建筑暖通設計的不斷重視，對暖通綠色節(jié)能設計的研究愈發(fā)深入。近些年來，對建筑暖通設計的研究與管理逐漸轉向精細化，目前正停留在“變頻節(jié)能”階段。所謂的變頻節(jié)能技術主要是指在建筑結構中空調負荷需求發(fā)生變化時，運用變頻技術對冷水機組等設備進行調整，從而達到有效降低能源消耗的最終目的，可以說變頻節(jié)能是暖通設計創(chuàng)新發(fā)展的關鍵所在。

在實際的運用過程中，變頻節(jié)能的效率為30%，較之其他節(jié)能設計技術的效率高出很多，因此適用性較強，且適用范圍相對廣泛。當設計師進行暖通設計的過程中，必須注意以下三點：①冷凍水泵是用于冷凍水的循環(huán)系統(tǒng)；②水泵的容量成為最高溫度；③設計系統(tǒng)處于固定的最大流量狀態(tài)，余量約為10%。此外，設計時還應考慮到季節(jié)變化因素，在多數(shù)情況下，變頻技術均可實現(xiàn)節(jié)能目標。

3.2 綠色環(huán)保材料

對于建筑工程而言，建筑材料是重要組成部分，為了積極響應國家對綠色發(fā)展的號召，必須創(chuàng)新當前所使用的建筑材料，從性質與思想上做出轉變，例如建筑材料的選擇與購置等方面。結合當前社會發(fā)展節(jié)奏以及建筑材料市場的發(fā)展趨勢分析，綠色環(huán)保材料必將成為未來建材市場的主流產(chǎn)品，同時成為建筑暖通設計中的重要結構。較之傳統(tǒng)建材，綠色環(huán)保材料對人們的身體不會造成危害。

在實際的暖通空調系統(tǒng)設計過程中，如何利用綠色環(huán)保材料成為設計者們共同關注的熱議話題，只有合理運用綠色環(huán)保材料才能充分發(fā)揮出材料本身的環(huán)保作用。正式施工后或不動產(chǎn)遷移后，剩余或用過的綠色環(huán)保材料還可進行積極回收，轉變?yōu)榭苫厥盏谋夭牧希M行有效的二次利用，以此實現(xiàn)暖通設計的節(jié)能要求，幫助建筑企業(yè)節(jié)省大量的能源消耗與其他建設資源。

3.3 地源熱泵技術

地源熱泵技術的核心動力出自地源耦合熱泵機組，而地源耦合熱泵機組主要作用于暖通空調系統(tǒng)的設計過程中，為百姓提供優(yōu)質用水。地源耦合熱泵機組的工作原理是通過地下巖石、土壤以及地下水的溫度穩(wěn)定性，在地下埋設少量電能管道系統(tǒng)，實現(xiàn)巖石、土壤與地下水的熱交換。舉例來說，夏季通過室內制冷，排除室內熱量，使部分無熱量加熱，余熱則可被送往低蓄熱區(qū)，待到冬季再由熱泵輸出。

近些年來，地源熱泵技術在建筑暖通系統(tǒng)設計中較為常見，且隨著應用時間不斷推移，該項技術的應用熟練程度越來越高，應用成效也就愈發(fā)顯著。地源耦合熱泵技術本身具備能源消耗量較低的技術優(yōu)勢，而其核心機組主要是由水循環(huán)系統(tǒng)、換熱器以及控制系統(tǒng)等設備構成，對于建筑暖通系統(tǒng)的設計工作而言，地源耦合熱泵技術具有良好的節(jié)能消耗，可助暖通系統(tǒng)設計達到綠色建筑的節(jié)能要求。

3.4 重視圍護結構的保溫隔熱性能

建筑暖通系統(tǒng)的建立是為了確保人們的生活質量，冬天不受冷，夏天不受熱，且隨著時代的發(fā)展，“空氣能”在現(xiàn)代化城市建設的過程中被廣泛應用，對于暖通系統(tǒng)設計而言，起到積極效用。由此可見，保溫或隔熱功能是建筑暖通系統(tǒng)設計的前提基礎，在綠色建筑的設計過程中，暖通專業(yè)需要注意結構保溫性能的有效維護，也可出針對性建議，促使暖通系統(tǒng)中的維護結構占據(jù)更大比例。

可以說，暖通系統(tǒng)周圍的建筑圍護結構是其保溫隔熱性能的主要載體，只有建設好圍護結構才是確保其隔熱或保溫性能的關鍵所在。此外，其保溫隔熱性能與空調系統(tǒng)本身的體積、荷載量等息息相關，因此在落實圍護結構建設之前，應首先明確工程整體的施工設計圖紙中的相關數(shù)據(jù)信息。如果建筑設計中存在大面積比例幕墻、屋頂窗等保留結構，設計人員需要注意采用有效的防護措施。

3.5 回收利用冷熱資源

循環(huán)是建筑暖通空調系統(tǒng)專業(yè)設計的重要原則之一，而水循環(huán)系統(tǒng)也是建筑暖通空調系統(tǒng)的重要組成部分，因此在建設綠色建筑的過程中務必高度重視其循環(huán)設計。這里的循環(huán)也可理解為再次利用，為了滿足綠色節(jié)能標準，設計師在設計過程中應當充分考慮回收與重用續(xù)期，能夠收集和使用物質和能量進行消耗，如此一來不僅可減少能源消耗，還可在一定程度上節(jié)省資源，降低暖通空調系統(tǒng)的設計成本。

3.6 實現(xiàn)全面控制與科學管理

在人類文明的漫長發(fā)展過程中，人們見證了技術的改革與創(chuàng)新，同時技術的革新也推動了建筑暖通設計的創(chuàng)新發(fā)展，引導建筑領域整體進入新的篇章。在當前的控制系統(tǒng)中，智能化與自動化控制是技術核心，除此之外，還必須并保證自動化控制系統(tǒng)的綜合性，目前的控制系統(tǒng)主要是由溫度調節(jié)器、壓力裝置、精華控制裝置等組成，為了滿足系統(tǒng)的科學控制以及高效管理，需要在系統(tǒng)設計運行中由專人來承擔[3]。

4 結語

綜上所述，社會經(jīng)濟的發(fā)展推動著建筑領域的創(chuàng)新發(fā)展，同時對暖通空調系統(tǒng)設計的節(jié)能性要求日益提高，為了滿足建筑行業(yè)的綠色發(fā)展標準，設計師必須在暖通設計的過程中不斷提高其節(jié)能性，合理運用綠色節(jié)能技術，以此促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及綠色發(fā)展。