低碳背景下綠色技術(shù)在暖通設(shè)計中的應(yīng)用研究

周倩倩

（河北 保定 071000）

能源危機和地球環(huán)境問題已經(jīng)威脅到人們的正常生活和未來的可持續(xù)性發(fā)展，科學(xué)應(yīng)對這一威脅的重要策略就是廣泛應(yīng)用綠色技術(shù)。綠色技術(shù)在建筑暖通設(shè)計中非常重要，能夠有效起到降低建筑運行能耗的作用。目前，伴隨著國內(nèi)經(jīng)濟水平的不斷提高，人民生活水平也隨著提高，綠色節(jié)能環(huán)保的思想早已深入人心。綠色節(jié)能理念符合國家對環(huán)保政策的倡導(dǎo)，更有助于提高人們的生活環(huán)境水平和居民生活的舒適性。在暖通設(shè)計中運用綠色技術(shù)符合國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，能夠滿足國家未來發(fā)展所需，也是行業(yè)內(nèi)能夠始終保持健康創(chuàng)新發(fā)展的重要手段，應(yīng)當(dāng)?shù)玫綐O力倡導(dǎo)。

一、綠色技術(shù)概念詳解

首先，我們先來了解到底什么是綠色技術(shù)。所謂綠色節(jié)能技術(shù)，就是充分利用各種先進(jìn)技術(shù)與高新科技，以高效、綠色、節(jié)能、環(huán)保作為根本理念，最大程度實現(xiàn)各種資源的優(yōu)化配置和持續(xù)性利用。隨著人類社會的不斷進(jìn)步與發(fā)展，工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各行各業(yè)都得到了迅猛發(fā)展，但人類整體的生存環(huán)境卻也因人類發(fā)展的掠奪遭到了嚴(yán)重破壞。環(huán)境污染、資源能源耗盡等問題愈演愈烈，在此背景下，綠色節(jié)能技術(shù)應(yīng)運而生并得到了廣泛應(yīng)用。綠色節(jié)能技術(shù)是滿足人類社會長期生存與發(fā)展的重要技術(shù)，是改善生態(tài)問題、降低能源消耗、緩解資源緊張、減少環(huán)境污染的重要技術(shù)支撐。今后，也將成為人類社會發(fā)展中的重點行業(yè)和長盛行業(yè)。

二、在暖通設(shè)計中應(yīng)用綠色技術(shù)的原則

（一）環(huán)保原則

如果在施工過程中沒有選對合適的設(shè)備材料，那不僅會造成大量的資源浪費和環(huán)境污染問題，還會嚴(yán)重影響到整個暖通系統(tǒng)的正常運行。故而，在暖通設(shè)計過程中必須要始終嚴(yán)格遵循環(huán)保原則，比如，在選擇鍋爐設(shè)備時，應(yīng)盡可能地選擇燃燒排放物達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品；在選擇空調(diào)設(shè)備時，需選擇沒有溫室效應(yīng)且不會破壞臭氧層的制冷劑，也就是對大氣環(huán)境無污染的產(chǎn)品；在選擇暖通系統(tǒng)材料時，應(yīng)優(yōu)先選擇綠色、環(huán)保型材料等等。

（二）循環(huán)利用原則

暖通設(shè)計中的循環(huán)利用原則主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，暖通系統(tǒng)要可隨時拆卸。一旦暖通系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障問題，相關(guān)維修人員能將部分暖通系統(tǒng)拆卸，以便進(jìn)行更換或維修，從而大大降低設(shè)備運行的后期成本投入。第二，對更換或維修后的暖通系統(tǒng)零件、設(shè)備進(jìn)行再次利用，也就是通過專門的技術(shù)和手段，對損壞零件進(jìn)行改造、加工，并再次投入使用。第三，現(xiàn)代建筑工程中的空調(diào)系統(tǒng)比較龐大，若有建筑工程被拆除或改造，將會產(chǎn)生大量的暖通垃圾。故而，設(shè)計人員必須從設(shè)計角度盡可能地降低空調(diào)垃圾和資源浪費，在最初設(shè)計過程中就本著“回收利用”的原則建立良性的循環(huán)應(yīng)用體系，強化原料、廢料、成品的循環(huán)利用，嚴(yán)格執(zhí)行可回收利用原則。從設(shè)計、生產(chǎn)、到使用維護的全部流程都要以綠色循環(huán)利用原則為方向指導(dǎo)。

（三）節(jié)能原則

節(jié)能原則是暖通設(shè)計采用綠色技術(shù)的一條重要原則，如果綠色技術(shù)無法實現(xiàn)節(jié)能的效果，那綠色技術(shù)的存在也就將毫無意義。綠色技術(shù)在暖通設(shè)計中的應(yīng)用首先要遵循節(jié)能原則，盡可能地減少能源資源的浪費。在暖通設(shè)計過程中貫徹“節(jié)能”二字非常關(guān)鍵，只有這樣才能有效減少對環(huán)境的污染和能源的消耗。在低碳環(huán)境中，應(yīng)切實提高設(shè)計人員的綠色節(jié)能意識，將“節(jié)能”觀念滲透、落實到每個設(shè)計環(huán)節(jié)中去，真正降低能源消耗。與此同時，在暖通設(shè)計過程中，為了更好地貫徹節(jié)能原則，設(shè)計人員必須合理控制綠色材料的成本投入和節(jié)能性能，盡可能做到兩者之間的平衡，預(yù)防因一味地使用綠色技術(shù)而造成成本大幅度增加，最終得不償失，違背綠色技術(shù)發(fā)展的初心。

三、低碳背景下綠色技術(shù)在暖通設(shè)計中的應(yīng)用方法

（一）加大對綠色材料的投入使用

應(yīng)用綠色材料技術(shù)也是暖通設(shè)計的重點環(huán)節(jié)，可重復(fù)利用或可回收利用的管材、保溫材料等均可稱之為綠色材料。在暖通設(shè)計過程中，應(yīng)在盡可能滿足建筑本身需求的同時，多選擇綠色材料，禁止使用哈龍等制冷劑，并減少氟利昂的使用。在具體設(shè)計過程中，需要充分考慮建筑成本與綠色材料兩者的平衡，通過權(quán)衡、比選，合理利用綠色材料，盡量就地取材，這樣不僅能夠減少能量消耗，還能降低運輸費用，同時減小對周圍環(huán)境的影響。目前，在政府部門的大力支持下，綠色建筑運動蓬勃開展，各種新型材料和技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。例如，相變蓄能材料可從環(huán)境中吸收冷熱量或釋放冷熱量，從而起到儲存能量與釋放能量的作用；吸濕性高分子材料能直接吸收空氣中的水分并封存在材料中，在空氣濕度較低時，再釋放到空氣中，這樣變廢為寶，降低能源消耗等等。

（二）太陽能技術(shù)的應(yīng)用

太陽能總量巨大、無使用次數(shù)的限制，無污染排放的擔(dān)憂，是一種良好的可再生資源。將太陽能應(yīng)用到暖通空調(diào)設(shè)計中去，效果十分顯著。目前來說，太陽能供暖系統(tǒng)是較為常用的建筑暖通設(shè)計類型，其通過各種加熱設(shè)備、集熱器等將太陽能轉(zhuǎn)化成熱能并輸送到換熱中心，之后輸送到地板采暖系統(tǒng)中去。這種供熱系統(tǒng)能根據(jù)室內(nèi)溫度進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，使用方便且能源損耗率低，對環(huán)境的破壞性小。但是，在遇到陰雨天時，可能就需要通過燃?xì)廨o助設(shè)備來加熱，但大體來說是一種理想中的綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)。這種供熱技術(shù)在給人們帶來溫暖的同時，還能供應(yīng)熱水，極大地方便了人們的日常生活。太陽能技術(shù)的應(yīng)用能有效節(jié)省能源消耗、降低環(huán)境污染，且太陽能供暖設(shè)備的使用壽命長，具有極高的推廣價值。

（三）變頻技術(shù)的應(yīng)用

變頻技術(shù)指的是在空調(diào)負(fù)荷需求變化時，通過變頻調(diào)節(jié)風(fēng)機、水泵、制冷機組等設(shè)備的輸出功率來減少能量消耗，通過變頻技術(shù)減少的能耗可高達(dá)45%。由變風(fēng)量末端設(shè)備和變頻中央空調(diào)系統(tǒng)組成的變風(fēng)量系統(tǒng)，自身就具備低能耗、高舒適度的特性。在具體應(yīng)用過程中，變風(fēng)量系統(tǒng)有如下優(yōu)點:第一，所有的能耗設(shè)備均可實現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)能量輸出，即便外界負(fù)荷較低，也可實現(xiàn)自動變頻，從而大大節(jié)省了能源資源消耗。第二，雖然在系統(tǒng)中不同房間是相互獨立的，但在應(yīng)用中也能實現(xiàn)調(diào)節(jié)溫度、立停、立啟等功能，使用十分方便。

（四）自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)綠色建筑技術(shù)的評審標(biāo)準(zhǔn)，要想實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，需要盡可能提高自然資源及能源的利用率，通過對可再生資源的持續(xù)利用，盡可能降低對建筑物本體的消耗?，F(xiàn)階段，在我國綠色建筑設(shè)計中開始推廣自然主動式暖風(fēng)控制技術(shù)，這項技術(shù)通過對風(fēng)能資源的利用，可在過渡季節(jié)產(chǎn)生新鮮空氣，并在特殊技術(shù)手段的支持下有效利用風(fēng)能資源，減少夏季時建筑物內(nèi)部家具、建筑圍護結(jié)構(gòu)的儲熱量，進(jìn)而降低暖通空調(diào)啟動過程中的負(fù)荷量。例如，我國某小區(qū)高層建筑使用了自然通風(fēng)暖通空調(diào)系統(tǒng)，建筑物向陽面涂抹深色選擇性涂層，并在距墻外表10 厘米的位置安裝塑料薄片，通過這樣的設(shè)計形成了一個空氣間層。如果自然界的風(fēng)力達(dá)到每秒0.3 米，就能夠通過溫室效應(yīng)產(chǎn)生熱壓，從而有效驅(qū)動建筑內(nèi)的空氣流通。自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用具有較高的節(jié)能效果，減輕了夏季的空調(diào)運行能耗，能有效減輕能源消耗量和建筑物內(nèi)部污染情況。

（五）地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用

在暖通設(shè)計中，地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用成本并不高，且使用過程中的性價比比較高，能夠較好地滿足空調(diào)制冷與制熱需求。相比于傳統(tǒng)空氣熱源泵，地源熱泵系統(tǒng)具有較高的性能優(yōu)勢。例如，地源熱泵系統(tǒng)能通過地下100 米左右的埋管換熱器對地面溫度產(chǎn)生影響，且不會對地面生物體系或地下水系統(tǒng)造成破壞，再輔以其他綠色建筑技術(shù)，就能充分平衡夏季排出熱量與冬季吸收熱量的比例，更好地保障埋管換熱器的整體功能，從而保持地源熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在這種技術(shù)的支持下，暖通空調(diào)在夏季和冬季都能夠進(jìn)行正常的制冷與制熱工作，對于炎熱的區(qū)域，可以使用暖通空調(diào)進(jìn)行制冷作業(yè)；對于寒冷的區(qū)域，可以使用暖通空調(diào)作為供熱系統(tǒng)。地源熱泵技術(shù)的應(yīng)用，也是我國綠色技術(shù)取得長足發(fā)展的具體體現(xiàn)。

（六）冰蓄冷技術(shù)的應(yīng)用

冰蓄冷技術(shù)是實現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能減排的重要途徑，未來具有廣闊的市場發(fā)展前景。該項技術(shù)在西方國家的應(yīng)用比較成熟，在我們國家目前尚處于初期發(fā)展階段，其主要運作原理就是在用電低谷階段將冷量收集起來，經(jīng)由水體存儲，在低溫環(huán)境中凝結(jié)。在用電高峰階段通過冰的融化來將冷量釋放出來，從而起到良好的降溫效果。在應(yīng)用冰蓄冷技術(shù)時應(yīng)注意兩點:第一，減小蓄冷池容積。使用小容積的蓄水池能有效降低熱量損耗；第二，完善冷量收集裝置。優(yōu)化冷量收集裝置對實現(xiàn)暖通節(jié)能減排有重要作用，現(xiàn)階段，大多都是使用風(fēng)力傳輸技術(shù)來收集冷量，效果很好。

（七）能耗分析技術(shù)的應(yīng)用

建筑能耗主要來自基本用電設(shè)備、辦公設(shè)備、照明采暖設(shè)備等在使用過程中產(chǎn)生的耗能問題，并且不同的建筑朝向、形體系數(shù)等均會對耗能量產(chǎn)生影響。通過能耗分析軟件，能夠?qū)ㄖ鞣矫娴哪芎淖龅酵暾臄?shù)據(jù)采集與分析，心中有數(shù)，進(jìn)而有的放矢地根據(jù)能耗數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的能耗控制措施。例如，對某棟建筑物的全年能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)照明消耗排在第一位，夏季空調(diào)排在第二位，辦公設(shè)備與采暖排在第三位，這一分析結(jié)果與人們的預(yù)期存在較大差異。因此，在暖通設(shè)計過程中，應(yīng)充分利用能耗分析軟件進(jìn)行分析，在各種客觀數(shù)據(jù)的支持下采用最合適的能耗控制措施，降低不必要的能源浪費。

結(jié)語：綜上所述，綠色節(jié)能環(huán)保問題將是我們目前以及未來都需要重點關(guān)注的問題，并且經(jīng)濟發(fā)展程度越高，對于建筑節(jié)能環(huán)保的要求就越高。本文以綠色技術(shù)及在暖通設(shè)計中的環(huán)保、節(jié)能、循環(huán)利用的應(yīng)用原則為切入點，從地源熱泵技術(shù)、自然通風(fēng)技術(shù)、太陽能技術(shù)、冰蓄冷技術(shù)、綠色材料技術(shù)、變頻技術(shù)、能耗分析技術(shù)等方面，詳細(xì)論述了低碳背景下綠色技術(shù)在暖通設(shè)計中的具體應(yīng)用方法，多角度入手，目的在于更好地促進(jìn)綠色技術(shù)的應(yīng)用，響應(yīng)我們的低碳可持續(xù)發(fā)展理念。