綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計中的具體應用

金 威

（浙江華恒建筑設計有限公司，浙江 海寧 314400）

1 建筑暖通空調(diào)節(jié)能設計引入綠色理念的意義

1.1 降低能源消耗的有效手段

暖通空調(diào)系統(tǒng)在設計過程中，如果沒有注重能耗和資源的保護，不僅無法發(fā)揮出建筑的節(jié)能作用，還會在一定程度上造成能源浪費。例如：設計人員在設計過程中根據(jù)建筑特性、內(nèi)部功能使用需求進行合理的空調(diào)系統(tǒng)布局及設備選型，并結(jié)合有效的管道保溫系統(tǒng)進一步降低空調(diào)在使用過程中的能源消耗，就能有效降低空調(diào)能耗所占建筑總能耗的比重。而不合理的空調(diào)系統(tǒng)會大大提升建設的成本，造成資源的浪費。因此，暖通空調(diào)系統(tǒng)在設計時通過融入節(jié)能設計理念、綠色設計理念，對降低能耗和保護能源安全等具有重要意義。

1.2 保護賴以生存的環(huán)境的基礎條件

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計過程中如果沒有融入綠色理念，隨之而來的就是環(huán)境污染的問題。多年前分體空調(diào)、多聯(lián)機空調(diào)等空調(diào)系統(tǒng)的冷媒氟利昂是一種會破壞大氣臭氧層的有害物質(zhì)。隨著社會各界環(huán)保意識的增加，空調(diào)冷媒也由氟利昂調(diào)整為一系列的環(huán)保冷媒。而在設計過程中冷媒的選用對于項目的綠色環(huán)保也起到了一定的作用。設計過程中必須明確冷媒類型，避免在后續(xù)施工中因冷媒選用描述不清而導致施工人員使用非環(huán)保冷媒而導致環(huán)境污染[1]。另外，設計人員應加強自身學習，與時俱進，加強對于新材料新工藝在空調(diào)系統(tǒng)施工中會給環(huán)境帶來的不良影響。因此，基于這些問題，設計人員應將綠色理念全面融入暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計中，在工作中全面落實節(jié)能、綠色理念，發(fā)揮出暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能作用，為人們賴以生存的環(huán)境提供基礎保障。

1.3 促進能源得到有效回收和利用的重要途徑

不同的暖通空調(diào)系統(tǒng)運行會消耗不同的能源類型，如果在設計過程中融入綠色理念，對建筑廢氣或者周邊廢熱等進行有效回收和利用，將會提升資源利用的效率，達到建筑節(jié)能設計，實現(xiàn)社會節(jié)能的目的。例如：

1.設計過程中設置新風全熱交換器，全熱交換器能有效降低空調(diào)系統(tǒng)負荷，有效地解決了提高室內(nèi)空氣品質(zhì)與空調(diào)節(jié)能之間的矛盾。

2.設計過程中使用地塊周邊的余熱、廢熱作為空調(diào)系統(tǒng)的熱源，不僅可降低空調(diào)系統(tǒng)的初期投入成本，余熱、廢熱的使用成本也相對較低。

2 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計中綠色理念的原則

2.1 設計時應遵守靈活性原則

暖通空調(diào)系統(tǒng)的特點主要是具有可調(diào)節(jié)性，這也是暖通設計靈活性的主要表現(xiàn)?？照{(diào)系統(tǒng)中的可調(diào)節(jié)作用能結(jié)合不同的季節(jié)進行調(diào)節(jié)，氣候不同，空調(diào)的工作運轉(zhuǎn)效率和作用也不同。其中VAV 空調(diào)系統(tǒng)和VRF 變頻空調(diào)系統(tǒng)能實現(xiàn)“一系統(tǒng)多用”的效果，前者和后者都具有較高的可操作性，在運行過程中消耗的成本較小，有效降低成本。

2.2 遵守經(jīng)濟實用性的原則

經(jīng)濟實用性是全面落實綠色設計理念、可持續(xù)發(fā)展理念的主要目標，也是滿足人們需求最基本的條件。例如：設計過程中對能源價格、設備的性價比、設備的壽命等問題予以重視，并注重設計的實用性原則和舒適化的程度等，幫助人們在降低自身較大的經(jīng)濟耗損前提下提升滿意程度。設計過程中還應結(jié)合當時的環(huán)境進行有效調(diào)整，在作出科學、合理的設計后，關注設備的維護和更新。

2.3 遵守環(huán)保性原則

暖通系統(tǒng)中能源消耗相對較大。因此，相關人員需對暖通系統(tǒng)中的能源消耗進行有效控制，全面落實可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。面對當前建筑項目中的暖通系統(tǒng)設計情況，耗能高的問題并沒有得到妥善解決，這就需要設計人員引入能耗監(jiān)測系統(tǒng)，可對整體的空調(diào)能耗做出監(jiān)測與分析，尋找能耗高的原因，改進系統(tǒng)設計，以降低暖通設計的能耗。

3 綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計中的應用

3.1 可再生能源的靈活使用

建筑暖通空調(diào)節(jié)能設計過程中通過應用可再生能源，達到降低能源消耗的目的。同時節(jié)能設計中通過使用可再生能源還能促進環(huán)保工作的順利開展。一般情況下，建筑暖通空調(diào)設計過程中使用的可再生能源主要有：太陽能資源和地源熱泵。

1.太陽能資源的運用。太陽能資源比較豐富，將其運用到建筑工程中將發(fā)揮出重要的作用。太陽能資源應用到節(jié)能設計中，主要采用兩種方式進行應用。其一，主動式。這種方式是設計人員使用電力輔助能源，期間會使用較高的施工成本。同時，主動式空調(diào)系統(tǒng)設計過程中還需要應用太陽集熱器、泵、儲熱器、風機等部件，以此發(fā)揮出節(jié)能和環(huán)保的作用。其二，被動式。這種方式與主動式有著較大的區(qū)別。即設計人員不需要使用其他專門的輔助設備，只需要對建筑構件進行有效處理就行。并且設計人員在應用這一方式時通過對建筑方位進行確定和布置就能達到吸收太陽能資源的目的。這一方式應用的原理主要是采用了自然熱交換的形式，具有很強的可行性。

2.隨著我國科學技術的進步和創(chuàng)新發(fā)展，人們也認識到了地源熱泵所發(fā)揮出的作用和價值[2]。地源熱泵的原理就是借助地下淺層所含有的地熱資源，以達到供熱和制冷的雙重效果，充分展現(xiàn)出了地源熱泵的節(jié)能效果和功能。究其原因，地能憑借著溫度的均勻性特征，被廣泛地應用。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)應用地能后，將其作為主要的供應能源，在夏天的時候?qū)⑹覂?nèi)的一些熱源傳輸?shù)綔囟认鄬^低的能源之中；冬天的時候設計人員利用地源熱泵將熱源直接傳輸?shù)绞覂?nèi)。地源熱泵還充當著蓄熱器的作用，保障建筑暖通的空調(diào)系統(tǒng)中的能源得到有效利用。

3.2 利用相關技術解決暖通輸送損耗的問題

為了降低暖通輸送的耗損，設計人員應將綠色理念融入其中，全面開展綠色節(jié)能設計。其一，合理布置建筑空調(diào)的朝向，結(jié)合建筑所在地冬季風的特征，利用搭遮陽棚和架起外部護欄的方式，以對外部太陽能集熱器起到溫度隔熱的作用，形成溫度隔熱的結(jié)構，從而保障暖通空調(diào)系統(tǒng)在通風時或者采暖時產(chǎn)生能源的消耗和浪費。其二，設計人員還可以在暖通設備的外部連接一個非機械的電氣設備，這一設備能解決建筑暖通空調(diào)在工作時產(chǎn)生的能源分配問題，這一有效的管理方式對降低輸送資源浪費、降低輸送損耗方面具有重要的作用。其三，暖通輸送損耗問題的解決還可以采用另一種節(jié)能且高效的能量輸送模式。例如：設計人員在控制暖通輸送時，客廳劃分為空氣緩沖區(qū)，客廳內(nèi)部再設置好一塊房布，這樣做的目的就是避免外部流通的空氣對內(nèi)部暖通空氣產(chǎn)生不良干擾，防止建筑空間內(nèi)能源在輸送過程中產(chǎn)生較大損耗，同時還能使暖通空調(diào)中產(chǎn)生的熱量發(fā)揮出巨大的作用，促進其能在整個建筑中流通。因此，這一方法能使建筑布局上形成一種高效、節(jié)能的能量輸送方式。另外，設計人員和施工人員還應對暖通輸送設備的圍護結(jié)構進行控制，以減小溫度差帶來的較大能源損耗。輸送管道的材料在輸送能源時需要對以下方面予以重視，例如：在進行輸送管道材料采購和選擇時不僅要注重材料的保溫性，還應注重材料的管壁薄性，并對建筑內(nèi)暖通空調(diào)設計過程中能源消耗的數(shù)值進行全面分析，促進暖通空調(diào)設計的順利運行。

建筑暖通在不同階段進行設計時，受到調(diào)試的影響，設計開始之前都會產(chǎn)生較高的能源消耗額。燃燒的材料主要是暖通空調(diào)運行過程中的主要熱力來源，調(diào)試之后還需要將燃料產(chǎn)生的一些廢棄料等進行有效的處理。并且，暖通空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中，也會產(chǎn)生能源的消耗；暖通空調(diào)在修養(yǎng)的階段也會產(chǎn)生數(shù)值較小的能源消耗。因此，針對修養(yǎng)階段產(chǎn)生的能源消耗，設計人員需要采用計算機技術，在搭建虛擬的模型后，構建出一個能夠感知室內(nèi)空氣參數(shù)的硬件設備，將這一設備中具有較強輸送性能的部分作為輸送模塊。然后在開展節(jié)能設計時還應對輸送管道的連接方式進行選擇，即選擇最節(jié)能的方式，以對管道供水和回水產(chǎn)生的溫度差進行控制，保障暖通空調(diào)內(nèi)部冷凍水在合理的范圍內(nèi)，有一定的穩(wěn)定比例。

3.3 充分利用節(jié)能設計技術

3.3.1 蓄冷技術

蓄冷技術主要發(fā)揮著降溫的作用。因此，建筑暖通空調(diào)設計階段和安裝階段，蓄冷技術就顯得尤為重要。蓄冷技術在應用時需要注意以下事項：其一，綠色理念應用下，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計過程中應對設計的各項參數(shù)進行有效設計，在保障設計參數(shù)的準確性和真實性基礎上，還需要掌握室內(nèi)的空氣參數(shù)，并采用平均預測的評價方式進行有效的設計。其二，暖通空調(diào)系統(tǒng)在安裝過程中會受到外界因素的影響，導致室內(nèi)出現(xiàn)過冷或者過熱問題，導致暖通空調(diào)系統(tǒng)在整個運行階段產(chǎn)生較大的電能耗損，加大建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故的概率。

3.3.2 太陽能暖通節(jié)能技術

太陽能資源是應用頻率最高的熱源，設計人員借助太陽能集熱器，對太陽能進行有效的收集，從而達到利用清潔能源對熱水進行有效加熱的目的。這樣不僅滿足了人們對于生活用水的需求，還能借助太陽能資源，達到供暖的需求。而這一技術在應用時要特別注意以下內(nèi)容：太陽能暖通節(jié)能技術在應用時需要強化光伏建筑的精細化管理，這樣才能在滿足社會大眾對于用電提出的各項需求的基礎上，進一步緩解城市電網(wǎng)帶來的較大壓力。

3.3.3 變頻技術

變頻技術作為一種綠色化的節(jié)能技術，不僅能提升能源的利用效率，還能達到節(jié)約資源的目的，維持生態(tài)的平衡。因此，當前建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計過程中廣泛應用變頻技術具有重要意義。變頻技術能降低能源消耗，其消耗量達到35%左右；能耗的設備主要借助外溫及時的調(diào)節(jié)變頻，充分節(jié)約能源，滿足人們的各項需求。變頻技術在應用到建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中需要做好以下準備：

第一，太陽光照強度越高，變頻冷水調(diào)節(jié)機組就會輸出更多的熱量。

第二，室內(nèi)人員如果增加，空調(diào)的風機會自動輸出能量。

3.4 冷熱水節(jié)能技術

建筑空調(diào)系統(tǒng)在使用冷水節(jié)能技術時，主要采用三種方法達到降低能耗的目的。其一，設計人員利用閉式循環(huán)的模式，降低靜水力輸送過程中產(chǎn)生的能耗，同樣還能全面增強空調(diào)設備的抗腐蝕能力和管道抗腐蝕能力，保障建筑空調(diào)系統(tǒng)能延長使用壽命。其二，利用分區(qū)制水的方式，當建筑空調(diào)區(qū)域的熱水交替比較頻繁時，可以應用四管式的制水方式。分開放置好冷凍水的循環(huán)泵和熱水循環(huán)泵。其三，空氣的調(diào)節(jié)能力相對較強時，應對冷水的溫度進行調(diào)節(jié)，保障制冷的能耗與制冷器蒸發(fā)的溫度等形成反比的現(xiàn)象。例如：當制冷器的蒸發(fā)溫度相對較高時，代表單位制冷能耗越低。同時，還應保障冷凍水、供回水之間的溫度差，保障循環(huán)泵在循環(huán)使用過程中產(chǎn)生較高的能量消耗[3]。另外，當冷凍水沒有達到1MPa 時，可以采用一泵到頂?shù)姆謪^(qū)方式，有助于設備正常運行，做好對設備的有效維護，達到降低工程建設成本的目的。其四，如果建筑空調(diào)系統(tǒng)中的冷水機組較多時，可以采用變流量系統(tǒng)。

3.5 利用風系統(tǒng)節(jié)能的技術

建筑空調(diào)系統(tǒng)安裝工程會受到溫度、運行時間和濕度等方面影響，需結(jié)合實際情況對其分離區(qū)域進行合理的區(qū)分。如果建筑物中的人員相對較多，采用集中溫度和濕度管理時，風系統(tǒng)可以采用全空氣的模式。建筑空調(diào)風系統(tǒng)節(jié)能技術能對不同區(qū)域的溫度進行有效控制，運行時間相對較強，能全面將冷風傳送到建筑空調(diào)系統(tǒng)中。針對變風量的建筑空調(diào)系統(tǒng)安裝工程應結(jié)合流入風量多少對產(chǎn)生的負荷進行調(diào)節(jié)，通過算出總風量，降低風機能耗。

4 結(jié)語

由此可見，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中融入綠色環(huán)保的理念，能達到節(jié)能設計的目的，符合未來發(fā)展的趨勢。設計人員應不斷提升自身的專業(yè)涵養(yǎng)，認識到綠色設計理念對推動暖通空調(diào)系統(tǒng)的順利運轉(zhuǎn)，提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能性等發(fā)揮出的重要作用。不斷優(yōu)化當前的設計方案，在材料選擇、技術應用等方面進行專業(yè)的研究，從而達到降低能源消耗，保護環(huán)境的目的。