綠色節(jié)能理念下建筑暖通設(shè)計的改善

時竹星

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032)

0 前 言

城市化進(jìn)程的日益深入，使得高層建筑逐漸增多，人們也對住房有了新的要求。房屋建筑不僅要具備遮風(fēng)擋雨的基本居住功能，而且在供暖、通風(fēng)等方面也需滿足人們提出的個性化需求，以加強(qiáng)居住的舒適性與方便性。本文從綠色節(jié)能視角展開論述，探究如何優(yōu)化建筑暖通設(shè)計。

1 從綠色節(jié)能視角出發(fā)探討建筑暖通設(shè)計

1.1 暖通設(shè)計理念內(nèi)容

建筑設(shè)計中，暖通設(shè)計是其中極為關(guān)鍵的一環(huán)，一項(xiàng)優(yōu)良的建筑工程，必須具備良好的暖通條件，即室內(nèi)外溫度可調(diào)節(jié)，室內(nèi)通風(fēng)順暢，始終保持空氣清新。關(guān)于建筑暖通設(shè)計，大致包含采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等內(nèi)容。當(dāng)下的建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建設(shè)規(guī)模龐大，相應(yīng)的資源能源消耗量巨大，對于環(huán)境的破壞也日益嚴(yán)重，為維持建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，平衡城市建設(shè)與自然環(huán)境間的關(guān)系，加強(qiáng)對暖通工程的綠色化設(shè)計顯得尤為重要。遵循綠色節(jié)能理念的暖通設(shè)計，符合現(xiàn)代環(huán)保型城市的主要要求，有利于資源能源的節(jié)約，保護(hù)室內(nèi)外環(huán)境，進(jìn)而推動建筑行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

1.2 綠色環(huán)保型建筑

綠色環(huán)保型建筑，是為響應(yīng)城市可持續(xù)發(fā)展理念而出現(xiàn)的建筑形式。該類建筑遵循綠色節(jié)能規(guī)則，以建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)和先進(jìn)環(huán)保技術(shù)為設(shè)計手段，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境保護(hù)型房屋建筑。建筑建設(shè)中產(chǎn)生的垃圾廢物量大大減少，資源得到循環(huán)利用，改善了人們的生活條件。而綠色建筑中重要的一環(huán)就是暖通設(shè)計。該環(huán)節(jié)設(shè)計遵循能源循環(huán)利用、綠色節(jié)能準(zhǔn)則，可優(yōu)化建筑性能，降低能源損耗。

2 在暖通設(shè)計中融入綠色節(jié)能理念的重要意義

2.1 符合當(dāng)下大環(huán)境需求

現(xiàn)代社會發(fā)展迅速，人們對建筑功能提出了更高要求，再加上建筑行業(yè)技術(shù)得到了較大進(jìn)步，暖通空調(diào)設(shè)計得到城市人的歡迎。借助該項(xiàng)設(shè)計，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，保持室內(nèi)溫濕度，提高人們的住房舒適度。但隨著暖通空調(diào)的高頻率使用，環(huán)境污染問題、能源消耗問題也隨之而來，城市環(huán)境遭到破壞，且經(jīng)常使用暖通空調(diào)不利于人們的身體健康。對此，為保護(hù)自然環(huán)境，增大能源利用率，綠色節(jié)能型暖通設(shè)計成為相關(guān)領(lǐng)域人員致力研究的新課題，這也是建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展必須具備的基礎(chǔ)條件。只有具備綠色暖通功能的建筑，才能滿足節(jié)能環(huán)保型社會的需求。

2.2 減少能源的浪費(fèi)

目前，在社會低能耗背景下，各能源系統(tǒng)的能耗指標(biāo)有了新的要求。對于暖通工程而言，已是很多建筑工程中必不可少的組成部分，能夠滿足人們關(guān)于供暖、通風(fēng)等多項(xiàng)住房需求。暖通設(shè)計中，不可避免地會消耗大量能源，并產(chǎn)生溫室氣體，破壞城市環(huán)境，而這與當(dāng)今號召的綠色節(jié)能型城市理念嚴(yán)重不符。如果在暖通設(shè)計中，融入綠色節(jié)能理念，優(yōu)化工程技術(shù)工藝，便可降低暖通施工中產(chǎn)生的能源損耗，發(fā)揮出能源的最大利用價值，進(jìn)而將暖通工程推向新的高度，加快建筑行業(yè)前進(jìn)腳步。

3 暖通空調(diào)設(shè)計現(xiàn)狀

縱觀我國經(jīng)濟(jì)環(huán)境，現(xiàn)已取得了極大的進(jìn)步，目前經(jīng)濟(jì)市場狀況良好，持穩(wěn)步發(fā)展態(tài)勢，而建筑工程作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱型產(chǎn)業(yè)，也加快了前進(jìn)的步伐。當(dāng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨于穩(wěn)定，自然要將目光轉(zhuǎn)向更為長遠(yuǎn)的環(huán)境保護(hù)方面，只有節(jié)能、環(huán)保型社會才會得到穩(wěn)步持續(xù)的發(fā)展。但如今，建筑行業(yè)對于節(jié)能環(huán)保理念的落實(shí)還明顯不夠，以暖通空調(diào)為例，暖通空調(diào)設(shè)計中，相應(yīng)工藝技術(shù)不夠先進(jìn)完善，對于能源的消耗巨大，且空調(diào)材料不符合綠色環(huán)保要求，空氣出口設(shè)計以及熱泵應(yīng)用不合理，產(chǎn)生極大的能源浪費(fèi)，這些都是目前存在的現(xiàn)實(shí)問題。綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計必須實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，避免能源的不完全和不合理利用而造成巨大的浪費(fèi)。只有暖通空調(diào)技術(shù)得到革新，材料符合環(huán)保要求，才能減少對環(huán)境的破壞，提高能源利用率。而要想達(dá)到上述要求，如今的建筑暖通設(shè)計依然需要持續(xù)努力，以做到進(jìn)一步的完善。

4 暖通設(shè)計中融入綠色節(jié)能理念的具體做法

4.1 對于熱源的科學(xué)選取

熱電站、熱泵裝置以及鍋爐房都屬于暖通空調(diào)系統(tǒng)熱源，在實(shí)際的暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計中，務(wù)必對上述熱源進(jìn)行合理利用。這里參照相關(guān)資料及設(shè)計調(diào)查研究，得出地源熱泵熱源的主要特性(見圖1)，即該類型熱源具備一定的能源效益和節(jié)能效益，可高效利用能源且不會對環(huán)境產(chǎn)生污染，減少氣體污染物的產(chǎn)生，進(jìn)而改善外部環(huán)境。故而在暖通設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求，選擇性能優(yōu)良的熱源，以減輕對自然環(huán)境的損害，節(jié)約能源。

圖1 地源熱泵原理示意

4.2 合理利用太陽能

從綠色節(jié)能角度出發(fā)開展暖通設(shè)計，太陽能是其中不可或缺的優(yōu)質(zhì)能源。設(shè)計人員可以從主動式和被動式兩個方面出發(fā)，設(shè)計太陽能供暖系統(tǒng)(見圖2)。至于制冷系統(tǒng)的制備，同樣可以采取兩種方法，分別為利用太陽能驅(qū)動機(jī)械裝置，從而達(dá)到制冷循環(huán)驅(qū)動的目的，降低太陽能熱量；直接利用太陽能熱量，實(shí)現(xiàn)吸收式制冷，最終達(dá)到降低室內(nèi)溫度的目的。利用太陽能完成制冷的設(shè)計方法，一方面，不會消耗過多能源，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約；另一方面，制冷過程中噪音較小，污染程度較低，不會影響人們的正常生活。除此之外，利用太陽能完成建筑的供暖與制冷設(shè)計，還可節(jié)省材料運(yùn)輸和安裝費(fèi)用，確保暖通工程的經(jīng)濟(jì)效益。

圖2 太陽能供暖系統(tǒng)

4.3 能源消耗大大減少

暖通空調(diào)系統(tǒng)是依靠能源傳遞實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的，而在能源傳遞中，會出現(xiàn)能源浪費(fèi)現(xiàn)象，不利于能源的高效利用。遵循綠色節(jié)能理念的暖通空調(diào)設(shè)計，則應(yīng)在該方面加大關(guān)注力度，減少暖通空調(diào)的能源浪費(fèi)問題。在暖通空調(diào)系統(tǒng)的選擇上，設(shè)計者需要使用具備優(yōu)良保溫性能的材料，且引入計算機(jī)技術(shù)，利用計算機(jī)完成暖通系統(tǒng)能量傳遞過程的監(jiān)控，避免能量損失。再者，電力系統(tǒng)在能量傳遞過程中傳輸能力強(qiáng)，利用低速和強(qiáng)負(fù)荷性，結(jié)合建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)降低能耗。除此之外，在暖通設(shè)計中，設(shè)計人員還需將關(guān)注點(diǎn)放在供水和回水溫差的管控方面，避免空調(diào)冷水比產(chǎn)生較大偏差，這樣也能夠減少不必要的能源浪費(fèi)問題，優(yōu)化暖通設(shè)計。

4.4 高效利用可再生能源

在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中不僅要做到能源的節(jié)約，而且應(yīng)注重可再生能源的利用，這樣才能突顯設(shè)計的節(jié)能環(huán)保性，推動暖通工程進(jìn)步。關(guān)于新型可再生能源，主要包括太陽能、風(fēng)能、潮汐能和地?zé)崮艿?。?jīng)過專業(yè)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，將促使上述可再生清潔型能源同其他技能技術(shù)結(jié)合，共同作用在暖通空調(diào)設(shè)計中，發(fā)揮最佳節(jié)能特性，保護(hù)自然環(huán)境的同時，改善室內(nèi)環(huán)境。

4.5 風(fēng)系統(tǒng)與冷熱水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

在設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)的過程中，風(fēng)系統(tǒng)和冷熱水系統(tǒng)是核心環(huán)節(jié)，若想促使節(jié)能效果在冷熱水系統(tǒng)中充分體現(xiàn)出來，設(shè)計人員可以通過設(shè)計促使溫度差在供回水與冷凍水之間縮小，從而降低能耗(見圖3)?；蛘咴O(shè)計人員也可利用閉式循環(huán)模式，以縮減運(yùn)行能耗。目前，在多數(shù)地區(qū)的暖通設(shè)計中會選擇一泵到底的模式優(yōu)化暖通系統(tǒng)運(yùn)行，從而有效縮減系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的成本，確保暖通工程的綜合效益。

圖3 風(fēng)系統(tǒng)與冷熱水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

此外，綠色節(jié)能背景下的暖通工程，還需根據(jù)建筑地區(qū)的實(shí)際地理?xiàng)l件和氣候特征展開合理設(shè)計。比如，若建筑地區(qū)較為干旱，氣候干燥少雨，設(shè)計人員可在暖通系統(tǒng)中設(shè)置冷卻塔循環(huán)模式(見圖4)，以縮小水泵揚(yáng)程。在具有良好通風(fēng)條件的區(qū)域安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)，冷卻效果更加明顯，增大能源利用率，降低損耗。

圖4 冷卻塔循環(huán)模式

4.6 注重?zé)峄厥昭b置的應(yīng)用

暖通空調(diào)系統(tǒng)的工作原理為，通過吸收或排放熱能來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，進(jìn)而提高室內(nèi)環(huán)境舒適度，滿足人們對居住環(huán)境的要求。而在空調(diào)吸收和排放熱能這一過程中，必定產(chǎn)生一定的能源損失，此時引入熱回收裝置，便可避免上述過程的熱能損失，該裝置將回收來的熱能轉(zhuǎn)化為電能，供居家照明和生活使用。由此看出，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用熱回收裝置，有利于能源的循環(huán)利用，符合節(jié)能環(huán)保需求。

5 結(jié) 論

將綠色節(jié)能理念應(yīng)用在建筑暖通設(shè)計中，需要注重?zé)嵩吹目茖W(xué)選取，可再生能源的利用以及風(fēng)系統(tǒng)和冷熱水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，在暖通空調(diào)中引入熱回收裝置，以便能源的高效利用和節(jié)約，滿足新時期對暖通工程的綠色環(huán)保要求。

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