建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用

甘帥

（中國建筑第五工程局有限公司，湖南 長沙 410004）

眾所周知，現(xiàn)代化建筑施工工程合理設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)，可以有效提升居住環(huán)境，如空調(diào)系統(tǒng)可以實現(xiàn)加濕除濕、除菌以及換氣等。然而，隨著暖通空調(diào)使用數(shù)量的增加，勢必會增加能源消耗，造成環(huán)境污染，對建筑行業(yè)綠色健康發(fā)展造成影響。因此，對于建筑工程行業(yè)而言，暖通空調(diào)工程的過程實施要遵循節(jié)能環(huán)保原則，并在工程中合理地運用節(jié)能技術(shù)，這樣不僅可以優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)，同時還能有效控制能源消耗，提升能源利用率。因此，加強暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用非常有必要。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)概述

隨著節(jié)能減排政策的提出，各行各業(yè)紛紛響應(yīng)政策號召，并積極運用節(jié)能技術(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。建筑行業(yè)作為我國能源消耗的主要行業(yè)之一，加強節(jié)能減排勢在必行。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑工程節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)，其能源消耗在建筑工程總能耗中占比在1/3以上，且在逐年遞增；這種能源消耗趨勢勢必會加快我國能源枯竭速度。因此，建筑暖通空調(diào)工程必須做好節(jié)能減排工作。暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是調(diào)控建筑中的空氣、采暖以及通風(fēng)，為人們營造舒適的居住環(huán)境。暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要原理是對空氣進行冷卻、過濾以及除濕、加熱、加濕等處理，進而將滿足居住環(huán)境要求的空氣送入房間，并將房間內(nèi)的余濕、余溫排出，促使房間的溫度與濕度達到宜居標(biāo)準(zhǔn)。過去，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)主要采用定流量的冷媒系統(tǒng)并通過對末端設(shè)備風(fēng)量的控制來實現(xiàn)房間環(huán)境溫度調(diào)節(jié)。但是，隨著人們節(jié)能環(huán)保意識的不斷提升，這種暖通空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足時代發(fā)展需求。在這樣的背景下，建筑暖通空調(diào)開始向變冷媒量系統(tǒng)與變風(fēng)量系統(tǒng)發(fā)展，通過電動調(diào)節(jié)閥與風(fēng)閥執(zhí)行器的運用來實現(xiàn)對冷媒介質(zhì)流量與風(fēng)量的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對區(qū)域環(huán)境內(nèi)的溫度與濕度進行精準(zhǔn)調(diào)控。

2 暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的運用價值與原則

2.1 暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用價值

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中運用節(jié)能技術(shù)不僅可以實現(xiàn)節(jié)能減排，同時，還能減少環(huán)境污染。由于建筑暖通空調(diào)工程在建筑工程總消耗量中占比較大，通過節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可以降低能源消耗。另外，暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是以能可持續(xù)發(fā)展為前提的，因此，通過對可再生能源的充分利用是能實現(xiàn)節(jié)能減排的一種有效途徑，如通過對熱回收技術(shù)的應(yīng)用，除了能實現(xiàn)節(jié)能減排，還可以對部分能源進行再次回收利用，在提升能源利用率的同時，也達到將室內(nèi)空氣調(diào)節(jié)至理想舒適度的要求。

2.2 暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)應(yīng)用原則

暖通空調(diào)工程中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)應(yīng)遵循以下3個原則：首先，經(jīng)濟實用性原則。工程在設(shè)計與規(guī)劃時，都需考慮經(jīng)濟實用性原則，尤其是暖通空調(diào)這種高能耗工程項目更應(yīng)如此。建筑暖通空調(diào)工程在設(shè)計時，相關(guān)人員就要根據(jù)節(jié)能技術(shù)對涉及的能源單價、設(shè)備檔次等進行綜合考慮，以保證暖通空調(diào)工程在建成運行時，實現(xiàn)既能節(jié)約成本又能發(fā)揮降低能耗的雙重目標(biāo)。其次，可靠性原則。與暖通空調(diào)工程中其他技術(shù)相比，節(jié)能技術(shù)在我國的發(fā)展時間較短，尚處于摸索階段，其技術(shù)應(yīng)用的成熟度還有待提高。因此，建筑暖通工程項目在對節(jié)能技術(shù)實際應(yīng)用時，要秉承可靠性。這就要求對暖通空調(diào)工程中水電輸出設(shè)備以及其他設(shè)備有清晰的了解，并根據(jù)工程需求制定相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用方案，只有這樣，才能確保節(jié)能技術(shù)與暖通空調(diào)工程項目的需求相吻合。最后，節(jié)能環(huán)保原則。目前，建筑行業(yè)是我國能源消耗結(jié)構(gòu)中占比相對較大的行業(yè)，而暖通空調(diào)工程又是建筑工程中能源消耗最大的部分，通過在暖通空調(diào)工程中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)可以有效降低能源消耗，進而減少對周圍環(huán)境的污染。

3 建筑暖通空調(diào)中的節(jié)能技術(shù)

傳統(tǒng)建筑的建設(shè)已經(jīng)最大程度地滿足了居住建筑的必需功能性要求，但在技術(shù)與規(guī)劃方面缺少暖通調(diào)節(jié)，已無法滿足人們當(dāng)前對生活品質(zhì)的要求。因此，現(xiàn)代化的建筑規(guī)劃與設(shè)計增加了暖通空調(diào)工程，對空氣進行處理，提高了居住環(huán)境的適宜性。然而，暖通空調(diào)工程的運用增加了能源消耗，不符合當(dāng)前綠色節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求。這就要求在暖通空調(diào)工程中融入節(jié)能技術(shù)，這樣不僅可以減少能源消耗，同時，也能保證居住環(huán)境的適宜性需求。下面就當(dāng)前建筑暖通空調(diào)工程中的節(jié)能技術(shù)進行簡單闡述。

3.1 熱能回收技術(shù)

熱能回收技術(shù)是對暖通空調(diào)中的余熱回收再利用，這樣能夠有效控制建筑暖通空調(diào)工程中熱能量浪費的情況，進而提升暖通空調(diào)工程能源利用率。因此，熱能回收技術(shù)在暖通空調(diào)工程節(jié)能中的應(yīng)用具有重要意義。熱能回收可以分為部分熱能回收與全部熱能回收，部分熱能回收只是將冷水機組排放的部分熱能回收，全部熱能回收是將系統(tǒng)中排放的所有熱能全部回收。目前，暖通空調(diào)系統(tǒng)中常用的熱回收設(shè)備有板式顯熱交換器、冷凝熱衛(wèi)生熱水供應(yīng)器、轉(zhuǎn)輪式全熱交換器等。同時，通過智能電氣化技術(shù)在熱能回收技術(shù)中的應(yīng)用可以實現(xiàn)智能化熱能回收，即根據(jù)用戶需求做出判斷，進而更有效地回收熱能，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

3.2 變頻技術(shù)

建筑暖通空調(diào)工程中運用變頻技術(shù)不僅可以滿足空調(diào)系統(tǒng)使用需求，同時，隨著變頻技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟，有效地保證了系統(tǒng)運行的安全、穩(wěn)定性。最重要的是變頻技術(shù)的應(yīng)用可以進一步優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)，進而降低空調(diào)系統(tǒng)對能源的消耗量。就以變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)來分析，當(dāng)房間內(nèi)的負荷低于額定負荷時，溫度傳感器會將感應(yīng)到的信號傳遞給變風(fēng)量末端，變風(fēng)量末端就會根據(jù)溫度信號指示將內(nèi)部風(fēng)閥的開度自動調(diào)小，從而減少對房間內(nèi)的送風(fēng)量。當(dāng)變風(fēng)量末端風(fēng)閥調(diào)小后，主干風(fēng)管的壓力隨之升高，空調(diào)機組根據(jù)主干風(fēng)管壓力變化對風(fēng)機進行變頻調(diào)節(jié)，風(fēng)機變頻速度降低，減少送風(fēng)量，以適應(yīng)房間負荷降低的變化。由此可見，風(fēng)機變頻調(diào)節(jié)不僅可以讓系統(tǒng)根據(jù)需求供應(yīng)風(fēng)量，同時，在變頻的調(diào)節(jié)下降低風(fēng)機頻率、節(jié)省電能，從而實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

3.3 除濕空調(diào)

除濕空調(diào)主要是通過除濕與蒸發(fā)冷卻的原理對房間內(nèi)的空氣進行處理調(diào)節(jié)。除濕空調(diào)中的能源消耗要遠低于傳統(tǒng)制冷系統(tǒng)，除濕空調(diào)只需要余熱、太陽能等低品質(zhì)能源就可以驅(qū)動，有效地降低了化石能源消耗量；同時，除濕空調(diào)僅將空氣與水作為工質(zhì)，并不會對環(huán)境造成污染。另外，除濕空調(diào)中的干燥劑還可以吸附空氣中的污染物，在保證室內(nèi)空氣濕度的同時，還可以去除空氣中的污染物，有效提升室內(nèi)空氣品質(zhì)。除濕空調(diào)根據(jù)干燥劑類型的不同，可以劃分為液體除濕空調(diào)與固體除濕空調(diào)；根據(jù)除濕方式的不同，還可以劃分為干燥劑除濕、冷凝除濕、膜除濕以及加壓除濕。

3.4 太陽能技術(shù)

太陽能作為一種可再生能源，同時，也是當(dāng)前節(jié)能技術(shù)應(yīng)用最廣泛的一種能源。因此，在暖通空調(diào)工程中合理規(guī)劃應(yīng)用太陽能可以有效降低消耗，同時，還可以提升節(jié)能效果。具體而言，暖通空調(diào)工程在建設(shè)規(guī)劃與設(shè)計時，要考慮項目所處地理位置的氣候因素，通過相應(yīng)技術(shù)，將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能熱水裝置與暖通空調(diào)裝置所需的能量，這樣不僅可以提升節(jié)能效果，同時還可以有效降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行成本?？偠灾柲芗夹g(shù)在暖通空調(diào)工程中的應(yīng)用，不僅可以使系統(tǒng)滿足空氣處理調(diào)節(jié)的需求，同時還可以滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省更多能源，促使城市的可持續(xù)發(fā)展。

3.5 水源熱泵技術(shù)

水源熱泵技術(shù)的原理是通過輸入電力、燃氣等高品位能源將低溫位轉(zhuǎn)化為高溫位。水源熱泵技術(shù)就是將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水中，在冬季，則是通過在恒定溫度的水源中提取能量，并借助熱泵原理將水或者空氣作為載冷劑來調(diào)節(jié)建筑物溫度。一般情況下，當(dāng)水源熱泵消耗1kW能量，用戶則可以獲取4kW以上的冷能或者熱能。水源熱泵屬于再生能源，再加上運行效率高、費用低、節(jié)能，在建筑暖通空調(diào)工程中被廣泛應(yīng)用。水源熱泵在冬季可以利用的水體溫度在12～22℃，遠高于冬季室外空氣溫度。熱泵循環(huán)蒸發(fā)溫度提高，能效比也會提升。與電采暖相比，暖通空調(diào)工程中合理運用水源熱泵技術(shù)可以減少7成以上的電能消耗。另外，水源熱泵技術(shù)中的水體溫度相對穩(wěn)定，尤其是地下水源，其波動性遠低于空氣的變動，是一種理想的熱泵冷熱源。因此，水源熱泵技術(shù)的運行穩(wěn)定可靠，并不會像傳統(tǒng)空氣源熱泵會在冬天結(jié)霜。除此之外，水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用也不會產(chǎn)生任何環(huán)境污染。北京奧運村就應(yīng)用了水源熱泵技術(shù)，該技術(shù)在應(yīng)用中無須鍋爐和冷卻塔，但能源消耗僅是傳統(tǒng)電鍋爐的25%。

3.6 自然風(fēng)能

自然風(fēng)能屬于再生能源，其供冷是暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的重要組成部分。當(dāng)室外空氣中的總熱量與溫度低于室內(nèi)時，供冷期就可以通過室外風(fēng)中的自然風(fēng)能來滿足室內(nèi)冷負荷的需求。通常這種情況都出現(xiàn)在供冷期的夜間與過渡季，夜間采用的是通風(fēng)蓄冷，而過渡季則是采用新風(fēng)直接供冷的方式。與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比。自然風(fēng)能為建筑物提供的冷量只需要少量的電能或者不需要電能，就能實現(xiàn)能源消耗的降低，減少對環(huán)境污染，同時，也實現(xiàn)提升室內(nèi)空氣品質(zhì)的目標(biāo)。

4 建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

4.1 加強新興環(huán)保能源的利用與開發(fā)

就當(dāng)前建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能技術(shù)的發(fā)展來看，新型環(huán)保能源也成為創(chuàng)新發(fā)展的趨勢，目前主要的新興環(huán)保能源有太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能。太陽能與風(fēng)能已在建筑暖通空調(diào)節(jié)能工程中得以運用。因此，也可以提升生物質(zhì)能在建筑暖通空調(diào)工程中的開發(fā)利用力度。生物質(zhì)能主要是指對人畜糞便以及腐敗植物進行物質(zhì)處理生成生物燃料，再用于發(fā)電、取暖等方面的能量需求轉(zhuǎn)換。隨著科技的發(fā)展，已經(jīng)可以對部分腐殖質(zhì)、廢棄物進行技術(shù)處理，將其轉(zhuǎn)換為清潔能源，在冬季或者極寒部分可以直接用作暖通空調(diào)的供暖燃料。對多余的燃料也可以通過發(fā)電系統(tǒng)將之轉(zhuǎn)化為電能，再應(yīng)用到暖通空調(diào)系統(tǒng)中。新興環(huán)保能源在暖通空調(diào)中的應(yīng)用不僅可以緩解用電壓力、降低對傳統(tǒng)能源的消耗，同時，又環(huán)保無污染。除此之外，對于當(dāng)前已經(jīng)應(yīng)用到建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中的可再生能源，如太陽能、自然風(fēng)能以及水源熱泵等也要進一步研發(fā)、創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)，為建筑暖通空調(diào)工程的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4.2 加強新節(jié)能環(huán)保技術(shù)的開發(fā)利用

新節(jié)能環(huán)保技術(shù)的開發(fā)利用可以從房屋呼吸系統(tǒng)與低溫地板輻射采暖技術(shù)兩個方面入手。首先，房屋呼吸系統(tǒng)的開發(fā)利用。房屋呼吸系統(tǒng)是一種外墻進風(fēng)、衛(wèi)生間出風(fēng)以及屋頂排風(fēng)的新興通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)取高空空氣，并對其進行過濾、除塵、滅菌、降溫/加熱、除濕/加濕等處理，以低速從房間底部送風(fēng)口送入房間，污濁的空氣則通過排氣孔排出，這種方式可以有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，同時減少熱能損失，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。其次，采用低溫地板輻射采暖技術(shù)。該項技術(shù)應(yīng)用在地板上，地板下需要埋設(shè)熱水管，通過水管加熱實現(xiàn)室內(nèi)取暖。低溫地板輻射取暖技術(shù)需要熱水作為介質(zhì)，這樣輻射表面溫度需要控制在45℃以內(nèi)。這種采暖方式也是以對流形式向上持續(xù)傳遞熱能，讓人們感受到腳暖的同時，還可以保持頭頂涼爽。這樣不僅可以給我們舒適的室內(nèi)環(huán)境，同時還可以減少揚塵。為了進一步提升低溫地板輻射采暖的節(jié)能性能，可以運用清潔能源加熱水溫以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的取暖目標(biāo)，如天然氣。

5 結(jié)語

總而言之，隨著節(jié)能減排政策的出臺，人們的節(jié)能環(huán)保意識也在不斷提升。綠色環(huán)保已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)展趨勢，作為能源消耗占比比較大的建筑行業(yè)，其在建設(shè)規(guī)劃中更應(yīng)該融入綠色環(huán)保理念，尤其是暖通空調(diào)工程。建筑暖通空調(diào)工程在設(shè)計與建設(shè)時，若不能切實應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，勢必會造成能源的浪費，甚至還會對周圍環(huán)境造成污染。因此，建筑暖通空調(diào)工程在規(guī)劃與建設(shè)時，要充分考慮節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)項目實際需求科學(xué)合理地選擇節(jié)能技術(shù)，在實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的同時，促使建筑暖通工程的可持續(xù)發(fā)展。