節(jié)能環(huán)保材料及技術在暖通空調(diào)施工中的應用

王丹

(山西省安裝集團股份有限公司，山西 太原 030032)

近年來，隨著人們生活水平的提高和住房條件的改善，人們對室內(nèi)環(huán)境的舒適性提出了越來越高的要求。暖通空調(diào)系統(tǒng)是建筑物內(nèi)實現(xiàn)室內(nèi)溫度、濕度、潔凈度和空氣品質等環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)的重要設施。其主要作用是為建筑內(nèi)提供一個合適的溫度、濕度、潔凈度和空氣品質，以滿足人體舒適及建筑物內(nèi)工作、生活的要求。節(jié)能環(huán)保材料及技術，在暖通空調(diào)中的應用策略暖通空調(diào)的應用能有效減少能源的浪費，促進社會可持續(xù)發(fā)展。隨著人們對環(huán)境保護意識的不斷提高，社會各界對暖通空調(diào)節(jié)能環(huán)保的要求也在不斷提高。暖通空調(diào)的應用直接關系到人們生活質量，隨著環(huán)保意識的不斷提高，人們對暖通空調(diào)節(jié)能環(huán)保技術也越來越重視。隨著暖通空調(diào)使用數(shù)量的不斷增加，在這一過程中也會產(chǎn)生一定的能源浪費，為了降低能源消耗、提高能源利用率、保護環(huán)境，合理應用節(jié)能環(huán)保材料及技術勢在必行。

1 暖通空調(diào)工程施工現(xiàn)狀

1.1 施工人員的專業(yè)知識和技術水平不高

暖通空調(diào)工程施工是一項專業(yè)性很強的工作，施工人員除了必須具備相應的專業(yè)知識外，還應具備一定的技術水平。目前，很多施工人員的專業(yè)知識不夠全面，技術水平也不夠高，給工程施工帶來了很大困難，因此，在進行暖通空調(diào)工程施工時，應加大對暖通空調(diào)施工人員的培訓力度，加強對專業(yè)知識的學習和掌握。此外，還需加強對施工人員技術水平的考核與評價，提高其技術水平和工作責任心，同時還應加大對暖通空調(diào)工程施工的監(jiān)管力度，督促、檢查施工人員認真負責地做好暖通空調(diào)工程施工，以保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的質量。

1.2 暖通空調(diào)施工缺乏科組織

暖通空調(diào)系統(tǒng)的施工是一個系統(tǒng)工程，需要各方面的密切配合，但是一些施工單位在暖通空調(diào)系統(tǒng)施工過程中，缺乏科學、合理的組織管理，對工程質量管理不嚴格，施工中出現(xiàn)各種問題。如在安裝空調(diào)機組時部分工作人員沒有按照技術規(guī)范操作，隨意修改安裝位置和管道走向，有的工作人員為了省事未按圖紙施工直接在系統(tǒng)中設置一個循環(huán)泵來控制整個空調(diào)機組的啟停，導致系統(tǒng)出現(xiàn)流量忽大忽小、壓力忽高忽低等問題，影響了整個空調(diào)系統(tǒng)的正常運行[1]。

1.3 暖通空調(diào)施工人員與管理人員協(xié)調(diào)不夠

由于暖通空調(diào)施工人員在工作過程中與管理人員的溝通不夠，因此在施工過程中與管理人員的交流往往不夠深入，導致了暖通空調(diào)施工質量得不到保證，其原因主要是由于施工人員缺乏溝通能力，在工作過程中常常遇到一些問題時，不能及時有效地與管理人員進行交流和溝通，對施工中存在的問題沒有進行有效解決，導致工作效率低下。另外，一些施工單位在暖通空調(diào)施工過程中忽視了對暖通空調(diào)施工成果質量的把關工作，缺乏有效地監(jiān)督管理措施，使暖通空調(diào)系統(tǒng)在實際應用中出現(xiàn)問題。

1.4 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能潛力大

暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個高耗能的系統(tǒng)，其能耗占建筑物總能耗的40%左右，其中，風機、水泵、冷卻水泵、熱水鍋爐等設備在空調(diào)系統(tǒng)中占到50%～70%。這些設備的運行時間與人們工作時間基本一致，在工作過程中會產(chǎn)生大量的廢熱，浪費了大量的能源。因此，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗具有重大意義。目前，我國在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術上取得了一定進展，如地源熱泵技術、蓄能技術和水蓄熱技術等，但總體上看與發(fā)達國家相比仍有較大差距。

2 節(jié)能環(huán)保背景下暖通空調(diào)設計施工技術原則

2.1 低碳施工原則

低碳施工是指在施工過程中，利用節(jié)能技術和設備，從源頭減少資源消耗、提高能源利用效率的一種施工理念。其主要目的是降低建筑物在建造和使用過程中對環(huán)境造成的負面影響，提高建筑能源的利用效率，達到節(jié)能、環(huán)保等方面的要求。低碳施工原則主要有：1)選擇低能耗的設備，并且將節(jié)能設備使用在重要部位，比如采用變頻的空調(diào)設備等；2)提高能源利用率，例如在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，通過科學合理的控制系統(tǒng)、新能源、高效設備等方式，將電能轉化為熱能與其他形式的能；3)從源頭上減少對環(huán)境的污染，在施工過程中將對環(huán)境產(chǎn)生影響的因素降到最低；4)注重綠色施工，減少資源浪費，促進可持續(xù)發(fā)展[2]。

2.2 可循環(huán)原則

在設計暖通空調(diào)的過程中，應該充分考慮到能源的循環(huán)利用問題，這樣才能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。因此，在進行暖通空調(diào)設計的過程中，一定要遵循可循環(huán)設計工作原則，這樣才能夠保證整個建筑系統(tǒng)運行的合理性、經(jīng)濟性。另外，在進行暖通空調(diào)設計時，應該充分考慮到能源利用效率的問題，要提高能源利用效率，以此才能有效地節(jié)約能源，降低能源消耗的總量。在施工過程中，發(fā)現(xiàn)可優(yōu)化設計，提高能源利用效率，應及時聯(lián)系設計院，變更設計。

2.3 協(xié)調(diào)施工原則

在施工暖通空調(diào)時要充分考慮到與建筑施工、結構施工等之間的關系，不僅要對建筑整體進行分析，還要對暖通空調(diào)各部分進行合理的施工，尤其是要將室內(nèi)設備和室外設備等聯(lián)系起來，實現(xiàn)和諧統(tǒng)一。另外，要充分考慮到建筑各部分之間的關系，將暖通空調(diào)作為一個整體進行分析，在保證暖通空調(diào)良好運行的前提下實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的要求。尤其是在我國目前的經(jīng)濟發(fā)展過程中，人們對建筑暖通空調(diào)的使用要求也越來越高，因此在進行暖通空調(diào)施工時，要充分考慮到與建筑施工、結構施工之間的關系，按照暖通空調(diào)施工中節(jié)能環(huán)保的要求進行施工。

3 暖通空調(diào)施工中常用的節(jié)能環(huán)保材料

3.1 橡塑保溫材料的應用

橡塑保溫材料作為暖通空調(diào)的重要組成部分，其在實際應用過程中對降低能耗、提高節(jié)能效果具有重要意義。因此，在暖通空調(diào)中應合理應用橡塑保溫材料，以實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。就我國目前橡塑保溫材料的應用情況來看，其主要應用于暖通空調(diào)領域。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，暖通空調(diào)領域也在不斷擴大，為了滿足人們的居住需求，暖通空調(diào)在運行過程中會消耗大量能源，因此要實現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能環(huán)保的目的，就必須在暖通空調(diào)中合理應用橡塑保溫材料。1)選擇高質量、高標準的橡塑保溫材料[3]。由于暖通空調(diào)中所使用的保溫材料都具有一定的高標準、高質量，因此在使用過程中應選擇高質量、高標準的橡塑保溫材料。例如，目前市場上橡塑保溫材料主要分為兩種類型：一種是硬質橡塑保溫材料；另一種是軟質橡塑保溫材料。由于橡塑保溫材料具有較好的穩(wěn)定性與環(huán)保性，因此在實際應用過程中應選擇硬質橡塑保溫材料；2)對橡塑保溫材料進行科學合理的分類，對于不同類型的橡塑保溫材料應采用不同的施工方法進行施工，以避免對環(huán)境造成嚴重影響。由于不同類型的橡塑保溫材料所使用的施工方法以及鋪設方式都存在一定差異，因此應根據(jù)實際情況選擇不同類型的橡塑保溫材料進行鋪設。

3.2 玻鎂風管材料的應用

玻鎂風管是由玻鎂、水泥、膠粉聚苯顆粒等組成的一種復合風管，是一種替代無機玻璃風管和玻璃纖維風管的新一代環(huán)保節(jié)能型風管，產(chǎn)品結構為三層復合，即內(nèi)外兩層高強度無機材料和中間一層絕熱材料，在實際的應用過程中具有十分突出的優(yōu)點，玻鎂風管不僅具有良好的保溫性能，同時還能有效的解決風管的防火問題。在實際應用過程中，玻鎂風管能夠有效避免空氣中水蒸氣以及熱量進入到室內(nèi)，減少熱量的損失，確保室內(nèi)空氣干燥，降低室內(nèi)濕度。在這一過程中，玻鎂風管能夠很好的滿足節(jié)能環(huán)保要求，同時還能有效避免空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生結露現(xiàn)象，提高空調(diào)系統(tǒng)運行效率。在實際應用過程中，玻鎂風管也能夠起到一定的隔音效果，有效減少噪音對人們正常生活影響。此外，玻鎂風管在價格方面也具有一定優(yōu)勢，玻鎂風管還具有較強的抗菌性能和抗氧化性能，能夠有效提高人們生活質量。因此，在實際應用過程中，玻鎂風管能夠有效滿足不同建筑需求，在保證室內(nèi)空氣質量基礎上降低了能源消耗。

3.3 巖棉復合板

巖棉復合板是一種保溫材料，以石如玄武巖、鐵礦石、鋁礬土等為主要原料，經(jīng)過高溫融熔加工加入適量粘結劑成的人工無機纖維，具有質量輕、導熱系數(shù)小、吸熱、不燃的特點，防止冬天的熱損失和夏天的熱增益，是巖棉最大的應用領域。在實際應用過程中，巖棉復合板的隔熱效果非常顯著，同時也能很好地滿足節(jié)能環(huán)保要求，巖棉復合板的推廣對我國尤其是北方寒冷地區(qū)的建筑節(jié)能具有重要的意義。巖棉復合板具有較強的防火性能，同時也能有效解決火災事故對人們正常生活產(chǎn)生的影響。在這一過程中，巖棉復合板的應用還能有效降低噪音對人們正常生活影響。在實際應用過程中，巖棉復合板的保溫效果也很顯著，能夠有效避免空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生結露現(xiàn)象，同時也能減少熱量損失。在實際應用過程中，巖棉復合板還能有效降低能耗，提高空調(diào)系統(tǒng)運行效率。此外，巖棉復合板還能降低投資成本[4]。

3.4 相變儲能材料的應用

相變儲能材料是利用材料儲熱特性，來儲存或者是釋放其中的熱量，從而達到一定的調(diào)節(jié)和控制該相變材料周圍環(huán)境的溫度的效果，因此它能改變能量使用的時空分布，提高能源的使用效率的新型儲能材料。目前，我國暖通空調(diào)中應用較多的是相變儲能材料。相變儲能材料通常有兩種形式：一種是以石蠟為主要成分的普通相變材料，另一種是以復合相變材料為主要成分的高品質相變材料。普通相變材料通常具有較高的儲能密度，但由于其熔點較低，一般只能應用在建筑保溫領域；復合相變材料則具有較高的儲能密度，同時熔點也相對較低，因此復合相變材料在暖通空調(diào)中的應用則更加廣泛。暖通空調(diào)中應用的復合相變材料一般包括膨脹石墨、石蠟、脂肪酸等多種類型[5]。膨脹石墨、石蠟、脂肪酸等都屬于低熔點相變材料，這類材料在常溫下不會發(fā)生任何變化，但在高溫環(huán)境下會發(fā)生熔化現(xiàn)象；而脂肪酸則屬于高熔點相變材料，其熔點較高，且在常溫下不會發(fā)生任何變化。在使用前需要將這兩類材料分別進行熔融處理，并將其混合均勻。其中，石蠟是最常見的一種復合相變材料。在進行混合過程中應注意石蠟與石蠟之間的相容性問題，只有二者之間的相容性較好時才能有效發(fā)揮其作用。將復合相變儲能材料應用于暖通空調(diào)中時，應注意石蠟與復合相變儲能材料之間的相容性問題，主要是因為石蠟與復合相變儲能材料之間存在一定的相溶性問題，如果將這兩種材料混合均勻后使用，則很容易出現(xiàn)由于石蠟與復合相變儲能材料之間相容性問題而導致的相溶性差的問題。

3.5 采用新型的節(jié)能設備

暖通空調(diào)技術的發(fā)展，使新型設備得到了廣泛的應用，其中包括了蓄熱式鍋爐、新型蓄冷材料、蓄冷罐等，這些新型設備的應用，能有效減少能源的消耗，對環(huán)境保護和節(jié)能效果具有重要意義。蓄熱式鍋爐作為暖通空調(diào)的重要組成部分，其自身具有良好的節(jié)能效果。蓄熱式鍋爐在實際應用中不僅能夠提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能夠降低能源的消耗。新型蓄冷材料具有良好的保溫性能，能夠有效降低能源消耗，有效保護環(huán)境。

4 節(jié)能環(huán)保技術在暖通空調(diào)中的具體應用

4.1 熱泵技術的應用

熱泵技術是一項利用能源的循環(huán)技術，可以將所需能源轉換成熱量，然后將其傳遞到環(huán)境中去，從而達到節(jié)約能源的目的。熱泵技術主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器三個重要部分組成。由于空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，所以可以通過安裝空氣源熱泵來對其進行利用。這種空氣源熱泵具有制熱性能高、供熱費用低等優(yōu)點，而且還可以將能量有效儲存起來，在需要時進行使用[6]。在此基礎上，還可以利用余熱來對室內(nèi)進行加熱，盡管這種空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中不會產(chǎn)生嚴重的污染，但是也存在一定的問題。首先，如果將其應用到一些寒冷地區(qū)，很可能會導致其出現(xiàn)結冰現(xiàn)象。其次，這種空調(diào)系統(tǒng)運行時需要消耗大量電能，因此在使用過程中會對其造成一定程度的浪費，因此在進行利用時應該注意以下幾點：首先，可以利用太陽能來進行加熱；其次可以通過太陽能熱泵技術來實現(xiàn)加熱；最后還可以將其應用到一些熱回收系統(tǒng)中去，這種熱泵系統(tǒng)主要是通過循環(huán)來實現(xiàn)熱量的轉移，因此在運行過程中不會產(chǎn)生污染問題，但是其費用比較高。

4.2 余熱回收技術的應用

余熱回收技術是將余熱通過適當?shù)姆绞郊右岳?，從而達到節(jié)能減排的效果，而在建筑暖通空調(diào)中應用余熱回收技術，可以有效的減少暖通空調(diào)的運行成本。建筑暖通空調(diào)中具有很多余熱，其中最大的一部分就是夏季室外溫度較高時，其余熱會通過冷卻水排出，而冬季室外溫度較低時，其余熱也會通過冷凝水排出。這些余熱在沒有被利用時會對能源浪費，因此對于這種情況可以采用一些有效措施來對其進行合理利用。例如在夏季室外溫度較高時可以將冷卻水排出，從而降低室內(nèi)溫度，而在冬季室外溫度較低時可以將冷卻水連接換熱器，從而提高室內(nèi)溫度，通過這樣的方式可以有效降低暖通空調(diào)的運行成本[7]。其次，是對于冷凝水進行回收利用。冷凝水在夏季會出現(xiàn)溫度較高的現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象也是造成暖通空調(diào)污染的主要原因之一，在暖通空調(diào)中應用余熱回收技術可以有效降低冷凝水溫度，從而實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。具體措施為對室內(nèi)冷卻塔進行合理改造，將其改造為具有一定效率的冷卻塔，在暖通空調(diào)中應用蒸發(fā)式冷凝器技術來進行冷凝水回收，利用熱交換器對冷凝水進行回收，通過這些措施可以有效提高冷凝水溫度，從而減少冷凝水對環(huán)境造成的污染。

4.3 變頻節(jié)能技術的應用

暖通空調(diào)在運行的過程中，由于外界環(huán)境的變化會導致室內(nèi)的溫度發(fā)生變化，為了保證室內(nèi)溫度達到用戶的要求，會通過一定的方式來調(diào)節(jié)空調(diào)運行參數(shù)。暖通空調(diào)在運行過程中，要對室內(nèi)溫度進行調(diào)節(jié)，主要是通過調(diào)節(jié)室外溫度與室內(nèi)溫度之間的差值來實現(xiàn)。在暖通空調(diào)運行過程中，如果室外溫度較低則要加大制冷量；如果室外溫度較高，則需要適當減少制冷量。隨著空調(diào)技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)在很多空調(diào)都采用變頻技術來進行節(jié)能控制，變頻技術在暖通空調(diào)中的應用主要是通過改變壓縮機頻率來實現(xiàn)節(jié)能目的，在對暖通空調(diào)進行變頻改造時，首先應該確定壓縮機的轉速和頻率，然后將轉速和頻率調(diào)到最大值，以此可以保證壓縮機達到額定轉速[8]。通過變頻改造之后可以使暖通空調(diào)系統(tǒng)獲得較大的調(diào)節(jié)范圍和較高的調(diào)節(jié)精度。如果暖通空調(diào)在運行過程中需要對溫度進行控制，則應該在室內(nèi)設定一定的溫度范圍來進行控制，如果室內(nèi)設定的溫度比室外溫度高出一定值時，則可以通過增加壓縮機的頻率來增加制冷量，這種方式也是一種比較節(jié)能環(huán)保的方法，在對暖通空調(diào)進行變頻改造時需要注意兩個問題：1)選擇合適的變頻器；2)根據(jù)不同部位進行不同頻率調(diào)節(jié)。

4.4 合理利用新能源

我國的新能源儲備量較大，在開發(fā)利用過程中要結合實際情況進行選擇，不斷優(yōu)化技術和結構，有效減少能源浪費問題，比如利用太陽能來對暖通空調(diào)進行改造，可以實現(xiàn)多種功能的發(fā)揮。首先，太陽能的利用具有一定的優(yōu)勢，它不受季節(jié)影響，可以利用白天和夜晚的陽光來對建筑物進行加熱和冷卻，這樣既可以節(jié)約能源又可以節(jié)約大量的水；其次，太陽能還可以應用于工業(yè)生產(chǎn)中。比如在一些化工廠、生產(chǎn)車間等需要供暖和制冷的地方可以合理地應用太陽能，不僅可以減少資源浪費還能起到環(huán)保作用[9]。最后，在我國還存在著大量的風能資源，利用風能來進行供暖、制冷可以有效節(jié)約能源消耗，但是在利用風能時也要注意一定的問題：首先，是風速較小難以滿足需要；其次是風速較小且持續(xù)時間較短；再次是風力較小且持續(xù)時間短，針對這些問題可以采用小型風力發(fā)電機組進行解決。除此之外，還可以利用太陽能熱水器來進行供暖，如果條件允許的情況下，還可以在建筑物中安裝太陽能電池板來增加能源利用率和減少能源消耗。

5 結語

我國是一個人口大國，因此能源資源比較短缺，并且對環(huán)境造成的影響也很大，暖通空調(diào)的應用就會對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，為了能夠使我國經(jīng)濟更好地發(fā)展，必須要減少暖通空調(diào)對環(huán)境造成的污染。近年來我國提倡可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對于節(jié)能環(huán)保技術的應用越來越重視。暖通空調(diào)是一種耗能較大的設備，如果在應用過程中不注意節(jié)能環(huán)保措施的使用就會對環(huán)境造成一定影響，雖然我國已經(jīng)有很多企業(yè)在節(jié)能環(huán)保技術方面進行了研究和應用，但是由于技術和資金方面的限制還是存在著一些問題，為了能夠使我國經(jīng)濟更好地發(fā)展就必須要積極應用節(jié)能環(huán)保技術來進行改造，為我國經(jīng)濟更好地發(fā)展做出貢獻。