綠色建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)分析

陳曉花

中國(guó)電子工程設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100142

引言

現(xiàn)今，在國(guó)內(nèi)，采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“暖通空調(diào)系統(tǒng)”）的設(shè)置已經(jīng)相當(dāng)普及，在大型商場(chǎng)、人群密集的車站、辦公場(chǎng)所、學(xué)校都隨處可見。暖通空調(diào)是利用設(shè)備來調(diào)節(jié)建筑內(nèi)空氣的溫度、濕度及新風(fēng)含量，以達(dá)到升溫、降溫及通風(fēng)的目的。本文主要探討了暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)和降低設(shè)備噪聲的措施。

1 綠色理念及其在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)用中的重要性

1.1 綠色理念的含義

綠色理念是在面對(duì)過去不合理的發(fā)展方式對(duì)人類自身和環(huán)境帶來威脅的背景下產(chǎn)生的，它指導(dǎo)著21世紀(jì)的生態(tài)建設(shè)。綠色理念的實(shí)施，要求設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中充分考慮環(huán)境因素，通過采取創(chuàng)新的綠色技術(shù)及環(huán)保材料實(shí)現(xiàn)降低建筑能耗，減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生來保護(hù)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。同時(shí)，綠色理念鼓勵(lì)追求適度的消費(fèi)和生活方式，以減少對(duì)資源的過度消耗。綠色理念的實(shí)踐還涉及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，通過推動(dòng)綠色技術(shù)和清潔能源的應(yīng)用，來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，這為可持續(xù)發(fā)展提供推動(dòng)力，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

1.2 綠色理念應(yīng)用于建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性

1.2.1 實(shí)現(xiàn)商業(yè)、理念與環(huán)保的均衡協(xié)調(diào)。應(yīng)用綠色理念于建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中，旨在充分挖掘建筑內(nèi)外多個(gè)模塊的節(jié)能環(huán)保潛力，最大限度地減少能源消耗。通過此舉，既能讓我們享受綠色生態(tài)環(huán)境帶來的福祉，同時(shí)也讓綠色理念根植于生產(chǎn)、生活中，逐漸實(shí)現(xiàn)商業(yè)、理念和環(huán)保之間的平衡與協(xié)調(diào)。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，采用高效節(jié)能的暖通空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)，結(jié)合智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源的有效利用和管理。同時(shí)，注重建筑的隔熱保溫設(shè)計(jì)，合理利用自然采光和自然通風(fēng)等被動(dòng)節(jié)能手段，降低對(duì)人工能源的依賴。

1.2.2 降低諸多類型能量因子的無價(jià)值損耗。在現(xiàn)代市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)變革與升級(jí)的進(jìn)程中，作為“綠色”概念具體化的環(huán)保材料與裝備得到了迅速的發(fā)展。例如，使用橡塑保溫材料，具有抗腐蝕、防塵、耐老化、隔熱、降噪等特征，能夠明顯提高暖通空調(diào)的質(zhì)量，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，避免暖通空調(diào)系統(tǒng)能源的無用或低效損耗。另外，采用安全、耐久的新材料，還能降低建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的維修頻率，使總體的經(jīng)濟(jì)利益處于更合理的水平。新型環(huán)保材料及設(shè)備應(yīng)用能夠提升系統(tǒng)的性能和可持續(xù)性，實(shí)現(xiàn)更高效的能源利用和環(huán)境保護(hù)，為建筑行業(yè)的發(fā)展注入新的動(dòng)力[1]。

2 綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要求

2.1 綠色環(huán)保

綠色建筑的核心是自然、舒適和環(huán)保，因此，在設(shè)計(jì)中，暖通空調(diào)要符合綠色環(huán)保的需要，從技術(shù)的應(yīng)用、材料的選擇、系統(tǒng)的運(yùn)行3個(gè)方面著手，以達(dá)到節(jié)約資源，降低污染的目的。在保證暖通空調(diào)能夠滿足使用功能的前提下，提高了能源利用效率，降低了制冷劑的環(huán)境污染，減弱了暖通空調(diào)在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的噪音，從而提升了暖通空調(diào)運(yùn)行的生態(tài)效益。

2.2 節(jié)能降耗

如今，能源緊張已經(jīng)成為影響社會(huì)發(fā)展的重大問題，受到廣泛關(guān)注。在現(xiàn)代建筑中，暖通空調(diào)是必不可少的基礎(chǔ)功能。然而，由于暖通空調(diào)本身能耗占比較高，其成為建筑能源消耗的主要構(gòu)成。因此，在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)中，節(jié)能降耗成為一個(gè)重要的考慮因素。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，優(yōu)先提倡建筑物的設(shè)計(jì)和布局充分考慮自然通風(fēng)和采光，最大程度利用自然資源來滿足舒適的溫度需求。再者，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員要積極嘗試應(yīng)用可再生能源，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能等。這些可再生能源具有持續(xù)的供應(yīng)和較低的環(huán)境影響，可以有效減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，從而降低能耗和碳排放。此外，引入變頻技術(shù)也是一種有效的節(jié)能手段。通過變頻技術(shù)，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)功率來調(diào)節(jié)能量輸出，按需供應(yīng)，從而提高運(yùn)行的節(jié)能水平，減少能源浪費(fèi)。除了技術(shù)手段，還提倡在使用暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，合理調(diào)整溫度設(shè)定，避免過度制冷或制熱。

2.3 循環(huán)利用

通過對(duì)暖通空調(diào)材料的回收和再利用，可以提高材料的利用率，減少資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和成本的降低。這種循環(huán)利用的做法有助于降低對(duì)新材料的需求，減少能源消耗和環(huán)境污染。除了回收再利用，還可以注重材料的選擇和設(shè)計(jì)的可持續(xù)性。選擇環(huán)保的材料，如可降解材料或具有良好的循環(huán)利用性能的材料，可以降低對(duì)自然資源的消耗，減少環(huán)境負(fù)荷。同時(shí)，注重設(shè)計(jì)的可持續(xù)性，考慮系統(tǒng)的能效、耐用性和維護(hù)性，以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命并減少能源消耗。通過劃分功能區(qū)、回收再利用和環(huán)保材料選擇，可以提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率，降低成本，并推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。這樣的設(shè)計(jì)理念有助于實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)[2]。

3 暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)原則

3.1 綠色保護(hù)原則

當(dāng)前社會(huì)普遍追求低碳環(huán)保，這也是各行各業(yè)需要遵循的原則。在暖通空調(diào)運(yùn)用中，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境是至關(guān)重要的。雖然暖通空調(diào)可以顯著提升生活質(zhì)量，改善室內(nèi)環(huán)境，增加舒適度，但其能耗較高且一些材料可能會(huì)引起污染問題。如果沒有科學(xué)選材，盡管能實(shí)現(xiàn)一定的空氣調(diào)節(jié)和溫濕度控制功能，卻可能對(duì)人體健康帶來危害，并影響環(huán)境質(zhì)量，與低碳環(huán)保的要求相悖。因此，在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選擇采用循環(huán)材料和綠色材料，既能滿足功能要求，又需考慮到材料的適應(yīng)性是否對(duì)環(huán)境和人體有危害。這些材料不僅具備良好的功能性，還要具備環(huán)保性能，能夠降低能源消耗和降低污染物排放造成的環(huán)境負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。同時(shí)，應(yīng)關(guān)注材料的生命周期，從生產(chǎn)、使用到廢棄的全過程進(jìn)行綜合評(píng)估，選擇對(duì)環(huán)境影響較小的材料[3]。

3.2 舒適性基本原則

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)要為改善建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量服務(wù)。所以在設(shè)計(jì)中必須重視舒適性。既要有效調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，改善空氣質(zhì)量，又要積極嘗試采用一些綠色環(huán)保材料，以減少運(yùn)行中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題，與此同時(shí)提升使用舒適性。

3.3 技術(shù)性原則

在進(jìn)行智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循技術(shù)性原則。設(shè)計(jì)人員立足于整體功能的實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)行法規(guī)的各項(xiàng)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝工作。這樣可以使工作人員掌握系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的能源消耗問題，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，從而及時(shí)進(jìn)行排查和維修，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，技術(shù)性原則還包括對(duì)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用。例如，可以嘗試采用智能控制技術(shù)、變頻技術(shù)等，通過優(yōu)化控制策略和運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能耗的降低和能源的高效利用。此外，還可以考慮使用高效的換熱器和節(jié)能設(shè)備，最大程度地減少能源消耗[4]。

4 合理的安裝設(shè)計(jì)能達(dá)到節(jié)能減排效果

4.1 冷熱同源更節(jié)約資源

考慮到我國(guó)地域差異的特點(diǎn)以及客戶需求的多樣性，采用冷熱同源的方案可以滿足不同用戶的需求，避免了單一功能設(shè)備的使用。采用冷熱同源的空調(diào)機(jī)具有明顯的能源輸出優(yōu)勢(shì)。它不僅減少了設(shè)備安裝所需的空間，還提高了設(shè)備的工作效率和能源利用率，符合節(jié)能減排的要求。然而，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行選擇，避免“一刀切”的行為，因?yàn)檫@樣可能導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。每個(gè)項(xiàng)目都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和需求，需要綜合考慮諸多因素，如建筑結(jié)構(gòu)、氣候條件、使用場(chǎng)景等，才能制定最合適的暖通空調(diào)方案[5]。

4.2 蓄能技術(shù)的應(yīng)用能減少能源壓力

蓄能系統(tǒng)投入成本較低，但卻能產(chǎn)生顯著的效果，因此這種方法得到了廣泛應(yīng)用。通過采用蓄能系統(tǒng)，可以有效平衡電力供需關(guān)系，減少暖通空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，蓄能系統(tǒng)的使用還能減少能源浪費(fèi)，提高能源利用效率。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠帶來經(jīng)濟(jì)效益，還能減少對(duì)環(huán)境的影響，符合低碳環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)。在應(yīng)用蓄能系統(tǒng)時(shí)，需要充分考慮具體場(chǎng)景和需求，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性[6]。

4.3 節(jié)能的變頻技術(shù)是空調(diào)未來發(fā)展的方向

將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于大型商場(chǎng)、車站等人流稠密的地方，能夠根據(jù)人流的變化，自動(dòng)進(jìn)行最優(yōu)的節(jié)能操作。變頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是可以對(duì)周圍的溫度進(jìn)行智能感知，從而實(shí)現(xiàn)最節(jié)能、最優(yōu)化地操作，讓室內(nèi)空氣始終處于一種均衡的狀態(tài)，這樣才能保證設(shè)備的正常工作，同時(shí)也能維持較優(yōu)的性能。暖通空調(diào)變頻器的使用，是空調(diào)裝備向智能化方向發(fā)展的一個(gè)重要方向，它可以有效地解決空調(diào)高能耗和環(huán)保的矛盾，同時(shí)減少了設(shè)備的運(yùn)行成本。隨著技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新和推廣，預(yù)計(jì)變頻技術(shù)將在未來繼續(xù)發(fā)揮重要作用，推動(dòng)空調(diào)行業(yè)向智能化方向發(fā)展[7]。

4.4 使用變頻技術(shù)

變頻技術(shù)是一項(xiàng)在各行業(yè)廣泛應(yīng)用的重要技術(shù)之一，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中也具有廣泛的適用性，能夠滿足不同的應(yīng)用環(huán)境和節(jié)能需求。研究表明，合理應(yīng)用變頻技術(shù)可以顯著降低能耗，節(jié)能效果可達(dá)到50%左右。由于其卓越的節(jié)能效果，在現(xiàn)代暖通工程中得到廣泛應(yīng)用。在設(shè)計(jì)節(jié)能系統(tǒng)時(shí)，將變頻技術(shù)納入考慮，可以有效優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅可以確保舒適度，還可以降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的合理保護(hù)。因此，合理應(yīng)用變頻技術(shù)對(duì)于提升暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能具有重要意義，并能夠推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

4.5 自然通風(fēng)技術(shù)

在自然通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用方面，可以利用風(fēng)壓來實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)部空氣的流通，為人們創(chuàng)造更加綠色環(huán)保的生活環(huán)境。為此，我們需要注重建筑設(shè)計(jì)中的通風(fēng)要素，合理設(shè)置通風(fēng)口和窗戶位置，最大程度地利用自然風(fēng)力，使空氣流動(dòng)起來，并通過科學(xué)的建筑布局和材料選擇來實(shí)現(xiàn)最佳通風(fēng)效果?？茖W(xué)地應(yīng)用自然通風(fēng)技術(shù)，可以改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少對(duì)人體健康和環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)節(jié)能。

4.6 冷熱負(fù)荷計(jì)算

在當(dāng)前的節(jié)能形勢(shì)下，進(jìn)一步加強(qiáng)冷熱負(fù)荷計(jì)算具有重要價(jià)值。隨著生活水平的提高，社會(huì)對(duì)空調(diào)的需求量明顯增加，人們對(duì)空調(diào)性能也有更高的期望。因此，空調(diào)需要具備良好的冷熱負(fù)荷調(diào)控能力，通過準(zhǔn)確計(jì)算冷熱負(fù)荷來提升空調(diào)的運(yùn)行質(zhì)量和節(jié)能水平，以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際場(chǎng)景中的優(yōu)異應(yīng)用效果。在進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要確認(rèn)冷熱負(fù)荷的相關(guān)指標(biāo)，并以這些指標(biāo)為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。如果經(jīng)過計(jì)算后發(fā)現(xiàn)負(fù)荷值偏高，就需要考慮是否存在能耗過大或設(shè)備尺寸過大的問題，并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣砜s減尺寸、降低能耗，以減少成本投入。因此，在確定暖通空調(diào)的冷熱負(fù)荷時(shí)，需要全面考慮各種影響因素，找出關(guān)鍵因素，并確定合理的指標(biāo)，以滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過綜合考慮和運(yùn)用綠色理念，可以為建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)提供支持，為創(chuàng)建綠色生態(tài)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。同時(shí)，也需要加強(qiáng)宣傳和培訓(xùn)，提高人們對(duì)綠色建筑和節(jié)能設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)和理解，以推動(dòng)綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。