郭 鋒

（太原市建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013）

在現(xiàn)代建筑中，暖通系統(tǒng)是不可或缺的一個(gè)重要系統(tǒng)。暖通系統(tǒng)能夠提高建筑的舒適度，但暖通系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中需要消耗大量能源，并會(huì)給生態(tài)環(huán)境造成一定的污染。在節(jié)能環(huán)保思想越來(lái)越深入人心、環(huán)境污染及資源短缺問(wèn)題日益加劇的背景下，對(duì)建筑暖通系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)具有著重要的意義。換言之，建筑暖通設(shè)計(jì)不但要注重自身功能，同時(shí)還要兼顧節(jié)能效果。

1 積極應(yīng)用地源熱泵技術(shù)

地源熱泵是一種將低品位熱能轉(zhuǎn)換為高品位熱能的裝置，它可以利用地下水、水庫(kù)水、江河湖海水等各類水資源及土壤源作為冷熱源。地源熱泵可分為地埋管型、地下水源型及地表水源型等三種類型，其中地埋管型地源熱泵的應(yīng)用范圍最為廣泛，它主要是由埋管和換熱器兩部分組成的，通過(guò)介質(zhì)循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳熱。在夏季時(shí)，由于溫度較高，所以地源熱泵可以將多余的熱量傳遞給大地，以供冬季溫度較低時(shí)進(jìn)行采暖使用；而在冬季時(shí)，地源熱泵則可以吸收地下的熱量并傳遞給建筑，以為建筑供暖；另外地源熱泵還可吸收建筑本身的熱量，以降低建筑物的溫度[1]?？偟膩?lái)說(shuō)，地源熱泵主要有三項(xiàng)特點(diǎn)：一是可再生性，即它是利用可再生能源來(lái)實(shí)現(xiàn)夏季降溫和冬季供暖功能的；二是環(huán)保節(jié)能，即它對(duì)自然環(huán)境的污染小乃至無(wú)污染，且能夠節(jié)省大量的電能；三是維護(hù)成本低，即它的部件主要布置在室內(nèi)及地下，內(nèi)部沒(méi)有過(guò)多的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，自動(dòng)化水平高，耐久性較強(qiáng)，無(wú)需頻繁進(jìn)行維護(hù)。但就我國(guó)國(guó)情現(xiàn)狀來(lái)看，由于受南北方難以達(dá)到平衡的土壤熱量程度的影響，所以給地源熱泵在建筑暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用帶來(lái)了一些問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，在我國(guó)南方地區(qū)，由于地下熱泵長(zhǎng)期接收累積性的地表熱能，蓄積熱量較多，所以足以滿足供暖市場(chǎng)；而在我國(guó)北方地區(qū)，則由于氣候干冷且人們的供暖需求旺盛，所以供暖市場(chǎng)仍舊難以滿足。若長(zhǎng)此以往，很容易導(dǎo)致土壤溫度逐漸失衡。因此，面對(duì)目前供暖失衡的狀況，我國(guó)必須要盡快想辦法予以解決，盡可能的根據(jù)不同地區(qū)的氣候特征來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活的熱泵供熱調(diào)整。

2 積極應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)

通過(guò)應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)，可以當(dāng)暖通系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷增加時(shí)，利用水泵及變頻調(diào)節(jié)設(shè)備等，根據(jù)荷載的實(shí)際情況來(lái)減少能量產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。據(jù)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的能源消耗節(jié)約率約達(dá)45%。以冷凍水泵為例：冷凍水泵在正常運(yùn)行中余量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)需保證12%，在長(zhǎng)久運(yùn)行狀態(tài)下常會(huì)保持最大水流量，但受季節(jié)溫度變動(dòng)的影響，通常其實(shí)際負(fù)載要低于預(yù)定負(fù)載，所以過(guò)去需將溫度調(diào)節(jié)在8℃左右，這顯然增加了運(yùn)行能耗；但若應(yīng)用變頻節(jié)能技術(shù)的話，則能有效改善這一問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍水泵流量的智能化管理。

3 積極應(yīng)用余熱循環(huán)技術(shù)

近年來(lái)，余熱循環(huán)技術(shù)在建筑暖通設(shè)計(jì)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。作為一種新型節(jié)能技術(shù)，余熱循環(huán)技術(shù)的應(yīng)用可以有效降低暖通系統(tǒng)的能耗，以及減少暖通系統(tǒng)造成的空氣污染。余熱循環(huán)技術(shù)是以熱傳遞原理為基礎(chǔ)，通過(guò)結(jié)合循環(huán)系統(tǒng)，從而使余熱能夠從某部分傳遞到其他部分。在很多反應(yīng)堆中，動(dòng)力系統(tǒng)、熱傳輸系統(tǒng)有著不同的回路，能夠避免熱傳遞過(guò)程中液體遭受放射性影響，預(yù)防動(dòng)力回路污染問(wèn)題的發(fā)生。在暖通系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)回路中的余熱進(jìn)行有效應(yīng)用，既可以降低熱量消耗，又有利于提升暖通系統(tǒng)的供暖質(zhì)量，可謂一舉兩得。

4 進(jìn)一步優(yōu)化熱工性能

保溫是建筑暖通系統(tǒng)的一個(gè)主要功能，為確保達(dá)到理想的保溫效果，暖通系統(tǒng)需要消耗大量的能源。因此，為了實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)的節(jié)能目的，應(yīng)當(dāng)要盡量減少其在保溫方面的能耗。具體來(lái)說(shuō)，首先，應(yīng)當(dāng)要對(duì)影響溫度的因素進(jìn)行全面考慮，對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，朝向、建筑形體系數(shù)、建筑自身保溫性能是影響溫度的主要因素。其次，應(yīng)當(dāng)要積極應(yīng)用各種新材料、新技術(shù)?，F(xiàn)階段，地板輻射采暖是建筑領(lǐng)域中應(yīng)用比較廣泛的一種保溫措施，其保暖效果是比較理想的?；诖?，在建筑暖通設(shè)計(jì)中可以選擇地板輻射采暖技術(shù)，并嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)人居環(huán)境中地板的最大散熱量及可用溫度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。再者，還應(yīng)當(dāng)要對(duì)門(mén)窗材料進(jìn)行合理選擇，確保門(mén)窗的密封性能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，避免由于門(mén)窗密封不好而導(dǎo)致熱量損耗。

5 將供熱、采暖、通風(fēng)技術(shù)與節(jié)能技術(shù)有機(jī)結(jié)合

在傳統(tǒng)建筑暖通設(shè)計(jì)中，供熱、采暖、通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用比較注重暖通系統(tǒng)對(duì)于生活環(huán)境的改善效果，而很少考慮節(jié)能方面的問(wèn)題。但是，在新型節(jié)能設(shè)計(jì)理念下，若想實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)的節(jié)能，必須嚴(yán)格按照國(guó)家能源使用方面的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將供熱、采暖、通風(fēng)技術(shù)與節(jié)能技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)的優(yōu)化與升級(jí)。首先，在供熱技術(shù)方面，可以采用塑料外殼管道來(lái)替代傳統(tǒng)的輸配管道，其不僅可以實(shí)現(xiàn)安裝成本的降低，還可以提高熱保溫效果。新型的管外是塑料的、管子是鋼制的塑料外殼管道，適用范圍較廣，可以順利輸送熱水，保障暖通系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[2]。其次，為了降低暖通系統(tǒng)的能耗，應(yīng)當(dāng)要改變傳統(tǒng)電能供暖方式，盡可能地應(yīng)用地?zé)崮堋⑻?yáng)能等清潔型能源、可再生資源，這樣的做法還有利于降低暖通系統(tǒng)的碳排放量?，F(xiàn)階段，暖通系統(tǒng)中比較常用的節(jié)能技術(shù)主要有地源熱泵技術(shù)、太陽(yáng)能熱水器、冰蓄冷系統(tǒng)等。其中，地源熱泵技術(shù)上文已經(jīng)有詳細(xì)的分析，不再贅述。太陽(yáng)能是一種清潔型可再生能源，太陽(yáng)能熱水器是由循環(huán)泵、給水箱、儲(chǔ)水箱、集熱器等部分組成，主要作用是提供熱水，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能的有效利用，可減少暖通系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)能源的應(yīng)用；與水相比，冰的蓄冷量較高、熱損失較少，冰蓄冷系統(tǒng)便是以此為原理，來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫度送風(fēng)的效果，可有效減少電能的消耗。再者，在通風(fēng)技術(shù)方面，由于無(wú)法強(qiáng)制改變暖通系統(tǒng)中空調(diào)的通風(fēng)量，所以在應(yīng)用節(jié)能技術(shù)之時(shí)，應(yīng)以確保二氧化碳濃度符合標(biāo)準(zhǔn)要求、保障舒適度為主要目標(biāo)，可以采取新風(fēng)轉(zhuǎn)化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，即在風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組位置單獨(dú)的設(shè)計(jì)，適當(dāng)增加一定量的新風(fēng)，而不是在風(fēng)機(jī)盤(pán)管位置直接接通新風(fēng)，這種方式可以得到理想的通風(fēng)效果。

6 采取各種措施降低能量傳輸損耗

在建筑暖通系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，一般需要持續(xù)性地應(yīng)用某些能源。而在這些能源的傳輸過(guò)程中，由于受到諸多因素的影響，所以十分容易發(fā)生損耗，從而引起不必要的資源浪費(fèi)問(wèn)題。面對(duì)這樣的現(xiàn)象，應(yīng)采取有效舉措來(lái)降低暖通系統(tǒng)的部分能源在傳輸過(guò)程中的不必要的損耗，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。例如：可以選擇保溫性能良好的材料，以降低能量傳輸過(guò)程中發(fā)生的損耗；可以應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)空氣參數(shù)的實(shí)時(shí)計(jì)算，從而靈活調(diào)節(jié)暖通系統(tǒng)，達(dá)到降低能量消耗的目的；可以使用輸送性能良好的系統(tǒng)作為輸送系統(tǒng)的動(dòng)力源，以提高輸送能力，降低能量輸送過(guò)程中的耗損；可以盡可能地減少管路材料的使用，縮短管線，以降低能量在循環(huán)過(guò)程中的損耗。

7 合理設(shè)計(jì)暖通自控系統(tǒng)

暖通自控系統(tǒng)顧名思義就是自動(dòng)化控制暖通系統(tǒng)的智能化系統(tǒng)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)暖通自控系統(tǒng)，可以更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。一般情況下，除了采用螺桿式冷水機(jī)組的區(qū)域外，其他區(qū)域均可設(shè)計(jì)為一次泵負(fù)荷側(cè)變流量系統(tǒng)和冷熱源側(cè)定流量系統(tǒng)；供回水總管內(nèi)應(yīng)設(shè)計(jì)有壓差旁通裝置；回水管上應(yīng)設(shè)計(jì)有電動(dòng)二通閥；新風(fēng)管、排風(fēng)管及回風(fēng)管上應(yīng)設(shè)計(jì)有電動(dòng)風(fēng)閥和溫濕度傳感器[3]?？傮w可采用多工況空調(diào)運(yùn)行模式來(lái)實(shí)現(xiàn)自控，其特點(diǎn)是可實(shí)時(shí)控制風(fēng)機(jī)和電動(dòng)閥門(mén)，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、保證系統(tǒng)安全及降低能耗。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段，節(jié)能降耗、綠色環(huán)保已經(jīng)成為了建筑行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)重要任務(wù)與主要趨勢(shì)，而暖通系統(tǒng)作為建筑中的一個(gè)重要系統(tǒng)，其在設(shè)計(jì)中也是如此。因此，在建筑暖通設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)要充分遵循新型節(jié)能設(shè)計(jì)理念，積極應(yīng)用各種先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)暖通系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的研究，以實(shí)現(xiàn)更好的節(jié)能效果，為推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)做出積極的貢獻(xiàn)。