張永鍇 林森
北京首都機(jī)場(chǎng)節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司 北京 100621
隨著綠色建筑理念的不斷發(fā)展與溫室效應(yīng)持續(xù)強(qiáng)化的情形下,暖通空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用不僅是技術(shù)革新的內(nèi)在體現(xiàn),更是時(shí)代發(fā)展的必經(jīng)路徑。就傳統(tǒng)空調(diào)設(shè)備運(yùn)行來說,不僅對(duì)電力資源的需求較大,更與國(guó)家可持續(xù)發(fā)展路徑相悖?;诖?,人們需要更加綠色、環(huán)保的空調(diào)技術(shù)滿足日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求。所以,暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出,不僅在短時(shí)間內(nèi)迅速占領(lǐng)了各大城市,實(shí)現(xiàn)了普遍應(yīng)用、高質(zhì)發(fā)展,更成為衡量城市化進(jìn)程的重要指標(biāo)。究其根本,是綠色建筑在實(shí)施過程中能最大限度利用循環(huán)可再生的能源,走可持續(xù)發(fā)展道路。但值得注意的是,暖通空調(diào)技術(shù)不應(yīng)止于眼前的滿足,而應(yīng)借助新時(shí)代浪潮不斷完善自我、發(fā)展自我,成為更加環(huán)保、高效的新型技術(shù),從而促進(jìn)綠色建筑工程高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。
“綠色建筑”是指在建筑工程項(xiàng)目全周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、舒適高效、和諧共生的高質(zhì)量建筑[1]。根據(jù)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),凡事涉及到建筑安全耐久、健康舒適、生活便利、生態(tài)宜居等方面的綜合性能,即是綠色性能??照{(diào)系統(tǒng)是對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行空調(diào)調(diào)節(jié)的通風(fēng)系統(tǒng)。具體來說,是將建筑內(nèi)部釋放出的空氣,進(jìn)而過濾、凈化等操作,將其排放至室外空間。同時(shí),吸收室外的新鮮空氣經(jīng)過制冷或者制熱等操作,將其運(yùn)用至建筑空間。但隨著時(shí)代的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的建筑工程對(duì)綠色建筑提出了更多的高要求[2]。就目前情況而言,我國(guó)大多數(shù)空調(diào)技術(shù)僅能保障現(xiàn)行規(guī)范下限要求。因此,暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展步伐,本著為人們創(chuàng)設(shè)更優(yōu)的舒適環(huán)境為目標(biāo),切實(shí)做到隔絕有害物質(zhì),凈化室內(nèi)空氣,給予人們更好的居住體驗(yàn),以便滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需求。
綠色建筑工程要想在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的新時(shí)代中獲得更好的發(fā)展機(jī)遇,需有機(jī)結(jié)合暖通空調(diào)技術(shù),切實(shí)做到節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[3]。通常情況下,建筑物樓層建設(shè)得越高,其能源消耗的速度也就越快、越多。因此,合理安裝新型暖通空調(diào)是至關(guān)重要且勢(shì)在必行的。這是因?yàn)?,暖通空調(diào)可輕松實(shí)現(xiàn)地面送風(fēng),使建筑物室內(nèi)的空氣處于更加平穩(wěn)的流通狀態(tài),進(jìn)而使溫度分布情況更加均勻。人們處于安裝了暖通空調(diào)系統(tǒng)的有效空間內(nèi)不會(huì)感覺到任何不適,會(huì)具有更加舒適、自然、安全的居住體驗(yàn)。同時(shí),隨著暖通空調(diào)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,目前已可根據(jù)實(shí)際情況從最低調(diào)到最高,里面的每一個(gè)速度都能輕松實(shí)現(xiàn),即無極調(diào)速。同時(shí),并不會(huì)產(chǎn)生較為明顯的噪音,真正凈化空氣于無形,確保用戶能在溫度適宜、濕度適宜的環(huán)境下工作、學(xué)習(xí)與生活。另外,暖通空調(diào)技術(shù)能有效避免霉菌滋生,進(jìn)一步保護(hù)了用戶的身心健康,有利于社會(huì)和諧發(fā)展。
循環(huán)應(yīng)用原則是在完成暖通空調(diào)施工之后,將其安裝產(chǎn)生的不用設(shè)備零件進(jìn)而二次回收,并將其送至專業(yè)設(shè)備處理廠這些零件設(shè)備進(jìn)行檢查、清理、維修,以便為后續(xù)再次利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)、做好使用準(zhǔn)備[4]。設(shè)備零件在此過程中經(jīng)歷了舊材料到新部件的有效轉(zhuǎn)變,即是循環(huán)應(yīng)用。因此,綠色建筑要想積極響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展道路,就需在應(yīng)用暖通空調(diào)技術(shù)時(shí),按照循環(huán)應(yīng)用原則,對(duì)自身安裝時(shí)所剩的零部件進(jìn)行合理回收、科學(xué)利用,并經(jīng)過專業(yè)處理后,再將其放置在符合它現(xiàn)有發(fā)展的實(shí)踐過程之中。同時(shí),相關(guān)單位應(yīng)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)中不用的或者多余的零部件進(jìn)行合理分類、科學(xué)整理。若是其中有一些零部件可以回收利用、綠色循環(huán),應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況提高其利用效率;若是其中有一些零部件已經(jīng)不符合循環(huán)應(yīng)用原則,則應(yīng)對(duì)其進(jìn)行充分處理,使其重新轉(zhuǎn)為生產(chǎn)原材料之后,再對(duì)其進(jìn)行有效回收;對(duì)于一些價(jià)格昂貴但使用效率較低的巖棉、玻璃鋼等材料,施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制其實(shí)際用量。因?yàn)檫@部分材料大多是無法再次回收利用的,只有精準(zhǔn)控制其用量,才能有效減少資源浪費(fèi),確保企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
在暖通空調(diào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中,會(huì)涉及到方案設(shè)計(jì)、類型選擇、設(shè)備安裝、維修保養(yǎng)等多個(gè)環(huán)節(jié)[5]。因此,相關(guān)單位應(yīng)在選擇具體節(jié)能技術(shù)時(shí),深入了解暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)用中的各個(gè)環(huán)節(jié),才能確??茖W(xué)合理地物盡其用。同時(shí),為確保選材節(jié)能效果,暖通空調(diào)技術(shù)的合理應(yīng)用,能有效降低能源消耗和系統(tǒng)運(yùn)行成本,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好節(jié)能減排目標(biāo)。另外,在方案設(shè)計(jì)制定時(shí),需充分考慮綠色建筑周圍環(huán)境;在設(shè)備材料選擇時(shí),應(yīng)考慮設(shè)備材料本身的節(jié)能效果是否符合暖通空調(diào)系統(tǒng)安全需求;在暖通空調(diào)各系統(tǒng)設(shè)備安裝時(shí),應(yīng)對(duì)整個(gè)安裝過程實(shí)行全面把控,避免出現(xiàn)技術(shù)失誤,影響最終使用效果;在檢修養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況針對(duì)性選擇適當(dāng)?shù)臋z修方式,并注重對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行重點(diǎn)位置進(jìn)行二次檢查,避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)等情況。若是暖通空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生故障,應(yīng)及時(shí)上報(bào)技術(shù)人員,并進(jìn)行維修后,才能正常使用。
暖通空調(diào)技術(shù)主要分為供暖與蓄冷技術(shù)。其中,供暖技術(shù)可采用節(jié)能環(huán)保的太陽(yáng)能暖通節(jié)能技術(shù)。這是因?yàn)樘?yáng)能本身就是一種可再生、可循環(huán)的資源,屬于清潔型的能源類型[6]。因此,暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的有效應(yīng)用,不僅可以避免資源浪費(fèi),還能最大限度保護(hù)生態(tài)環(huán)境。對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)來說,其工作原理是結(jié)合實(shí)際情況,利用暖通空調(diào)自身的集熱設(shè)備收集太陽(yáng)發(fā)散出的熱量。若用戶需要熱水時(shí),可利用自身?yè)Q熱設(shè)備進(jìn)行水資源加熱處理,以便使暖通空調(diào)在執(zhí)行供暖任務(wù)時(shí),熱泵機(jī)組可以利用自身提前鋪設(shè)好的水循環(huán)系統(tǒng)不斷汲取土壤中蘊(yùn)含的熱能,并將此能量傳輸至建筑物室內(nèi)空間中,給予人們溫暖感受?;诖朔N方式之下,既可為建筑室內(nèi)環(huán)境提供所需熱負(fù)荷,也可為居民生活用水提供熱負(fù)荷,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較好的供暖效果。而在炎熱的夏季,是人們對(duì)于空調(diào)應(yīng)用需求最大的時(shí)間段,導(dǎo)致電量急速增加,甚至出現(xiàn)供不應(yīng)求的情況。部分地區(qū)為節(jié)約電能,通常會(huì)使用拉閘限電方式,緩解用電高峰問題[7]。而暖通空調(diào)的蓄冷技術(shù)能有效改善電量使用高峰問題,并最大限度減少拉閘限電方式使用次數(shù)。其實(shí),蓄冷技術(shù)是在人們用電低峰時(shí)期,利用蓄冷設(shè)備有效存儲(chǔ)冷量的方法。一旦天氣炎熱,電力達(dá)到用電高峰,暖通空調(diào)在執(zhí)行制冷任務(wù)時(shí),就會(huì)吸收室內(nèi)熱量,并將其傳送到室外土壤中,同時(shí)釋放儲(chǔ)存的冷量,不僅節(jié)約了用電量,還能有效確保綠色建筑經(jīng)濟(jì)效益與設(shè)備效益。因此,暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的合理應(yīng)用,可為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的居住體驗(yàn),以便抓住時(shí)代發(fā)展機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)自身更好地發(fā)展。
地源熱泵系統(tǒng)主要是由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng),具體詳見圖1。通常來說,地源熱泵系統(tǒng)是以巖土體、地下水或者是地表水為低溫?zé)嵩?,符合?guó)家可持續(xù)發(fā)展路線,具有節(jié)能減排功效。具體來說,地源熱泵系統(tǒng)在夏季是利用熱泵主機(jī)吸收土壤中的熱量進(jìn)行制冷工作,能有效降低冷卻塔能源消耗,并承擔(dān)部分制冷負(fù)荷,進(jìn)而使暖通空調(diào)長(zhǎng)期處于高效低能耗的運(yùn)行狀態(tài)。在冬天,暖通空調(diào)可以在地源熱泵的作用下有機(jī)連接熱泵系統(tǒng)和供暖系統(tǒng),并有效降低供熱工作能源損耗,進(jìn)而達(dá)到良好節(jié)能效果,實(shí)現(xiàn)綠色建筑的高質(zhì)量發(fā)展。
圖1 地源熱泵系統(tǒng)
為在綠色建筑中,更加合理地使用暖通空調(diào)技術(shù),可利用再生資源優(yōu)勢(shì)降低能源消耗,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[8]。例如,相關(guān)設(shè)計(jì)者可采用江水源熱泵系統(tǒng)技術(shù),從江河湖泊等自然水體中提取相應(yīng)熱量用于建筑室內(nèi)的供熱與制冷。筆者經(jīng)過歸納總結(jié),將其工作原理總結(jié)如下:在夏季時(shí),采用江水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)可將建筑物室內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移至自然水源中,并與自然水源原本的低溫進(jìn)行抵消,不僅不會(huì)對(duì)自然水體動(dòng)物造成損害,還能為人們祛除高溫?zé)溃辉诙緯r(shí),采用江水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)可從自然水源中汲取一定的能量,并經(jīng)熱泵主機(jī)、載冷劑處理后,其溫度可得到適度提升,隨后在進(jìn)入建筑物內(nèi),為人們帶來溫暖感受。其實(shí),對(duì)于江水源熱泵系統(tǒng)技術(shù)來說,主要是利用了地球水源與空氣之間的溫度差作為暖通空調(diào)的冷熱源,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的??偹苤?,地球水體本身就是一個(gè)蘊(yùn)含巨大能量的平衡系統(tǒng),能有效調(diào)節(jié)能量接收與發(fā)散,進(jìn)而保持自身均衡性。因此,暖通空調(diào)技術(shù)可運(yùn)用江水源熱泵原理應(yīng)用至綠色建筑中。
在建筑物空間內(nèi)的新風(fēng)量越大,其整個(gè)系統(tǒng)消耗的能量就越多。因此,合理控制新風(fēng)量大小成為節(jié)能減排的關(guān)鍵,尤其是在過渡季節(jié),最好能充分利用自然通風(fēng),縮短新風(fēng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)長(zhǎng),才能有效降低能耗[9]。但值得注意的是,自然通風(fēng)質(zhì)量會(huì)受到地形、氣候等多種因素的影響和作用,其效果難以保持在維穩(wěn)狀態(tài)。因此,要想讓其效果發(fā)揮到最大、最優(yōu),相關(guān)設(shè)計(jì)人員可立足現(xiàn)有室內(nèi)條件基礎(chǔ)之上,采用新時(shí)代先進(jìn)的系統(tǒng)軟件計(jì)算周邊環(huán)境實(shí)際情況,并利用智能化系統(tǒng)控制好自然風(fēng)進(jìn)出建筑物的頻率。例如,可在回風(fēng)處,安裝C02檢測(cè)儀器,并根據(jù)回風(fēng)氣體濃度變化,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整與控制。另外,在天氣溫度較高的時(shí)候,暖通空調(diào)系統(tǒng)能在夜晚加強(qiáng)自然通風(fēng)的頻率,有效降低室內(nèi)物品表面問題,并在不消耗過多能源的基礎(chǔ)上執(zhí)行相關(guān)工作任務(wù)。筆者經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后,證實(shí)夜間進(jìn)行多次自然通風(fēng),將會(huì)有效降低白天室內(nèi)溫度,進(jìn)而給予人們更加舒適的居住體驗(yàn)。
置換式通風(fēng)裝置是暖通空調(diào)在運(yùn)行過程中對(duì)室內(nèi)空氣進(jìn)行有效調(diào)整,并經(jīng)過以下送風(fēng)形式,或者是頂回風(fēng)方式將新鮮空氣輸送至室內(nèi)的設(shè)備。該裝置是利用密度差物理現(xiàn)象,使冷空氣也能在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)上下推動(dòng),進(jìn)而使空氣在靠近地板的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)置換,并維持室內(nèi)溫度始終處于適宜范圍內(nèi)[10]。在這種工作環(huán)境之下,冷氣、熱氣在不停地進(jìn)行交替運(yùn)動(dòng),并將室內(nèi)陳舊的氣體排放至室外,保持室內(nèi)空氣的清新,給予用戶良好的使用體驗(yàn)。在安裝置換式通風(fēng)設(shè)置時(shí),工作人員應(yīng)注意以下問題:首先,周圍環(huán)境不能有較為明顯的障礙物,會(huì)影響系統(tǒng)裝置的運(yùn)行效果;其次,安裝位置應(yīng)盡量選擇靠近外墻的位置,以便該設(shè)備對(duì)室內(nèi)外空氣進(jìn)行有效調(diào)整。同時(shí),若周圍環(huán)境的冷負(fù)荷指數(shù)較高,應(yīng)考慮安裝多個(gè)置換式通過裝置,才能起到良好的通過效果;最后,應(yīng)根據(jù)建筑物實(shí)際情況進(jìn)而合理布局、安裝。
就目前情況而言,變頻技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用至暖通空調(diào)領(lǐng)域中,這是社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需求,能最大限度彌補(bǔ)原有空調(diào)系統(tǒng)的不足之處,并不會(huì)出現(xiàn)損耗較大的情況。究其根本,是變頻技術(shù)能夠根據(jù)周圍實(shí)際情況合理控制空調(diào)輸出功率,進(jìn)而有效減少空調(diào)運(yùn)作負(fù)荷,以便從根本上降低能源損耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目的。
綜上所述,暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的合理應(yīng)用至關(guān)重要,能有效節(jié)約資源,保護(hù)生態(tài)環(huán)境?;诖耍覀儜?yīng)有機(jī)結(jié)合暖通空調(diào)技術(shù)與綠色建筑發(fā)展,采用供暖蓄冷技術(shù)、可再生能源、控制新風(fēng)量、置換式通風(fēng)裝置、變頻系統(tǒng)等方法,實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,以便發(fā)揮自身對(duì)綠色建筑的積極促進(jìn)作用,從而開創(chuàng)合作共贏新局面。