續(xù)紅軍
(安徽地平線建筑設(shè)計(jì)有限公司,安徽合肥 230000)
隨著我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高,工業(yè)生產(chǎn)以及人們的日常生活對(duì)于能源的需求總量不斷增加,我國(guó)社會(huì)能源人均占有量不足,能源問(wèn)題嚴(yán)峻,在此背景下,綠色節(jié)能建筑顯得尤為重要?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了綠色節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步,暖通系統(tǒng)作為建筑中的主要能源消耗系統(tǒng),在其運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的能源消耗。
大部分能源的利用率較低,利用效果也存在不足,通過(guò)綠色節(jié)能技術(shù)能夠提高能源利用效率,在暖通系統(tǒng)發(fā)揮相同效果的基礎(chǔ)上,能源消耗大幅度降低。根據(jù)對(duì)我國(guó)一般建筑的暖通系統(tǒng)能源消耗調(diào)查顯示,暖通系統(tǒng)所產(chǎn)生的能源消耗能夠占建筑總能源消耗的30%以上,尤其是在炎熱的夏季和寒冷的冬季,暖通系統(tǒng)在制熱或制冷的過(guò)程中,能源消耗進(jìn)一步提高。因此,暖通設(shè)計(jì)需要與綠色節(jié)能技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)綠色節(jié)能技術(shù)對(duì)暖通系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、裝置、設(shè)備以及能源消耗方式進(jìn)行優(yōu)化,降低暖通系統(tǒng)的能源消耗總量。
現(xiàn)階段,我國(guó)綠色節(jié)能技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得了一定成效,許多新興的綠色節(jié)能技術(shù)已被應(yīng)用到暖通設(shè)計(jì)中,但總體發(fā)展依然存在問(wèn)題,需要進(jìn)一步對(duì)綠色節(jié)能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使其能夠與暖通系統(tǒng)更好地結(jié)合[1]。
在當(dāng)前社會(huì)形勢(shì)下,綠色節(jié)能技術(shù)在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用還存在問(wèn)題。
綠色節(jié)能技術(shù)在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用效果不理想,主要因素是人們對(duì)于綠色節(jié)能技術(shù)的認(rèn)可度不高,缺乏對(duì)綠色節(jié)能技術(shù)的深刻認(rèn)知,沒(méi)有意識(shí)到綠色節(jié)能技術(shù)的重要性。
(1)綠色節(jié)能技術(shù)的宣傳力度不足,推廣效果欠佳,導(dǎo)致許多數(shù)居民對(duì)綠色節(jié)能技術(shù)不了解。
(2)在我國(guó)部分建筑中,施工單位為了降低施工成本,選擇綠色節(jié)能技術(shù)的意愿不強(qiáng)烈,多數(shù)都選擇了成本較低的傳統(tǒng)施工技術(shù),導(dǎo)致綠色節(jié)能技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用效果存在較大欠缺。
綠色節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù),需要結(jié)合暖通系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用,在實(shí)踐中不斷調(diào)整,雖然我國(guó)已經(jīng)具有多項(xiàng)自主研發(fā)的綠色節(jié)能技術(shù),但是新技術(shù)在推廣和應(yīng)用方面還存在不足,技術(shù)創(chuàng)新不足。
一方面,高校應(yīng)屆畢業(yè)生在就業(yè)過(guò)程中,通常會(huì)選擇與自身所學(xué)專業(yè)對(duì)口的崗位進(jìn)行求職。然而,隨著社會(huì)人才市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇及社會(huì)生活壓力的逐步增強(qiáng),大多數(shù)畢業(yè)生在最后往往不得不放棄專業(yè)要求,選擇從事與專業(yè)無(wú)關(guān)的崗位工作,這種社會(huì)現(xiàn)實(shí)的存在無(wú)疑給大學(xué)畢業(yè)生的就業(yè)崗位選擇帶來(lái)了更加沉重的負(fù)擔(dān)。另一方面,社會(huì)用人單位也同樣面臨著新的人才選擇問(wèn)題,符合崗位需求的應(yīng)往屆畢業(yè)生越來(lái)越多,求職者的學(xué)歷優(yōu)勢(shì)、專業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)等考量標(biāo)準(zhǔn)也變得更加多元化及復(fù)雜化,合適的崗位人才選擇面臨著更大的壓力。[2]
綠色節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新需要大量的資金投入,前期投入的回報(bào)不明顯,所以許多建筑科研機(jī)構(gòu)在該方面的投入不足。綠色節(jié)能技術(shù)的推廣和應(yīng)用需要較長(zhǎng)的周期,且需要在應(yīng)用過(guò)程中不斷調(diào)整,過(guò)程較為煩瑣,因此更多的施工企業(yè)會(huì)選擇成本較低的傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù),是導(dǎo)致綠色節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新和推廣不足的主要原因。
傳統(tǒng)的暖通系統(tǒng)主要依靠電力能源運(yùn)行,其他能源在暖通系統(tǒng)中較少應(yīng)用。可再生能源是綠色節(jié)能技術(shù)中的核心內(nèi)容之一,但是在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用,太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿扔谂ㄏ到y(tǒng)的結(jié)合,還存在較大空白。將可再生能源加入暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,能夠有效優(yōu)化暖通系統(tǒng)的能源消耗結(jié)構(gòu),降低能源總消耗,采用更多的可再生能源、清潔能源作為暖通系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)力,是未來(lái)綠色節(jié)能技術(shù)在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要方向。
綠色節(jié)能技術(shù)對(duì)于暖通系統(tǒng)節(jié)能具有重要的意義,針對(duì)當(dāng)前我國(guó)綠色節(jié)能技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)運(yùn)用中存在的主要問(wèn)題,需要采用針對(duì)性措施對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。
變頻節(jié)能技術(shù)是指在建筑內(nèi)部空間的暖通系統(tǒng)負(fù)荷需求出現(xiàn)變化,如外部溫度變化、太陽(yáng)輻射變化等,通過(guò)變頻節(jié)能技術(shù)對(duì)冷水機(jī)組、風(fēng)機(jī)組以及水泵機(jī)組等進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)外部變化對(duì)暖通系統(tǒng)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié),使其功率與當(dāng)前環(huán)境相匹配,降低能源消耗,使其在最優(yōu)的功率狀態(tài)下運(yùn)行。
變頻節(jié)能技術(shù)在暖通設(shè)計(jì)中的運(yùn)用,一般情況下能夠節(jié)30%左右的能源消耗。以冷凍水泵中的變頻節(jié)能技術(shù)運(yùn)用為例,冷凍水泵運(yùn)行時(shí)冷凍水的循環(huán),廣泛存在于中央空調(diào)的制冷設(shè)備中,水泵容量的定額一般會(huì)以最高溫度和注滿率作為依據(jù),預(yù)留10%左右的空間,使冷凍水循環(huán)系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期處于最大水流量的工作狀態(tài),工作狀態(tài)會(huì)根據(jù)外部溫度而發(fā)生變化。
中央空調(diào)的運(yùn)行熱負(fù)載一般低于設(shè)計(jì)參數(shù),通常情況下冷凍水的設(shè)計(jì)溫度為5 ℃左右,水泵在全功率運(yùn)行的狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生不必要的能量消耗,使水泵所輸送的能量高于當(dāng)前所需要的能量。將變頻節(jié)能技術(shù)加入冷凍水泵運(yùn)行系統(tǒng)中,水泵輸送能量能夠根據(jù)當(dāng)前所需能量進(jìn)行變頻調(diào)節(jié),避免長(zhǎng)時(shí)間處于最大運(yùn)行效率。根據(jù)所需能量對(duì)水泵的能量輸送進(jìn)行調(diào)節(jié),使水泵能夠在低功率狀態(tài)下運(yùn)行,降低電力能源的消耗,根據(jù)室內(nèi)實(shí)際溫度將制冷調(diào)節(jié)為當(dāng)前所需的最佳溫度,為居住者創(chuàng)造良好的溫度環(huán)境,提高居住者的舒適度[2]。
地?zé)崮茉词菑V泛存在地下的可再生能源,通過(guò)相應(yīng)的裝置能夠完成對(duì)地?zé)崮茉吹氖占褪褂?,?duì)暖通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義。地?zé)崮茉茨軌騼?yōu)化暖通系統(tǒng)的能源消耗結(jié)構(gòu),降低電力能源消耗,通過(guò)地?zé)崮茉此a(chǎn)生的能量運(yùn)行。
地?zé)崮茉吹臒崃恐饕獊?lái)自地球內(nèi)部的熔巖所產(chǎn)生的熱量,通過(guò)地?zé)崮芗上到y(tǒng),能夠?qū)⒌叵碌牡責(zé)崮茉词占怨┙ㄖ褂?,可以?yīng)用在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,用以夏季供冷和冬季供暖使用。地?zé)崮苁禽^為穩(wěn)定的能源,且不會(huì)造成環(huán)境污染,與傳統(tǒng)能源相比,地?zé)崮艿睦眯问捷^為簡(jiǎn)單,且地?zé)崮茏鳛榭稍偕茉?,使用成本較低,不會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的能源消耗。
地?zé)崮茉丛谂ㄏ到y(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方式主要為在暖通系統(tǒng)中安裝地源熱泵,地源熱泵系統(tǒng)作為暖通系統(tǒng)中地?zé)崮艿闹饕到y(tǒng),可以分為地下水地源熱泵、地表水地源熱泵和埋管地源熱泵,不同地源熱泵系統(tǒng)需要根據(jù)暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際建設(shè)情況以及當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境因素確定。地源熱泵系統(tǒng)由熱泵機(jī)、循環(huán)水泵、換熱管、分集水器等多個(gè)部件所組成,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地?zé)崮茉吹氖占痛鎯?chǔ),為暖通系統(tǒng)提供穩(wěn)定、高效的地?zé)崮茉摧斔?。將地源熱泵加入暖通系統(tǒng)后,根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡責(zé)崮茉磧?chǔ)量,能夠降低暖通系統(tǒng)能源總消耗,是綠色節(jié)能技術(shù)中的重要技術(shù)形式[3]。
可再生能源具有清潔、可再生的優(yōu)勢(shì),但是應(yīng)用具有一定難度,現(xiàn)有的技術(shù)水平對(duì)于可再生能源的利用率不高??稍偕茉醋鳛榫G色節(jié)能技術(shù)中的核心部分,隨著利用技術(shù)水平的不斷提高,未來(lái)可再生能源的利用效率將會(huì)有所提高。
(1)太陽(yáng)能。
在太陽(yáng)能利用方面,太陽(yáng)能可以為建筑提供供暖和制冷,在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中利用主動(dòng)式的太陽(yáng)能進(jìn)行制冷和制熱,能夠減少氟利昂的使用,減少對(duì)臭氧層造成的破壞,還能夠降低能源消耗。太陽(yáng)能在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需要完整的系統(tǒng)作為支撐,太陽(yáng)能系統(tǒng)主要有容積式熱交換器、太陽(yáng)能水箱、太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能集熱循環(huán)器等器件,該系統(tǒng)中不同的設(shè)備和技術(shù)能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為暖通系統(tǒng)所需的熱能。
(2)風(fēng)能。
在風(fēng)能利用方面,可以更多地采用自然通風(fēng)完成對(duì)室內(nèi)空氣的流通和溫度調(diào)節(jié)等作用,風(fēng)能作為使用最廣泛的清潔能源之一,可以將風(fēng)能系統(tǒng)加入暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,通過(guò)風(fēng)能為暖通系統(tǒng)提供能源支持。但是風(fēng)能的利用條件較為嚴(yán)苛,風(fēng)能的大小取決于風(fēng)速和風(fēng)的強(qiáng)度,風(fēng)的速度和強(qiáng)度越高,產(chǎn)生的風(fēng)能越大。風(fēng)能的使用存在一定的條件限制,適合在我國(guó)沿海城市、山區(qū)城市以及草原城市使用,這些地形的風(fēng)能較為豐富,可以將風(fēng)能加入暖通能源消耗系統(tǒng)中,減少其他能源的消耗。
在室內(nèi)空間加入溫度監(jiān)控系統(tǒng),通過(guò)溫度監(jiān)控技術(shù)實(shí)時(shí)對(duì)設(shè)備溫度進(jìn)行檢測(cè),并結(jié)合智能化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù),將其與暖通系統(tǒng)相連接。暖通空調(diào)能夠根據(jù)當(dāng)前室內(nèi)溫度和室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)功率自動(dòng)調(diào)節(jié),使其保持在最佳的工作狀態(tài),進(jìn)行合理制熱或制冷,在保持最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)的情況下,有效降低暖通空調(diào)能源消耗,實(shí)現(xiàn)降低能源消耗的目的,是綠色節(jié)能技術(shù)中的重要內(nèi)容。
綜上所述,本文詳細(xì)闡述了多種現(xiàn)代綠色節(jié)能技術(shù)在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,為我國(guó)建筑工程行業(yè)提供一定的借鑒和幫助作用,降低建筑能源總消耗,緩解我國(guó)能源緊張的問(wèn)題,提高建筑運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。