張劉瑞

（深圳市艾特網(wǎng)能技術有限公司，廣東深圳 518000）

0 引言

經(jīng)濟的發(fā)展，社會的進步促進了我國綜合國力的增強，也促進了建筑工程的建設，暖通是建筑工程中的重要組成部分，暖通系統(tǒng)在現(xiàn)代生活中，甚至工作環(huán)境中都很受歡迎，能改善環(huán)境質(zhì)量，滿足現(xiàn)代人的需求。暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗在建筑能耗總量中占有很大比例，因此推進暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設計顯得尤為重要，這也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、落實節(jié)能減排的必然選擇。

1 綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術應用的基本原則

暖通空調(diào)系統(tǒng)可以對建筑的采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)等方面進行控制，為人們提供舒適的居住環(huán)境，保證良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要原理是通過對空氣進行過濾、冷卻、除濕等處理，在空氣滿足要求后將其送入空調(diào)房間，抵消掉房間內(nèi)的余熱、余濕，使房間內(nèi)的溫度和濕度滿足設計要求。在綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術應用過程中，應當遵循一定的基本原則，主要包括以下內(nèi)容：①要降低能源消耗率，避免能源浪費。目前暖通空調(diào)系統(tǒng)運行相關的能源消耗總量仍然呈現(xiàn)上升狀態(tài)，需要對其進行有效的把控，否則，將會造成大量的能源消耗，不符合現(xiàn)代建筑發(fā)展的需求。在此基礎上，設計暖通空調(diào)系統(tǒng)的時候，應當遵循節(jié)能原則，將節(jié)能理念貫徹落實于整個材料管理環(huán)節(jié)中，包括并不限于材料采購、材料運輸、施工及運行階段等。②要重視對周圍環(huán)境的保護。在安裝暖通空調(diào)設備的時候，應當轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設計模式，堅持環(huán)保理念，以降低污染物的排放量，消除對建筑周圍環(huán)境的破壞和污染。③要遵循回收利用原則。指的是在暖通空調(diào)運行過程中，會有廢氣、廢物排出，需要對其進行有效的處理，并且需要有效回收可再利用能源，從而降低能源消耗。

2 建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施

2.1 加大可再生能源的利用率

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之一是加大可再生能源的利用率。

（1）太陽能。通過太陽能集裝置來收集太陽能，從而滿足人們對熱水的所需。同時，太陽能也能將低溫熱水輻射轉(zhuǎn)為采暖系統(tǒng)中的熱媒因素，進而在冬季時滿足采暖需求。此外，可以結合光伏元件與建筑圍護結構，充分利用太陽能效應，實現(xiàn)光伏建筑一體化，確保人們?nèi)粘Ｉ钪须娏康氖褂?，以緩解城市?nèi)電網(wǎng)的壓力，做到節(jié)約能源。從通風層面來看，在室內(nèi)也可以設計太陽能煙囪，利用太陽輻射所造成的溫差，使得自然通風的熱壓隨之增加，強化自然通風。

（2）地熱能。地熱能就是利用地源熱泵系統(tǒng)，將土壤及地下低位地熱能轉(zhuǎn)化為高位能。在冬天從中提取地熱能來實現(xiàn)供暖；在夏季將室內(nèi)的熱量釋放到地下，降低室內(nèi)的溫度。地源熱泵系統(tǒng)還能聯(lián)合太陽能實現(xiàn)供冷供暖功能，不僅對土壤溫度的變化有所幫助，而且有利于克服因天氣變化影響太陽能系統(tǒng)能效不足的情況，提高室內(nèi)負荷的高標準水平。

（3）風能。我國資源面積廣闊，氣候條件也有非常大的差異。特別是北方，有著豐富的風能資源，所以可以將自然的風能資源直接用于城市樓群風。同時，結合風力發(fā)電設備為建筑物提供日常的用電需求。像歐美等發(fā)達國家在風能的利用上以嘗試采用風力制熱的技術，將風能直接或間接轉(zhuǎn)化為熱能，用于家庭熱能需求。然而，風能在我國受到地區(qū)和季節(jié)的影響較大，很難進行大規(guī)模的使用和控制[1]。

2.2 冷源系統(tǒng)節(jié)能

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之二是冷源系統(tǒng)節(jié)能。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)普遍存在運行工況偏離設計工況的問題。在設計階段，由于建筑圍護結構數(shù)據(jù)不詳盡、業(yè)態(tài)不確定、室外參數(shù)選擇不合理等原因，導致空調(diào)負荷計算不準確；在設計負荷確定后，冷源配置與水系統(tǒng)設計不合理也會造成運行能耗偏大；建筑運營過程中，由于業(yè)態(tài)變更或功能變化導致空調(diào)負荷變化等[2]。此外，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)長時間使用后設備存在一定程度的損耗，且由于維護不足等原因造成設備運行效率逐年下降，從而造成建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗增加?；谝陨显颍ㄖ照{(diào)系統(tǒng)存在很大的系統(tǒng)調(diào)適和節(jié)能改造需求?？照{(diào)系統(tǒng)調(diào)適與改造主要包括降低需求側(cè)負荷和提升供給側(cè)能效兩方面。對于需求側(cè)，可通過提升圍護結構保溫、密閉和透光特性以及規(guī)范人行為等手段降低冷負荷；對于供給側(cè)，主要調(diào)適和改造對象包括冷水機組、冷凍/冷卻水泵、管路、冷卻塔及末端空調(diào)系統(tǒng)等。在這些方面已有大量成功改造案例。某辦公樓采用空氣源熱泵替換已超出使用年限的空氣源冷水機組與鍋爐，經(jīng)節(jié)能改造后空調(diào)系統(tǒng)年均運行費用降低38.2%。提高系統(tǒng)智能化水平，如對已有建筑進行智能化管理，對空調(diào)系統(tǒng)各設備的實時運行情況進行監(jiān)控，可有效提高能源利用效率。

2.3 空調(diào)輸送系統(tǒng)的能耗控制

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之三是空調(diào)輸送系統(tǒng)的能耗控制。在超高層空調(diào)系統(tǒng)中，水泵及空氣處理機等輸送設備所占的能耗達到了40%左右，因此，采用變水量及變風量技術，對降低空調(diào)系統(tǒng)能耗的潛力很大。例如：在空調(diào)負荷較低的情況下，利用變水量及變風量技術使空調(diào)系統(tǒng)的輸送能耗降低30%，則空調(diào)系統(tǒng)總體能耗將降低12%左右。在超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)設計過程中，合理選用設備、適當采用節(jié)能措施，可以有效提高空調(diào)系統(tǒng)的效率，降低其能耗。同時，由于超高層建筑的避難層層高較高，超高層建筑空調(diào)末端大多采用全空氣系統(tǒng)，且室內(nèi)空間需要設置機械排煙系統(tǒng)，其送風、回風、排煙等管道占據(jù)高度空間較大，加之超高層建筑層數(shù)較多，如何結合建筑自身特點，減少管線占用高度，值得認真考慮。①可以通過合理選擇空調(diào)設備、適當采用節(jié)能措施，對空調(diào)系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，可以達到提高系統(tǒng)效率、降低運行能耗的效果。②可以結合建筑自身特點，對設備管線進行合理布置，可以較大幅度地節(jié)約建設成本，最終實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

2.4 暖通空調(diào)檢測節(jié)能技術

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之四是暖通空調(diào)檢測節(jié)能技術。暖通空調(diào)作為現(xiàn)代生活中常見的一種系統(tǒng)化設備，以其復雜的系統(tǒng)、龐大的體積而聞名。但是，暖通空調(diào)作為現(xiàn)代化建筑中必不可少的裝備，其自動故障頻發(fā)始終是被飽受詬病的一個主要原因。因此，暖通空調(diào)使用者和維修保養(yǎng)方都應當切實提升對于暖通空調(diào)自動故障的檢測分析重視程度，一方面，可以為暖通空調(diào)的使用者節(jié)省大量的物力財力；另一方面，可以相應國家節(jié)能減排的號召，落實暖通空調(diào)的自動故障率低、事故發(fā)生概率小的目的。隨著信息技術的高速發(fā)展，信息化技術在暖通空調(diào)中的應用同樣提升了暖通空調(diào)自動故障的檢測效率。暖通空調(diào)使用方和維修方可以利用信息集成的方法，把暖通空調(diào)檢測、監(jiān)控數(shù)據(jù)統(tǒng)一構建成一個高效的網(wǎng)絡檢測分析平臺，以達到實時高效檢測預防暖通空調(diào)自動故障的發(fā)生。

2.4.1 明確暖通空調(diào)自動故障檢測、診斷的步驟

傳統(tǒng)模式下的暖通空調(diào)自動檢測診斷步驟為：硬件修復、故障分析、軟件修復，以及相對應的自動故障檢測、故障識別、故障評價、解決故障方案的執(zhí)行4個步驟[3]。因而明確暖通空調(diào)的自動故障檢測和診斷的步驟，有助于暖通空調(diào)的檢測和診斷更加科學高效。比如，暖通空調(diào)的使用方或維保方根據(jù)自動故障檢修步驟，逐步診斷暖通空調(diào)的故障發(fā)生原因，根據(jù)檢測步驟來逐項分析自動故障發(fā)生的環(huán)節(jié)，以及在哪個環(huán)節(jié)的解決難度較大。因此，制度化的自動故障檢測診斷機制，有助于提升使用人員和維保人員的檢測診斷效率。同時，有助于構建信息化自動故障檢測、診斷機制，根據(jù)暖通空調(diào)的異常行為的分析，來診斷相應的故障發(fā)生原因。

2.4.2 針對暖通空調(diào)自動故障實施間接檢測法

間接檢測方法是相對直接檢測方法而言的，如果暖通空調(diào)自動故障根據(jù)直接檢測方法無法診斷和檢測，則需要根據(jù)間接的檢測方法來進行判斷。比如，各級吸、排氣壓力不符事規(guī)定值，冷凝水（或風冷鼓風機）壓力和溫度不符合規(guī)定值，潤滑油壓力、溫度和油箱液位不符合規(guī)定值，壓縮機電機過載等原因。間接檢測是針對暖通空調(diào)的結構進行建模處理，把其構成的幾大模塊分別制定不同的檢測反應模塊，針對現(xiàn)代化節(jié)能型的暖通空調(diào)實施標準化的模型系統(tǒng)，施以具有針對性的預測判斷方式，將實際輸出參數(shù)與預測判斷參數(shù)進行比較，通過比較把不同的數(shù)據(jù)分別輸入分類器中，以此分析自動故障的產(chǎn)生原因。其中主要包括“神經(jīng)網(wǎng)絡法”“葉貝斯分類法”“故障樹”等實施方法。

2.5 冷熱能回收

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之五是冷熱能回收。暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收在空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)中是最重要的一個環(huán)節(jié)。當空調(diào)正常運轉(zhuǎn)時，可以回收空調(diào)排放的余熱，從而改善空調(diào)耗能高的問題，將建筑工程中的廢物排放控制在有限范圍內(nèi)，從而提升暖通空調(diào)的能源利用效率。全熱回收與顯熱回收在余熱排風回收工作中具有重要的作用，運用板翹式、轉(zhuǎn)輪式的回收設備降低空調(diào)系統(tǒng)的耗能情況，并充分利用空調(diào)運行過程中的余熱，提高暖通空調(diào)的排風效果，并對其進行預冷或預熱。例如，在針對暖通空調(diào)的節(jié)能設計中，可采用熱回收式新風機組的方式節(jié)約能源。在此技術的應用下，能夠回收室內(nèi)工況下的恒溫恒濕空氣，并將回收的空氣與新風進行混合再輸送到室內(nèi)，達到能源回收再利用的目的，實現(xiàn)能源的節(jié)約。在冷熱能回收過程中，智能電氣技術也發(fā)揮著重要的作用，可以通過利用這兩項技術控制空調(diào)系統(tǒng)中的余熱實施，并結合使用情況進行回收，以此提高排放效果。

2.6 變頻技術實施

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之六是變頻技術實施。變頻技術可以提高暖通空調(diào)運行中的實際負荷與空氣調(diào)節(jié)需求的契合度，即讓暖通空調(diào)在一定時間內(nèi)的能源消耗不再是固定的，而是隨著空氣和溫度狀況的變化而調(diào)整，這就是所謂的變頻。其技術應用實質(zhì)是，通過對空調(diào)系統(tǒng)的合理優(yōu)化來有效降低能源消耗，達到節(jié)能減排效果。在常規(guī)情況下，暖通空調(diào)運行的功率是被設計好的，即其運行是有預定的額定功率的。這就把環(huán)境的變化排除在考慮范圍了，將可能造成不必要的能源消耗和浪費[4]。例如，在實際的空氣調(diào)節(jié)中，空調(diào)系統(tǒng)負荷持續(xù)較低，其依然按照額定大功率運行，就勢必會浪費一定量的能源。而此時，變頻技術就有了用武之地。變頻技術的應用能夠?qū)崿F(xiàn)合理的空調(diào)設備輸出功率調(diào)控，從而使空調(diào)功率能夠根據(jù)需求的變化而變化，從而有效節(jié)約能源。當暖通空調(diào)系統(tǒng)加入了變頻技術，系統(tǒng)就能夠靈活根據(jù)負荷的實際情況來合理地調(diào)節(jié)風流量和水流量，突出自動化調(diào)控的優(yōu)勢。其中，風流量的調(diào)節(jié)是依托于空調(diào)中的末端裝置運行來實現(xiàn)的，主要是對室內(nèi)負荷進行補償?；诳茖W設計，在相關調(diào)節(jié)過程中，暖通空調(diào)的送風量較為適量，與室內(nèi)溫度相協(xié)調(diào)，使得整體環(huán)境達到舒適狀態(tài)。水流量的調(diào)節(jié)是依靠把控水流量來調(diào)節(jié)溫度的，其原理與風流量調(diào)節(jié)相似。這兩種調(diào)節(jié)方式都是對以往的定量系統(tǒng)運行的突破，能夠顯著節(jié)約能源，也能夠在一定程度上減少暖通空調(diào)的運行成本。

2.7 強化能耗傳輸設計

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之七是強化能耗傳輸設計。針對建筑暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化處理，必須重視每個環(huán)節(jié)的能耗，立足具體設計與實際運行情況，構建一個整體性的空調(diào)節(jié)能體系。冷熱媒介傳輸系統(tǒng)是暖通空調(diào)系統(tǒng)中必不可少的組成部分，系統(tǒng)形式和熱能傳輸方式等都會影響整個空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果，因此設計人員必須加強對熱媒介傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設計。比如，建議直埋熱水管道選用合適的保溫材料對熱水管道進行保溫，減少熱能傳輸時的損失；另外，還需借助計算機技術對整個建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的供暖情況進行全方位的測試，合理應用平衡閥與智能管網(wǎng)等手段對管網(wǎng)流量進行優(yōu)化配置，并強化管理對策，進而切實提高系統(tǒng)的運行效率，獲得更加理想的節(jié)能效果。針對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，要注重對動力傳輸系統(tǒng)的合理應用，最好選用具備良好負荷性質(zhì)、較高運行效率的動力系統(tǒng)，以此提高傳輸效率，建立一個良好的暖通空調(diào)運行系統(tǒng)。

3 結語

在建筑中應用綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術，十分有必要，其不僅能夠滿足人們的使用需求，又能夠有效推動建筑設計水平的提升，為人們營造舒適而健康的室內(nèi)環(huán)境。應當根據(jù)建筑的實際情況，選擇適宜的暖通空調(diào)技術應用形式，以起到良好的保溫保暖、供冷效果。