邵峰

山東樺辰工程咨詢有限公司 山東 東營 257000

引言

隨著全球氣候的不斷變暖，環(huán)境污染和能源消耗等問題越來越引起人們的關注和重視，國家也極力推動保護環(huán)境和節(jié)約能源的相關政策，促進生態(tài)環(huán)境的不斷改善。對此，本文從綠色建筑暖通空調(diào)的技術措施方面出發(fā)，首先對綠色建筑進行相應的概括；其次對暖通空調(diào)設計的三點原則進行了分析，并從太陽能節(jié)能技術、自然通風技術、水源熱泵技術三方面進行了相應的論述。希望廣大設計師嚴格遵守國家的法律法規(guī)，努力推動綠色建筑的暖通空調(diào)設計，促進室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的進一步提高，提高人們的生活條件，并保護環(huán)境和節(jié)約能源，為促進我國建筑行業(yè)的綠色協(xié)調(diào)發(fā)展打下堅實的基礎。

1 綠色建筑的概括

建筑應該滿足人類居住工作生活的舒適度，與此同時，實現(xiàn)建筑全壽命周期內(nèi)的資源節(jié)約和環(huán)境保護，為人們提供健康、適用和高效的使用空間。也就是在建筑設計中，要遵循綠色保護原則和環(huán)境保護要求，充分利用有限資源，將資源做到最大的利用，并采取高科技手段來提高能源和材料的利用率，滿足循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的要求，這就對于建筑設計師的技術水平有較高的要求。建筑設計師應該在生活和工作當中，對于建筑行業(yè)的動態(tài)進行了解，并在設計當中不斷發(fā)揮創(chuàng)造性，盡量減少能源的消耗，得以保護能源和環(huán)境的保護，在建筑暖通空調(diào)的過程中，如何做到建材的最大利用化和減少建材使用率體現(xiàn)了設計師的水平。通過對暖通空調(diào)的設計優(yōu)化，可以有效減少建筑材料，達到保護環(huán)境和節(jié)約能源，因此，設計師應該重視自己工作的重要性，在設計過程中提高責任感，做好本職工作，達到綠色建筑的標準水平[1]。

2 綠色建筑暖通空調(diào)設計要求

基于暖通空調(diào)在綠色建筑中的重要性，設計人員在實施暖通空調(diào)設計工作時，應滿足綠色建筑建設要求，具體如下。①綠色環(huán)保。自然、舒適、環(huán)保是綠色建筑的核心，暖通空調(diào)設計應滿足綠色環(huán)保要求，從材料選擇、系統(tǒng)運行、技術應用三方面入手，節(jié)約資源，減少污染。如減少氯氟烴的應用，配置靜壓箱、引進新能源等，在確保暖通空調(diào)具備各項功能的基礎上，減少制冷劑等材料的污染，削弱暖通空調(diào)運行產(chǎn)生的噪聲，提高暖通空調(diào)運行生態(tài)效益。②節(jié)能降耗。暖通空調(diào)在采暖、降溫、通風等過程中，存在較大能耗，加劇我國能源枯竭現(xiàn)象。為應對該問題，設計人員應在暖通空調(diào)設計時，應用可再生能源，如太陽能、地熱能等，節(jié)約能源。同時，設計人員可引進變頻技術，根據(jù)建筑環(huán)境與氣候條件，智能調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的運行參數(shù)，避免暖通空調(diào)始終保持全負荷運行狀態(tài)，降低運行效率，減少能耗。③循環(huán)利用。設計人員可將暖通空調(diào)系統(tǒng)劃分為不同功能區(qū)，實施獨立設計，在某個功能區(qū)的構(gòu)件出現(xiàn)故障或老化后，不會對其他功能區(qū)運行產(chǎn)生影響。在老化構(gòu)件報廢后，對其進行回收再利用，提高暖通空調(diào)材料的利用率，節(jié)約能源，降低成本[2]。

3 建筑暖通設計中存在的問題

3.1 建筑暖通設計較為落后傳統(tǒng)

建筑暖通設計需要充分貼合此后的應用需要，重點考量設計方案的必要性以及可行性。首先要判定的是，當前的設計方案是否能夠有效地貼合地方標準以及行業(yè)規(guī)定，諸如其對生態(tài)環(huán)境造成的影響以及安全系數(shù)等。除此以外，還需要綜合考慮供電以及供熱等多方面的內(nèi)容，這樣才能夠行之有效的保障建筑暖通工程的有效建設，滿足長時間的使用需要，為地方生態(tài)環(huán)境的建設奠定下良好的基礎。但是就目前的實際狀況來看，發(fā)現(xiàn)許多單位在開展建筑暖通設計工作的時候，仍然存在著相應的問題，這就要求相關的設計人員能夠充分結(jié)合現(xiàn)有狀況，做出優(yōu)化完善處理，以此來為后續(xù)安裝提供鋪墊[3]。

3.2 建筑暖通綠色設計思想不足

我國北方地區(qū)在進入到冬天以后，氣溫會迅速降低，同時由于地理環(huán)境等因素的制約，導致人們在使用燃煤鍋爐的時候，經(jīng)常會產(chǎn)生各種各樣的廢氣污染問題，這不僅僅會影響到地方生態(tài)文明的發(fā)展，同時更會導致人們的切身健康受到影響。鑒于此，完全可以要求部分水源充足的地方利用水源熱泵機組，用于從根本上減輕對環(huán)境造成的污染，有效地貼合生態(tài)文明思想需求，為現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的良好建設提供幫助，從根本上避免對人們的身體健康造成威脅。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)設計合理性不夠

建筑物的結(jié)構(gòu)設計對空調(diào)系統(tǒng)運行效率影響重大，建筑物的采光、通風、墻體保溫效果都會影響空調(diào)的運行能耗。建筑結(jié)構(gòu)以及墻體材料的選擇至關重要，不僅要符合美觀設計要求，還要注重材料的綠色環(huán)保。當前，很多建筑在設計時選用了玻璃幕墻，整體玻璃幕墻采光效果好、美觀大方，但是保溫隔熱效果差，容易造成室內(nèi)溫度冷熱不均和能量流失，加大了空調(diào)的運行能耗，不利于提高能源效率[4]。

4 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方法措施

4.1 自然通風技術

自然通風是最為原始并且有效的方法，可以用于改善室內(nèi)的舒適度和空氣質(zhì)量資源，通風不消耗任何資源，沒有任何的污染，因此，對保護環(huán)境有著非常明顯的效果，那么在現(xiàn)階段的科技水平該如何實現(xiàn)自然通風，用于提高人民的居住生活條件呢。對此，應該加強自然通風技術的科學應用，根據(jù)不同地區(qū)綠色環(huán)保建筑的實際需求，建立健全自然通風技術應用的規(guī)范機制，促進暖通空調(diào)的有效設計與安裝。例如，在自然通風技術的應用方面，應該借助風壓進行操作，從而實現(xiàn)建筑的空氣流通，為人民群眾提供更加綠色環(huán)保的生存環(huán)境，促進呼吸順暢與心情舒暢。對此，應該對于建筑的位置進行科學的選擇，將施工設計和施工地點進行有效的安排，明確建筑朝向和格局的要求，按照當?shù)氐娘L向進行下風向的適配，從而能夠?qū)崿F(xiàn)最好的通風效果。同時應該有效地借助熱壓原理，實現(xiàn)不同空氣密度之間的循環(huán)，將熱空氣和冷空氣進行有序交換，對此，在進行建筑物設計的過程中，應該在房間頂部設置帶有可調(diào)節(jié)性的開口，目的就是將室內(nèi)的熱氣排出，實現(xiàn)自然通風。

4.2 地源熱泵設計

在暖通空調(diào)設計中，地源熱泵的節(jié)能效果十分明顯，采用這種設計方法可以提升建筑的節(jié)能效果。在設計地源熱泵系統(tǒng)時，要考慮到地源熱泵設備是否會影響周邊的環(huán)境，尤其是對地下水的影響。在再生能源應用方面，該設計方式較為典型，尤其是在制冷和供暖上具有很強的優(yōu)勢。采用地源熱泵技術能夠?qū)⒖照{(diào)系統(tǒng)運行對自然環(huán)境的影響降低。在具體設計過程中，為了緩解設備對土壤溫度過度影響，通常會將換熱器的埋設方式設計為豎直埋設。由于換熱器性能關系到整個系統(tǒng)的節(jié)能效果，所以，保障換熱器性能時刻處于最佳狀態(tài)能夠減少能源消耗，同時也可以使得土壤溫度保持在穩(wěn)定的水平。此外，借助于輔助設備優(yōu)化調(diào)整地源熱泵也能降低能源的消耗，在一些夏季炎熱的區(qū)域一般會應用冷卻塔進行冷卻處理，如果位于寒冷區(qū)域一般會應用供熱設備維持設備溫度，進而保障設備性能的穩(wěn)定[5]。

4.3 運用變頻節(jié)能技術

傳統(tǒng)的暖通空調(diào)運行依據(jù)的是系統(tǒng)預設的功率，當室外環(huán)境溫度過低或過高的時候就會影響空調(diào)的使用效果，由于空調(diào)無法按照溫度變化自動調(diào)節(jié)功率，系統(tǒng)負荷持續(xù)增加，從而大量浪費了電能。而變頻節(jié)能技術最重要的特點就是能使空調(diào)根據(jù)外部溫度變化自動調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)效率，通過調(diào)節(jié)風流量或者水流量的大小，從而降低能源損耗。變頻技術的實現(xiàn)主要依靠變風量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)，在空調(diào)末端安裝一個變風量系統(tǒng)，通過強大的溫度調(diào)節(jié)作用，保證送風量滿足現(xiàn)實需求的前提下，同時減少了能源消耗；而變水量系統(tǒng)有效調(diào)節(jié)了熱量的交換，同樣發(fā)揮了節(jié)能的作用。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，變頻節(jié)能技術幫助傳統(tǒng)暖通空調(diào)節(jié)約了至少一半的電能。

4.4 降低冷卻水泵和冷卻塔能耗

冷卻泵能耗與供冷時間和所需排熱量存在一定關系。除此之外，水泵效率、冷凝器阻力和冷卻水管道阻力也對冷卻泵的能耗有一定影響。但若只以降低冷卻泵能耗為目的，可能導致冷卻水流量不足、溫差加大，從而使制冷機冷凝溫度升高，冷機效率下降。經(jīng)計算，該建筑冷卻系統(tǒng)的最低能耗為0.2kgce/m2。冷卻塔風機大氣環(huán)境作為冷源，驅(qū)動空氣流過冷卻塔內(nèi)的換熱填料表面，與冷卻水進行熱質(zhì)交換，從而將冷凍機冷凝器排出的熱量全部帶走，維持冷凝溫度在合理范圍值內(nèi)。冷卻塔散熱效果直接影響冷凝溫度，而冷凝溫度升高則導致冷機COP下降，致使制冷主機能耗增加。所以，冷卻塔對冷機效率影響所造成的能耗遠大于其自身風機能耗[6]。

4.5 環(huán)境監(jiān)測技術

環(huán)境監(jiān)測技術需要實現(xiàn)設計的整體性和系統(tǒng)性，環(huán)境監(jiān)測利用各種現(xiàn)代化的科技手段來實現(xiàn)對環(huán)境質(zhì)量的有效監(jiān)測，如化學、物理、生物、醫(yī)學、計算機等，對于其變化所反映出來的各種數(shù)據(jù)進行有效的記錄和跟蹤，從而對當?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量進行全面的綜合評價。在環(huán)境監(jiān)測方面，需要對多個方面的物質(zhì)進行監(jiān)測，如化學污染物、物理能量的監(jiān)測，以及噪聲、震動、熱能、電磁輻射等方面。在環(huán)境監(jiān)測技術的應用過程中，需要根據(jù)環(huán)境質(zhì)量來實現(xiàn)評價，根據(jù)其污染分布的實際情況查找出污染源，最終實現(xiàn)監(jiān)督管理和控制污染。在環(huán)境監(jiān)測技術的應用過程中，需要對數(shù)據(jù)進行記錄和分析，從而進行資料的有效收集，為日后的環(huán)境容量、實施總量控制和目標管理、預測預報環(huán)境質(zhì)量等提供數(shù)據(jù)基礎。

4.6 選擇科學的設計方案

在設計暖通空調(diào)的過程中，通過改變空調(diào)系統(tǒng)風量，可以使節(jié)能效果得到進一步的提升，讓人們感覺環(huán)境非常舒適；針對人員流動性比較大的室內(nèi)，設計人員需要結(jié)合二氧化碳濃度調(diào)整空調(diào)新風量。如果房間面積廣闊，需要集中控制溫度和濕度。當建筑物體積比較大也比較高時，需要將分層空調(diào)系統(tǒng)合理應用到建筑中。在天氣比較熱時，分層空調(diào)系統(tǒng)可以節(jié)約大量的能源，并降低能源消耗。例如，某會展中心總建筑面積181660㎡，其中展覽館面積127000㎡，會議中心面積46400㎡，高度15.6～25.9m，主體采用大跨度預應力張弦梁鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，該工程在建設過程中為了確保最大化的節(jié)約能源，科學選擇暖通設計方案。再如暖通設備選型時，空調(diào)的能效比，水泵、風機的單位能耗功率的規(guī)范化也是綠色節(jié)能技術在暖通設計中的應用推手[7]。

5 結(jié)束語

暖通空調(diào)系統(tǒng)是當前各個節(jié)能型建筑必不可少的一部分，同時也是能耗最高系統(tǒng)。在暖通空調(diào)實際運行中，由于各種因素影響著其運行效率，嚴重阻礙了其高效率低能耗運行。本文通過對影響暖通空調(diào)節(jié)能運行的各個因素盡心分析，并提供了對應的改善措施和優(yōu)化方案，通過對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行一系列優(yōu)化設計，可以實現(xiàn)其運行工況的最優(yōu)模式，實現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能減排的目標，滿足人民群眾綠色、低碳、高效的生活方式。