节能技术理念在建筑暖通中的运用研究

2021-03-30梁彦琴

建材与装饰 2021年5期

梁彦琴

（山西中都建筑设计有限公司，山西太原 030006）

在建筑暖通的设计中，居民的使用感受是设计人员进行设计的主要依据，而传统的暖通技术耗能问题严重，不利于建筑行业的可持续发展。随着经济发展水平的提高，科技的不断更新，节能技术在建筑暖通中被广泛应用，不仅满足了人们追求舒适生活的需求，还将环保概念融入其中，减少能耗节约成本，起到节能减排的作用，成为建筑暖通发展的新趋势。

1 建筑暖通节能的必要性

暖通，即为通风和供热空调系统的别称，为建筑物提供热量，实现室内和室外交换空气和空气流通，暖通一般由三部分组成，包括空气调节、通风和采暖。

1.1 建筑暖通耗能现状

从现阶段的实际能耗来看，建筑行业的能耗在国民经济的整体能耗中占比很大，根据有关统计信息不难发现，建筑行业的能耗在发达国家中的占比就高达40%[1]。另外，从有关资料中获悉，暖通系统的能耗在整个建筑行业中的占比大概是30%~50%，可见比例之高，而且还有持续上涨的势头。同时由于建筑暖通系统所采用的资源多为高阶品位的非再生资源，特别是对电能的使用，占比更是巨大，导致能源供需问题日渐明显，加剧了环境恶化问题与地球资源匮乏的程度。根据对建筑行业暖通领域的调研发现，通过对节能技术理念的应用以及制定有效的相关措施，不仅可以加强对现在的空调系统的运行和设计管理，从而有望实现节能15%~20%的节能目标，还能有效解决因为夏季电力系统超负荷运行导致的停电问题。

1.2 建筑暖通节能技术应用的趋势必要性

目前，全球经济在世界经济组织政策的指引下，已经踏上高速发展的道路，在提高人们生活质量的同时，随之带来的是对能源和资源的过度损耗，已经开始危及人们的生活[2]。因此，采用节能技术成为社会以及各个行业生存和发展的有效手段。以建筑业为例，节能环保的应用与发展前景巨大，尤其是在暖通节能方面，作为建筑业内十分耗能的施工领域，传统的暖通技术已经无法满足现在的节能理念，使用新的节能技术成为建筑业急待解决的问题[3]。与其他发展水平相当的国家进行比较，再结合我国建筑业目前实际发展状况来看，我国建筑维系结构的热能存在指数偏低、差距较大的问题。不仅如此，节能技术理念与我国建筑业实施的管理体制无法有效契合。此外，因为建筑暖通节能技术在我国的发展使用还并未进入成熟阶段，同时新技术的推广不够，没有完善的建筑行业的相关政策和法规做指导，阻碍节能技术在建筑暖通中的发展与应用，所以我国在这一领域还有待进一步的提升。

1.3 建筑暖通节能技术应用的经济价值必要性

暖通节能技术在一定程度上解决了供需问题。随着我国建筑暖通的需求不断攀升，却没有与之对应的供给量可以提供。在供需问题中应用节能技术，可以有效缓解供需紧张问题。通过引入节能技术理念，从暖通施工的物力、人力和财力等各个方面都具有“节约”的经济作用[4]。首先，很多前沿的暖通节能技术利用天然的热能进行转换，最后变成热量，不仅满足建筑室内的供热需求，还节省了修建暖通工程的耗材，减低了工程造价的物资成本。其次，节能技术也在很大程度上降低了施工对人力的需求，将很多传统的需要大量人力才能完成的暖通工程部分，利用先进的技术就可以实现，减少了工程造价的人力成本。最后，节能技术减少对电量的需求，减少对资源和能源的损耗，帮助建筑企业降低工程预算和施工成本，实现企业经济利益最大化，同时节能减排的应用效应也有利于企业的可持续发展。

2 建筑暖通节能技术的应用

2.1 绿色景观的设计

与建筑经常配套出现的绿化，不仅是用来美化建筑环境的，还有利于节能技术在建筑上的应用。以绿植的叶子为例，它所具有的蒸腾效应对建筑空间有明显的降温作用[5]。高大的绿植成为建筑物的保护层，不仅带来自然景观的效应，其绿色的外层还能有效抵御紫外线，减少阳光照射对建筑物外立面的老化影响。从生活的实际经验出发，地面不仅可以强烈地反射阳光，还成为吸收热量的主要来源，受季节不同的环境原因导致室内外的温差很大，夏季降温需求强烈，冬季取暖又成为必需，给建筑的暖通空调带来很大的使用压力。然而利用上面提到的绿色技术，夏季通过绿植的蒸腾效应，屋顶气温得到降低，从而让室内温度有所下降；冬季对绿植的吸收功效加以利用，可以将太阳能有效吸收到室内，提高室内温度。通过对绿色景观进行设计形成的节能技术，可以有效解决室内外温差的问题。

2.2 超低温热泵技术

在建筑暖通中经常被使用的一种高新技术就是超低温热泵技术，由于其优秀的节能减排的效果，被广泛应用在各大建筑系统的温度调控设备当中[6]。就算是在零下20℃的严寒温度中，此技术依然可以顺畅地被使用，完全不会受到任何影响，不仅如此，当在零下10℃的低温环境中运行，对温度调节的效率比普通风冷热泵机组要高出20%，这样的节能供暖系统很适合我国东北等冬日严寒的地区使用。超低温热泵技术，不仅结合了热水器和空调的使用作用，还兼备了供热和制冷等日常用水的功效。

2.3 流量调节机制

为了应对极其恶劣的自然环境，设计出了冷热系统循环式，一般情况下，系统运行的效率一直在不断发生变化，并且设备运行产生的负荷根本达不到空调所能经受的最大负荷。当开启制冷系统时，随着空调负荷的改变，其物质载体空气和水也发生了改变。通过对暖通设备进行流量调节，既能实现对室内温度的调控，又能使设备具有节能效应，是未来建筑暖通技术在节能方面需要讨论和改进的地方[7]。以往我们采用的调节流量的方法是利用阀门改变设备的阻力，这种方法很没有经济效应，随着新的暖通技术被引进，自动化系统输出模式逐渐代替了传统方法，对改变空调阻力具有很好的效果，也是建筑暖通节能技术的又一个成功应用。因此，流量调节技术的应用不仅在很大程度上完善了暖通设计的方法，还是暖通节能技术理念的重要应用。

2.4 热泵科技

热泵主要是指在土壤、水和大气等大自然环境中，蕴藏着某些低温热能，对其进行热源利用，通过对压缩机的使用实现低温热能向高温热能的转变。如今由于热泵科技的诸多优点，被广泛地应用在建筑暖通系统中。通常情况下，热泵科技的优点如下：①最节能的一次能源，为设备提供能源供给进行使用；②可以将城市污水转变为热能使用，实现对居民生活废弃热能循环利用的使用；③热泵科技既可以实现供热，又能制冷降温。在条件允许的情况下逆向使用，成为冷热源[8]。通过热泵科技实现对一次能源的降解，减少有害气体和二氧化碳的排放，热泵科技所带来的节能效应，在实现节能减排的同时，还能为社会和企业增加经济效益，在未来的节能技术发展上有着很大的研发空间。

2.5 太阳能空调采暖技术

太阳能空调采暖技术是建筑暖通节能技术在太阳能方面的应用，主要表现在通过太阳能实现供热，相比传统以电取暖的方式，节省了对电量的消耗，电从取暖的主角变为了辅助配角，只具有驱动太阳能的作用，经过水循环的流动实现给室内管道里的空气加热。随着对太阳能集热器的不断研发，现在的太阳能集热器可以经受住来冷热的强力冲击，并且更加耐高压和耐高温，与此同时，现在的太阳能集热器多为真空管集热器和平板集热器，让主动进行太阳能取暖的方式得以实现[9]。另外，太阳能不仅是清洁能源，还是可再生资源，不会污染生态环境，具有很强的环保属性，其在建筑暖通的具体使用主要表现在太阳能发电电热板和太阳能热水器，随着太阳能技术的不断发展和日益完善，在建筑暖通领域未来的应用范围会越来越广。