试论暖通设计中绿色节能技术的应用

2021-11-23王宗亮

商品与质量 2021年34期

王宗亮

安徽地平线建筑设计有限公司安徽合肥 230001

随着社会经济的发展，生活水平的不断提高，人们对于生活质量更加看重，为满足人们日益增多的生活要求，我国围绕可持续发展战略发展建筑行业，但是建筑行业仍然存在能源利用和绿色环保战略之间的矛盾，为解决这一矛盾，需要在其中应用绿色节能技术，通过绿色节能技术满足我们的高质量生活要求，并推动社会发展，使建筑行业实现绿色化。

1 绿色节能技术应用必要性

近年来，社会经济发展迅速，能源需求量大大增加，有些不可再生资源面临枯竭威胁，同时由于城市化建设进程的加快，导致资源与社会需求之间的矛盾日益严重。对于建筑领域而言，暖通系统所消耗的能源大多数为不可再生能源，例如煤炭等，且消耗量大，进一步加剧了不可再生能源枯竭，因此，绿色可节能技术在暖通设计中的应用需求越发迫切[1]。与此同时，还需要通过改造技术和新能源应用等方式减少不可再生能源消耗量，缓解电力紧张现象，有效保护生态环境，推动社会实现可持续发展。

2 绿色节能技术应用原则

2.1 节约原则

节约原则主要表现在建设资源节约和使用能源节约上。在建设资源节约上，需要节约利用各种资源设计时充分考虑工程能源使用量，尽可能选择最佳设计结构，防止浪费资源。在保证工程顺利完成的基础上尽可能实现资源最佳投入。并从整体角度使系统之间实现相互配合，进而使整体建设实现最优化。在使用资源节约上，通过对暖通设计经济性进行分析，确保采暖通风和空调等系统使用时，能够使电力能源消耗量处于最佳范围内，这也是绿色建筑的重要标志[2]。在优化设计基础上协调好暖通系统和其他系统之间的关系，不仅要使暖通系统，能源消耗合理，还需要使建筑能源整体消耗合理化，提高能源利用率，降低成本，保护生态环境。

2.2 绿色原则

绿色原则主要表现在建设材料绿色化和使用能源绿色化两方面。一方面，在暖通设计时选用绿色材料，确保材料能够符合建筑要求，并不会影响生态环境。材料回收再利用时，需要根据空调系统和采暖通风系统彼此独立性使整个系统发挥整体功效，并保证各零件阻力，局部发挥作用，便于回收利用，使设备能够重新再利用，提高能源利用率[3]。材料循环上需要确保暖通设备材料能够循环再利用。使原材料更具有经济性，降低材料应用成本，进而实现材料绿色化。另一方面，暖通设计经济性分析师需要尽可能确保采暖、通风和空调等系统应用天然气、太阳能等绿色环保能源，减少环境破坏度。

3 暖通绿色节能设计中存在的问题

3.1 认识不到位

人民群众是暖通系统主要使用者，但是尽管当前人们的绿色节能环保意识增强，循环理念加深，对于绿色节能概念的认识仍然存在不到位现象，有些人，具有绿色节能意识，但是并未在实际生活中具体行动出来，因此绿色环保概念只停留在表面，对于当前人们而言，大多数人认为暖通系统质量由暖通供应材料决定，但是这种认知存在错误，实际上暖通空调要想达到足够温度就需要消耗更多材料，而长期与暖通空调营造的环境接触也会影响自身健康。因此，为了实现节能环保和生态保护目标，并保证人们的身体健康，需要加大力度开展暖通绿色节能设计，普及绿色节能理念[4]。

3.2 施工管理不健全

当前很多企业为了追求最大化利益，一般在施工时会偷工减料，对于暖通空调的建设投入不够关注，管理人员和设计人员也不够重视，导致人力不足，资金不足。由于设计工作不符合国家标准，导致暖通系统建设完成后所消耗的能源过多，不利于推进绿色节能环保[5]。在设计暖通空调系统时，需要专业人员提供技术支持，但是当前我国暖通空调系统设计人员缺乏专业性，且本身对实地考察不够全面，只凭个人经验设计导致设计效果不佳，施工时也存在无法及时解决问题的现象，导致暖通设计和施工管理出现漏洞。

3.3 设计方案不够科学

近些年科技发展迅速，绿色环保理念逐渐增强。各种绿色节能技术也得到了应用，对于暖通设计工作而言，其中应用绿色节能技术具有独特优势，但是当前市场上并未建立统一标准，导致选择暖通方案时不够科学理性，无法合理选择设计方案。因此，尽管有新的绿色节能技术却无法合理应用，影响暖通设计，阻碍暖通绿色节能技术应用。

4 暖通设计中绿色节能技术的具体应用

4.1 可再生能源技术应用

暖通空调绿色节能设计中采用可再生能源主要体现在太阳能供暖、制冷，自然通风以及地热能等方面。

（1）太阳能供暖制冷。通过主动式太阳能供暖系统或是被动式太阳能供暖系统，可以实现太阳能供暖；而通过太阳能制冷主要方法为利用太阳能驱动机械装置之后驱动压缩制冷循环，或是直接通过太阳能获取热量驱动吸收式制冷器，进而降低室温，无需使用氟利昂即可实现制冷，不会破坏臭氧层，同时能源等级敌可以达到节能环保目的。

（2）自然通风。利用自然条件改善了环境，若建筑外的空气干球温度和焓值相对内部数值要低，则可以实现自然通风，无需消耗能源即可达到降低室温目的，也能够改善潮湿环境，产生自然舒适感[6]。但是若是室外温度超过室内舒适区温度标准，设计人员需要消耗能源，达到降温除湿目的。

（3）地热能。通过地热对建筑进行供暖制冷，例如地热水，间接供热地热泵供热、地热供暖加调峰锅炉等方式。当前我国建筑设计时已经普遍在暖通空调安装中应用地热工程，其能够具备供热制冷作用，节能效益和经济效益明显。

4.2 变频技术应用

暖通空调系统中应用变频技术也能够起到绿色节能作用。随着城市发展越发迅速，暖通空调设计所需要的绿色节能技术也更多，不仅可以降低能源消耗，也能够保护生态环境。变频技术能够在无消耗电能基础上将直流电转变成不同频率的交流电，该技术在暖通系统中的应用，可以按照建筑室内外环境和内部人员密集程度调节系统[7]。同时通过变频冷水调节机组、风机设备、调节水泵设施调整系统能量输出，使能耗达到最低，达到节能降耗作用。根据调查，变频技术在暖通系统中的应用可以节省大约40%的能源消耗量，且通过变频调节能够有效控制实际能量输出，即使在低负荷状态下，变频系统也能够实现变频调节，并独立调节各耗能设备。

4.3 蓄能空调技术应用

该技术也是绿色节能设计重点技术之一，其分为蓄冷、蓄热两种。常规蓄冷的技术包括水蓄冷和冰蓄冷，主要是通过降低或凝固介质温度，利用介质中的显热和潜热形式来存储冷能，例如蓄冷装置、冷水主机等。蓄热技术则是通过电锅炉蓄热系统，以水为介质，该系统不会产生有害气体、噪声和污染，具有节能环保作用，成本也比较低[8]。

4.4 变制冷剂流量技术应用

该技术是基于普通空调采用变频专用压缩机设置变频控制系统。压缩机可以自动实现无级变速，按照室内环境自动调节热量，防止频繁启动而导致的耗能，也能够避免室内温度频繁波动影响效果，具有节能和控温作用。

4.5 低温送风空调技术应用

该技术是从空气集中处理机组中传输气温冷风进入到空调房间内，一般暖通系统送风温度可以保持在10～15℃内，低温送风，空调的送风温度可以维持在4～10℃之间，由于低温送风可以降低暖通空调送风温度，减少空调送风量，在一定程度上可以缩小空气出料口设备尺寸，减少电能消耗，降低投入成本。低温送风空调相对于常规送风空调而言更加节能性，成本少，节省空间，且具有良好的节能效果[9]。

4.6 变流量技术应用

空调水系统十分庞大，不仅需要具备复杂管路和更多投资水泵，消耗的能量也比较大，空调水系统输配用电在冬季供暖整个动力用电中占据20%～25%，夏季制冷是用电大约占据12～24%。因此，需要重视水系统节能，通过节能控制水系统，利用一级泵和二级泵系统做到变流运行，进而起到节能作用。

4.7 地源热泵技术应用

在暖通系统冷热源系统中，选择地源耦合热泵机组可以提供生活热水，该机组是通过地下水温度、土壤、岩石稳定特征将一定量的能源输入其中，通过地下布置的管路装置与地下水、土壤、岩石实现热交换。该机组具有冬暖夏凉效果，这是因为夏季该机组可以通过室内制冷收集并排除室内热量将其中一部分热量用于生活供热，另一部分热量则送入到地下存储起来，冬季可以将存储的热量通过热泵输出实现供热，也能够用于生活热水供给。地源耦合热泵系统中包括热交换器、水循环设施、地源热泵机组等装置，其对于能源要求低，耗能只占据常规系统的30%。

5 暖通设计中绿色节能技术应用保障措施

5.1 科学设计方案

暖通系统设计时，不仅需要注重系统风量，还需要注重舒适性，进而达到最佳节能效果。如果空间内人员数量多，流动性大，为了控制好内部二氧化碳浓度，需要随时调整暖通风量，也就是应用新风需求控制技术，增加新风量，需要避免将新风与风机盘管机组中的回风吸入口连接，而是将其设置在出风口部位或是单独设置，如果室内空间大，则可以集中控制温湿度。对于大面积建筑项目，则可以应用全空气空调系统和分层空调装置，夏季利用分层空调技术，减少冷量，降低能源消耗。而全空气空调系统则能够调节好回风和新风，且维修管理难度也比较低，能够集中处理噪声，控制温湿度，实现净化过滤。除此之外，暖通设计还需要科学应用绿色材料，可以采用可回收利用的保温材料和管材，尽量避免使用不环保材料，通过应用绿色环保材料建设绿色建筑，尽量做到就地取材，降低运输费用和损耗。

5.2 提高人员素质

绿色建筑要想实现环保价值，需要设计好暖通节能技术，空调系统设计直接影响着系统使用，因此需要注重暖通节能设计工作。设计人员需要按照绿色建筑情况，根据项目所在地节能设计规律，在保证工期和费用的同时，科学设计暖通空调系统，施工单位要采取措施，保证暖通系统，绿色节能应提高设计人员的综合素质，为其提供业务培训、专家讲座等加强设计人员的设计能力，丰富设计专业知识和经验，从根本上避免出现不合理设计。此外，还需要选择优质设计师，对设计单位进行综合评价，选择优质设计单位，保障设计科学合理。

5.3 降低能源损耗

运输和输送作业也会导致能量损失，在实际使用能量时能源量和供应量之间存在差距，这会影响能源企业效益和能源利用效果，受到绿色理念的影响，降低能源传输损耗，采用性能好的高温材料设备降低能耗，实际运行时需要采用高温工作材料装置能量，并在计算机载体下利用计算机遥控功能加强管控能源运输，有效利用能源，进一步减少能源损耗。