節(jié)能技術(shù)理念在建筑暖通中的運(yùn)用研究

梁彥琴

（山西中都建筑設(shè)計(jì)有限公司，山西太原 030006）

在建筑暖通的設(shè)計(jì)中，居民的使用感受是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，而傳統(tǒng)的暖通技術(shù)耗能問(wèn)題嚴(yán)重，不利于建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，科技的不斷更新，節(jié)能技術(shù)在建筑暖通中被廣泛應(yīng)用，不僅滿(mǎn)足了人們追求舒適生活的需求，還將環(huán)保概念融入其中，減少能耗節(jié)約成本，起到節(jié)能減排的作用，成為建筑暖通發(fā)展的新趨勢(shì)。

1 建筑暖通節(jié)能的必要性

暖通，即為通風(fēng)和供熱空調(diào)系統(tǒng)的別稱(chēng)，為建筑物提供熱量，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)和室外交換空氣和空氣流通，暖通一般由三部分組成，包括空氣調(diào)節(jié)、通風(fēng)和采暖。

1.1 建筑暖通耗能現(xiàn)狀

從現(xiàn)階段的實(shí)際能耗來(lái)看，建筑行業(yè)的能耗在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體能耗中占比很大，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)信息不難發(fā)現(xiàn)，建筑行業(yè)的能耗在發(fā)達(dá)國(guó)家中的占比就高達(dá)40%[1]。另外，從有關(guān)資料中獲悉，暖通系統(tǒng)的能耗在整個(gè)建筑行業(yè)中的占比大概是30%~50%，可見(jiàn)比例之高，而且還有持續(xù)上漲的勢(shì)頭。同時(shí)由于建筑暖通系統(tǒng)所采用的資源多為高階品位的非再生資源，特別是對(duì)電能的使用，占比更是巨大，導(dǎo)致能源供需問(wèn)題日漸明顯，加劇了環(huán)境惡化問(wèn)題與地球資源匱乏的程度。根據(jù)對(duì)建筑行業(yè)暖通領(lǐng)域的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)節(jié)能技術(shù)理念的應(yīng)用以及制定有效的相關(guān)措施，不僅可以加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)在的空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行和設(shè)計(jì)管理，從而有望實(shí)現(xiàn)節(jié)能15%~20%的節(jié)能目標(biāo)，還能有效解決因?yàn)橄募倦娏ο到y(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的停電問(wèn)題。

1.2 建筑暖通節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)必要性

目前，全球經(jīng)濟(jì)在世界經(jīng)濟(jì)組織政策的指引下，已經(jīng)踏上高速發(fā)展的道路，在提高人們生活質(zhì)量的同時(shí)，隨之帶來(lái)的是對(duì)能源和資源的過(guò)度損耗，已經(jīng)開(kāi)始危及人們的生活[2]。因此，采用節(jié)能技術(shù)成為社會(huì)以及各個(gè)行業(yè)生存和發(fā)展的有效手段。以建筑業(yè)為例，節(jié)能環(huán)保的應(yīng)用與發(fā)展前景巨大，尤其是在暖通節(jié)能方面，作為建筑業(yè)內(nèi)十分耗能的施工領(lǐng)域，傳統(tǒng)的暖通技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)在的節(jié)能理念，使用新的節(jié)能技術(shù)成為建筑業(yè)急待解決的問(wèn)題[3]。與其他發(fā)展水平相當(dāng)?shù)膰?guó)家進(jìn)行比較，再結(jié)合我國(guó)建筑業(yè)目前實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看，我國(guó)建筑維系結(jié)構(gòu)的熱能存在指數(shù)偏低、差距較大的問(wèn)題。不僅如此，節(jié)能技術(shù)理念與我國(guó)建筑業(yè)實(shí)施的管理體制無(wú)法有效契合。此外，因?yàn)榻ㄖü?jié)能技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展使用還并未進(jìn)入成熟階段，同時(shí)新技術(shù)的推廣不夠，沒(méi)有完善的建筑行業(yè)的相關(guān)政策和法規(guī)做指導(dǎo)，阻礙節(jié)能技術(shù)在建筑暖通中的發(fā)展與應(yīng)用，所以我國(guó)在這一領(lǐng)域還有待進(jìn)一步的提升。

1.3 建筑暖通節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值必要性

暖通節(jié)能技術(shù)在一定程度上解決了供需問(wèn)題。隨著我國(guó)建筑暖通的需求不斷攀升，卻沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)的供給量可以提供。在供需問(wèn)題中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，可以有效緩解供需緊張問(wèn)題。通過(guò)引入節(jié)能技術(shù)理念，從暖通施工的物力、人力和財(cái)力等各個(gè)方面都具有“節(jié)約”的經(jīng)濟(jì)作用[4]。首先，很多前沿的暖通節(jié)能技術(shù)利用天然的熱能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后變成熱量，不僅滿(mǎn)足建筑室內(nèi)的供熱需求，還節(jié)省了修建暖通工程的耗材，減低了工程造價(jià)的物資成本。其次，節(jié)能技術(shù)也在很大程度上降低了施工對(duì)人力的需求，將很多傳統(tǒng)的需要大量人力才能完成的暖通工程部分，利用先進(jìn)的技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)，減少了工程造價(jià)的人力成本。最后，節(jié)能技術(shù)減少對(duì)電量的需求，減少對(duì)資源和能源的損耗，幫助建筑企業(yè)降低工程預(yù)算和施工成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益最大化，同時(shí)節(jié)能減排的應(yīng)用效應(yīng)也有利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 建筑暖通節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 綠色景觀的設(shè)計(jì)

與建筑經(jīng)常配套出現(xiàn)的綠化，不僅是用來(lái)美化建筑環(huán)境的，還有利于節(jié)能技術(shù)在建筑上的應(yīng)用。以綠植的葉子為例，它所具有的蒸騰效應(yīng)對(duì)建筑空間有明顯的降溫作用[5]。高大的綠植成為建筑物的保護(hù)層，不僅帶來(lái)自然景觀的效應(yīng)，其綠色的外層還能有效抵御紫外線，減少陽(yáng)光照射對(duì)建筑物外立面的老化影響。從生活的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，地面不僅可以強(qiáng)烈地反射陽(yáng)光，還成為吸收熱量的主要來(lái)源，受季節(jié)不同的環(huán)境原因?qū)е率覂?nèi)外的溫差很大，夏季降溫需求強(qiáng)烈，冬季取暖又成為必需，給建筑的暖通空調(diào)帶來(lái)很大的使用壓力。然而利用上面提到的綠色技術(shù)，夏季通過(guò)綠植的蒸騰效應(yīng)，屋頂氣溫得到降低，從而讓室內(nèi)溫度有所下降；冬季對(duì)綠植的吸收功效加以利用，可以將太陽(yáng)能有效吸收到室內(nèi)，提高室內(nèi)溫度。通過(guò)對(duì)綠色景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)形成的節(jié)能技術(shù)，可以有效解決室內(nèi)外溫差的問(wèn)題。

2.2 超低溫?zé)岜眉夹g(shù)

在建筑暖通中經(jīng)常被使用的一種高新技術(shù)就是超低溫?zé)岜眉夹g(shù)，由于其優(yōu)秀的節(jié)能減排的效果，被廣泛應(yīng)用在各大建筑系統(tǒng)的溫度調(diào)控設(shè)備當(dāng)中[6]。就算是在零下20℃的嚴(yán)寒溫度中，此技術(shù)依然可以順暢地被使用，完全不會(huì)受到任何影響，不僅如此，當(dāng)在零下10℃的低溫環(huán)境中運(yùn)行，對(duì)溫度調(diào)節(jié)的效率比普通風(fēng)冷熱泵機(jī)組要高出20%，這樣的節(jié)能供暖系統(tǒng)很適合我國(guó)東北等冬日嚴(yán)寒的地區(qū)使用。超低溫?zé)岜眉夹g(shù)，不僅結(jié)合了熱水器和空調(diào)的使用作用，還兼?zhèn)淞斯岷椭评涞热粘Ｓ盟墓πА?/p>

2.3 流量調(diào)節(jié)機(jī)制

為了應(yīng)對(duì)極其惡劣的自然環(huán)境，設(shè)計(jì)出了冷熱系統(tǒng)循環(huán)式，一般情況下，系統(tǒng)運(yùn)行的效率一直在不斷發(fā)生變化，并且設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)荷根本達(dá)不到空調(diào)所能經(jīng)受的最大負(fù)荷。當(dāng)開(kāi)啟制冷系統(tǒng)時(shí)，隨著空調(diào)負(fù)荷的改變，其物質(zhì)載體空氣和水也發(fā)生了改變。通過(guò)對(duì)暖通設(shè)備進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)控，又能使設(shè)備具有節(jié)能效應(yīng)，是未來(lái)建筑暖通技術(shù)在節(jié)能方面需要討論和改進(jìn)的地方[7]。以往我們采用的調(diào)節(jié)流量的方法是利用閥門(mén)改變?cè)O(shè)備的阻力，這種方法很沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，隨著新的暖通技術(shù)被引進(jìn)，自動(dòng)化系統(tǒng)輸出模式逐漸代替了傳統(tǒng)方法，對(duì)改變空調(diào)阻力具有很好的效果，也是建筑暖通節(jié)能技術(shù)的又一個(gè)成功應(yīng)用。因此，流量調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用不僅在很大程度上完善了暖通設(shè)計(jì)的方法，還是暖通節(jié)能技術(shù)理念的重要應(yīng)用。

2.4 熱泵科技

熱泵主要是指在土壤、水和大氣等大自然環(huán)境中，蘊(yùn)藏著某些低溫?zé)崮?，?duì)其進(jìn)行熱源利用，通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)的使用實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮芟蚋邷責(zé)崮艿霓D(zhuǎn)變。如今由于熱泵科技的諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在建筑暖通系統(tǒng)中。通常情況下，熱泵科技的優(yōu)點(diǎn)如下：①最節(jié)能的一次能源，為設(shè)備提供能源供給進(jìn)行使用；②可以將城市污水轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁褂茫瑢?shí)現(xiàn)對(duì)居民生活廢棄熱能循環(huán)利用的使用；③熱泵科技既可以實(shí)現(xiàn)供熱，又能制冷降溫。在條件允許的情況下逆向使用，成為冷熱源[8]。通過(guò)熱泵科技實(shí)現(xiàn)對(duì)一次能源的降解，減少有害氣體和二氧化碳的排放，熱泵科技所帶來(lái)的節(jié)能效應(yīng)，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的同時(shí)，還能為社會(huì)和企業(yè)增加經(jīng)濟(jì)效益，在未來(lái)的節(jié)能技術(shù)發(fā)展上有著很大的研發(fā)空間。

2.5 太陽(yáng)能空調(diào)采暖技術(shù)

太陽(yáng)能空調(diào)采暖技術(shù)是建筑暖通節(jié)能技術(shù)在太陽(yáng)能方面的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在通過(guò)太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)供熱，相比傳統(tǒng)以電取暖的方式，節(jié)省了對(duì)電量的消耗，電從取暖的主角變?yōu)榱溯o助配角，只具有驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能的作用，經(jīng)過(guò)水循環(huán)的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)給室內(nèi)管道里的空氣加熱。隨著對(duì)太陽(yáng)能集熱器的不斷研發(fā)，現(xiàn)在的太陽(yáng)能集熱器可以經(jīng)受住來(lái)冷熱的強(qiáng)力沖擊，并且更加耐高壓和耐高溫，與此同時(shí)，現(xiàn)在的太陽(yáng)能集熱器多為真空管集熱器和平板集熱器，讓主動(dòng)進(jìn)行太陽(yáng)能取暖的方式得以實(shí)現(xiàn)[9]。另外，太陽(yáng)能不僅是清潔能源，還是可再生資源，不會(huì)污染生態(tài)環(huán)境，具有很強(qiáng)的環(huán)保屬性，其在建筑暖通的具體使用主要表現(xiàn)在太陽(yáng)能發(fā)電電熱板和太陽(yáng)能熱水器，隨著太陽(yáng)能技術(shù)的不斷發(fā)展和日益完善，在建筑暖通領(lǐng)域未來(lái)的應(yīng)用范圍會(huì)越來(lái)越廣。

3 總結(jié)

總而言之，建筑暖通節(jié)能技術(shù)理念的應(yīng)用是廣泛且復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，在建筑行業(yè)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，更是涉及方方面面，不僅可以減少對(duì)資源與能源的損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的政策與號(hào)召，同時(shí)還有利于降低建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本，對(duì)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化，走上可持續(xù)發(fā)展的道路，具有十分重要的意義。