韋海標(biāo)

摘 要：近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，資源與環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，成為制約我國(guó)進(jìn)一步發(fā)展的重要瓶頸。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城市生態(tài)環(huán)境不斷惡化，綠色建筑開(kāi)始得到人們的普遍關(guān)注，其可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念對(duì)解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題有著重要的積極意義。本文主要針對(duì)綠色建筑中的暖通設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)及采暖設(shè)計(jì)中的新型節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

1引言

二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷提速，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市人口也不斷增多，給城市生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的壓力，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染與生態(tài)破壞，制約著城市的進(jìn)一步發(fā)展。近年來(lái)，酸雨、霧霾、沙塵等惡劣天氣頻繁發(fā)生，得到了人們的普遍關(guān)注，走可持續(xù)發(fā)展的道路，謀求人與自然的和諧發(fā)展已經(jīng)成為城市發(fā)展的唯一出路。

隨著城市人口的不斷增長(zhǎng)，城市建筑數(shù)量迅速增多，在給人們提供了工作、學(xué)習(xí)、生活空間的同時(shí)，卻也擠壓了生態(tài)環(huán)境的空間，消耗了大量自然資源，同時(shí)也對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞，尤其是建筑暖通系統(tǒng)作為建筑能耗的主要組成部分，更是扮演著極為重要的角色。隨著綠色建筑概念的提出，充分利用可再生資源，最大限度減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)建筑與自然的和諧發(fā)展逐步正成為建筑暖通設(shè)計(jì)的宗旨。本文主要針對(duì)綠色建筑中的暖通設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并對(duì)空調(diào)及采暖設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。

2綠色建筑中的空調(diào)設(shè)計(jì)

2.1空調(diào)冷源的選擇

為了最大限度減少空調(diào)系統(tǒng)的能耗，首先需要根據(jù)實(shí)際情況，從實(shí)際需求出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)適用為原則，科學(xué)合理地選擇空調(diào)冷源。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的空調(diào)冷源主要有以下幾種：

（1）直燃機(jī)系統(tǒng)

直燃機(jī)系統(tǒng)功能較為強(qiáng)大，不僅具備夏季制冷功能，還具備冬季制熱功能，其運(yùn)行時(shí)較為平穩(wěn)，噪聲及振動(dòng)較小，耗電量也不高，在北方應(yīng)用較多，但其前期設(shè)備投資及后期運(yùn)行維護(hù)成本相對(duì)較高，且使用壽命較短，整體運(yùn)行成本較高，難以得到廣泛的應(yīng)用。

（2）冰蓄冷系統(tǒng)

冰蓄冷系統(tǒng)是一種利用電網(wǎng)峰谷電力差價(jià)，通過(guò)冰蓄冷的方式，減少空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行成本的方式。冰蓄冷系統(tǒng)雖然能夠有效減少空調(diào)系統(tǒng)的增容及運(yùn)行成本，但其前期設(shè)備投資較高，需要占用較大的面積，系統(tǒng)的控制也較為復(fù)雜，且在建筑空調(diào)系統(tǒng)耗電量不高時(shí)，削峰填谷帶來(lái)的運(yùn)行成本降低優(yōu)勢(shì)并不顯著，因此應(yīng)用也較為不夠廣泛。

（3）水冷式系統(tǒng)

水冷系統(tǒng)只具備夏季制冷功能，其設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要占用大量空間，系統(tǒng)可靠性也較高，前期投資及后期運(yùn)行維護(hù)成本優(yōu)勢(shì)明顯，且不受環(huán)境氣溫的影響，制冷效率較高，系統(tǒng)壽命也較長(zhǎng)，在冬季不需要制熱的南方地區(qū)較為適用，得到了較為廣泛的應(yīng)用。

（4）熱泵系統(tǒng)

根據(jù)使用冷熱源不同，熱泵系統(tǒng)可以進(jìn)一步分為地源熱泵、水源熱泵及風(fēng)冷熱泵等，地源及水源熱泵能夠充分利用周圍環(huán)境溫度對(duì)建筑進(jìn)行調(diào)節(jié)，但其受環(huán)境條件的限制，難以得到大范圍推廣，而風(fēng)冷熱泵的效率受環(huán)境溫度影響較大，在環(huán)境溫度較高時(shí)效率下降明顯，且運(yùn)行噪聲較大，維護(hù)費(fèi)用也較高，其應(yīng)用也具有一定的局限性。

2.2空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.2.1變頻智能控制技術(shù)

在大型建筑中，空調(diào)系統(tǒng)通常長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，其負(fù)荷隨需求而不斷調(diào)節(jié)，因此變頻技術(shù)的應(yīng)用具有顯著的節(jié)能效果。變頻控制技術(shù)一般主要應(yīng)用在冷凍泵、通風(fēng)機(jī)等電機(jī)設(shè)備中，由于電機(jī)的物理特性，其流量、揚(yáng)程及功率分別與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速的平方及轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此在負(fù)荷降低時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)速的降低能夠?qū)崿F(xiàn)單位流量功耗的有效減少，從而大大降低空調(diào)系統(tǒng)的整體功耗。通過(guò)對(duì)管網(wǎng)水壓、風(fēng)壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，變頻器能夠控制空調(diào)系統(tǒng)始終運(yùn)行在最佳負(fù)荷狀態(tài)下，節(jié)能效果較為顯著。

除變頻控制技術(shù)外，智能控制技術(shù)也在綠色建筑空調(diào)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用：對(duì)于人員密度變化較大的建筑，通過(guò)對(duì)室內(nèi)二氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)，可以實(shí)時(shí)掌握人員數(shù)量的變化情況，從而智能地調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的功耗；通過(guò)對(duì)地下車庫(kù)一氧化碳濃度的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而避免不必要的風(fēng)機(jī)運(yùn)行能耗。

2.2.2排風(fēng)能量回收技術(shù)

在建筑空調(diào)系統(tǒng)中，排放到建筑外的風(fēng)中通常還帶有一定能量，直接排放造成了較大的浪費(fèi)，通過(guò)排風(fēng)能量回收技術(shù)，利用熱回收機(jī)組能夠進(jìn)一步利用冷排風(fēng)或熱排風(fēng)中的能量，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱，從而大大減少新風(fēng)制冷或制熱的能量損耗，起到顯著的節(jié)能效果。

通過(guò)上表可以看出，應(yīng)用排風(fēng)能量回收技術(shù)后，進(jìn)一步利用了冷排風(fēng)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行了預(yù)冷，有效提高了建筑空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2.2.3冷卻塔雨水回收技術(shù)

空調(diào)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，需要使用冷卻水進(jìn)行冷卻，而水資源作為消耗品，需要定期進(jìn)行補(bǔ)充。為了減少空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水資源的消耗，冷卻塔雨水回收技術(shù)開(kāi)始在綠色建筑中得到廣泛的應(yīng)用，其通過(guò)對(duì)屋面、路面的雨水進(jìn)行收集，再經(jīng)過(guò)過(guò)濾消毒后直接送入空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔中，從而大大減少了對(duì)水資源的消耗。在南方多雨地區(qū)，冷卻塔雨水回收技術(shù)的效益十分可觀，能夠使建筑空調(diào)系統(tǒng)冷卻水補(bǔ)給量減少一半以上，水資源節(jié)約效果十分顯著。

3綠色建筑中的采暖設(shè)計(jì)

在北方地區(qū)，除空調(diào)系統(tǒng)外，冬季采暖系統(tǒng)的能耗也十分可觀，為了充分利用自然資源，減少采暖系統(tǒng)的能耗，一種太陽(yáng)能-空氣能采暖技術(shù)開(kāi)始在綠色建筑中得到推廣與應(yīng)用。

太陽(yáng)能作為一種清潔型可再生能源，其儲(chǔ)量豐富且開(kāi)發(fā)便捷，在建筑采暖中得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)建筑屋面分散布置的集熱器真空管表面的鍍膜，能夠吸收太陽(yáng)光照并將其轉(zhuǎn)化為熱能傳遞至管內(nèi)的水，水在吸收熱量被加熱后因溫度上升而密度減小，在集熱管內(nèi)會(huì)形成虹吸現(xiàn)象，使得熱水不斷上涌并存儲(chǔ)于儲(chǔ)水箱中，同時(shí)帶動(dòng)集熱管下方的冷水進(jìn)入集熱管進(jìn)行加熱，形成管內(nèi)水循環(huán)的動(dòng)力源。根據(jù)住戶室內(nèi)的采暖需求設(shè)置，控制器控制儲(chǔ)水箱按一定流量輸出熱水，并沿管道流至室內(nèi)的發(fā)熱器中進(jìn)行熱交換，之后再由管道回流至集熱管下端重新進(jìn)行加熱。為了提高熱交換的效率，一般室內(nèi)發(fā)熱器多采用地暖的設(shè)計(jì)方式，一方面提高發(fā)熱器與室內(nèi)空氣的接觸面積，有利于管內(nèi)熱水與室內(nèi)空氣進(jìn)行充分的熱量交換，另一方面減少室內(nèi)空間的占用，有助于提高用戶的使用體驗(yàn)。

空氣能采暖是一種利用熱泵，將熱量由室外溫度較低的空氣轉(zhuǎn)移至室內(nèi)溫度較高的空氣的采暖方式?？諝饽軣岜弥饕烧舭l(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)以及循環(huán)管路等組成，其工作原理與制冷劑相似，但工作溫度范圍有所不同。空氣能熱泵中的壓縮機(jī)控制介質(zhì)在室外的蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，吸收室外環(huán)境中的熱量，并由管路進(jìn)入室內(nèi)，在室內(nèi)的冷凝器中進(jìn)行冷凝放熱，將熱量傳遞至空氣，從而實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)的采暖。與傳統(tǒng)采暖方式相比，空氣能采暖方式的采暖效率較高，由于遵循了逆卡諾循環(huán)原理，空氣能熱泵的能效比可以達(dá)到1：4，是普通電熱水器的4倍左右，是燃煤鍋爐的3倍左右，同時(shí)其在采暖過(guò)程中不產(chǎn)生任何廢物，無(wú)污染零排放，具有顯著的環(huán)保節(jié)能效果。空氣能采暖方式受氣候環(huán)境因素的影響較小，在不同區(qū)域不同環(huán)境不同天氣中均可以穩(wěn)定的運(yùn)行工作。

太陽(yáng)能-空氣能采暖作為一種綜合利用太陽(yáng)能與空氣能的采暖方式，在白天光照充足時(shí)，不需要利用空氣能進(jìn)行加熱，只利用太陽(yáng)能采暖即可滿足建筑室內(nèi)的采暖需求；而在陰雨天氣及夜晚時(shí)，無(wú)法利用太陽(yáng)能進(jìn)行采暖或太陽(yáng)能采暖無(wú)法滿足室內(nèi)采暖需求，此時(shí)進(jìn)一步利用空氣能熱泵對(duì)管道內(nèi)的水進(jìn)行加熱，保證建筑室內(nèi)的溫度始終滿足采暖需求。通過(guò)太陽(yáng)能-空氣能的互補(bǔ)作用，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能的最大化利用，減少了采暖系統(tǒng)的能耗，又通過(guò)空氣能的利用提高了采暖系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，保證了建筑室內(nèi)的采暖效果，具有顯著的節(jié)能環(huán)保效果。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著綠色建筑理念不斷得到人們的認(rèn)可與關(guān)注，綠色建筑的發(fā)展十分迅速，本文主要針對(duì)綠色建筑中的暖通設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析與闡述，相信隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，綠色建筑必將在可持續(xù)發(fā)展道路上發(fā)揮更大的作用。

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