如何在暖通設(shè)計中應(yīng)用綠色建筑技術(shù)

文/梅方舒 中鐵上海設(shè)計院集團(tuán)有限公司 上海 200070

如何在暖通設(shè)計中應(yīng)用綠色建筑技術(shù)

文/梅方舒 中鐵上海設(shè)計院集團(tuán)有限公司 上海 200070

暖通是建筑的重要組成部分，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對于采暖通風(fēng)要求越來越高，但是我國建筑中暖通設(shè)計仍存在缺陷。特別是在供暖方面，建筑保溫性能差，對于自然能源的利用率低下，建筑整體耗能嚴(yán)重。目前，我國正處于“發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，推動節(jié)能減排”的環(huán)境下，在暖通設(shè)計中引入綠色建筑技術(shù)已經(jīng)成為建筑的發(fā)展趨勢。本文將針對我國目前對暖通設(shè)計的要求分析，保證暖通設(shè)計正確引入綠色建筑技術(shù)，最后，結(jié)合綠色建筑設(shè)計實際案例，深入分析綠色建筑在暖通設(shè)計中的應(yīng)用，為綠色建筑技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供借鑒。

暖通設(shè)計；綠色建筑技術(shù)；應(yīng)用

1、我國暖通設(shè)計的發(fā)展要求

暖通設(shè)計包含建筑物的采暖、通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備調(diào)節(jié)等方面的內(nèi)容，是保證建筑完整性能的重要組成部分。隨著近年來綠色節(jié)能意識的不斷深入，我國針對建筑暖通設(shè)備運(yùn)作中大量能源的消耗以及有害氣體的排放等問題，對暖通設(shè)計提出來更高的要求。

1.1 暖通設(shè)計的可行性及可靠性

針對暖通設(shè)計的可行性及可靠性，要求設(shè)計人員在設(shè)計過程中保證暖通設(shè)備的安全運(yùn)行，暖通工程施工具有可操作性及經(jīng)濟(jì)適用性。在設(shè)計前期，設(shè)計人員必須全面的掌握暖通設(shè)備的必要性能，如保證充足的電能及充足的水資源等保證設(shè)備正常運(yùn)行。另外，要對水、電等資源的供應(yīng)情況與暖通設(shè)計之間的關(guān)系進(jìn)行分析，保證遇到特殊情況下，可及時的調(diào)整設(shè)計方案，保證暖通工程設(shè)計方案合理可行，滿足人們?nèi)粘Ｐ枨蟆?/p>

1.2 暖通設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性是暖通設(shè)計的重要影響因素。在暖通設(shè)計的過程中必須考慮工程施工的經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計人員可以根據(jù)暖通建設(shè)的實際經(jīng)驗，將消耗能源成本、設(shè)備的等級、市場價格等因素全面考慮，確定一個合理的經(jīng)濟(jì)成本作為比較的基準(zhǔn)。然后在暖通設(shè)計方案完成后，對該方案在同一個使用周期的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行比較。暖通設(shè)備在運(yùn)營過程中的成本需要同時將相關(guān)設(shè)備的價格、設(shè)備折舊以及設(shè)備維修保養(yǎng)費(fèi)用等全部計入，以科學(xué)合理性的方法保證暖通設(shè)計具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

1.3 空調(diào)設(shè)備的可調(diào)節(jié)性

空調(diào)設(shè)備是暖通設(shè)計的重要部分。由于空調(diào)設(shè)備的使用頻率是隨著季節(jié)氣候的變化不斷變化，為了提升空調(diào)設(shè)備的使用率，節(jié)約能源消耗，必然需要對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。暖通設(shè)計過程中需要針對不同季節(jié)的變化對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，保證空調(diào)系統(tǒng)可隨人的意識進(jìn)行調(diào)節(jié)。目前，我國廣泛采用VAV空調(diào)、VRV變頻系統(tǒng)設(shè)計，這兩種設(shè)計方案均可具有一定的可協(xié)調(diào)、可控制性能，具有初期投資大，后期耗能少的特性。另外，對于一些公共建筑，其空調(diào)系統(tǒng)不僅受季節(jié)的影響，也會與建筑物的使用時間又關(guān)系，需要空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及工作人員全面了解該建筑物對空調(diào)系統(tǒng)的需求，從節(jié)約能源的角度出發(fā)，設(shè)置合理的設(shè)計方案，同時在建筑物使用過程中對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制，保證空調(diào)系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟(jì)性能。

1.4 空調(diào)及通風(fēng)的合理性

我國對于建筑物的通風(fēng)設(shè)計具有一定的規(guī)定。在建筑物暖通設(shè)計規(guī)范中，明確了冬季室內(nèi)空氣的計算參數(shù)，保證室內(nèi)通風(fēng)滿足人們適宜生活的要求。浴室要保證其溫度維持在25攝氏度左右，衛(wèi)生間要保證溫度可維持在12攝氏度左右，保證人們?nèi)粘Ｉ钚枨蟆Ｒ话闶覂?nèi)溫度將受到門窗的冷空氣量的影響。在暖通設(shè)計過程中，要將門窗的冷空氣量作為室內(nèi)溫度系統(tǒng)的一部分考慮，設(shè)計合理的熱負(fù)荷量。另一方面，對于建筑度的保暖情況進(jìn)行分析，設(shè)計人員需要選擇合理的保溫材料對暖通設(shè)備進(jìn)行保溫處理，如可以采用鋁箔玻璃棉包裹風(fēng)管，保證風(fēng)管的保溫性能，風(fēng)管在布置時不可以直接穿過變形縫；在特殊情況下，設(shè)計人員需要在變形縫內(nèi)合理設(shè)置防火閥，保證風(fēng)管橫穿不會影響建筑性能。

1.5 設(shè)計人員的專業(yè)性

設(shè)計人員是暖通設(shè)計的主體，其專業(yè)素質(zhì)及技術(shù)水平將直接決定暖通設(shè)計的質(zhì)量。設(shè)計人員必須時刻關(guān)注暖通工程的先進(jìn)技術(shù)，通過定期培訓(xùn)或探討會的開展，保證設(shè)計人員掌握相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其設(shè)計能力與暖通設(shè)計發(fā)展相一致，保證暖通工程質(zhì)量。

2、綠色建筑技術(shù)在暖通設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 綠色環(huán)保材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料

在暖統(tǒng)計設(shè)計中，設(shè)計人員需要注重綠色材料的使用，特別是對于可以回收再利用或多次循環(huán)利用材料的使用。在滿足建筑性能要求的基礎(chǔ)上，可以創(chuàng)新材料，或選擇環(huán)保型材料作為建筑的主要材料，杜絕選取Habns 以及Hcfcs類具有毒性的制冷劑等危害人們身體健康的材料，避免使用CFCS等污染環(huán)境的材料。一方面，設(shè)計人員可充分利用綠色材料完成建筑施工，降低建筑的不良影響；另一方面，設(shè)計人員可充分考慮施工所在地環(huán)保材料的使用，以降低材料成本。在保證暖通工程施工節(jié)約成本，降低對環(huán)境的影響的同時，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2.2 電供暖替代燃煤供暖設(shè)計

電供暖技術(shù)已經(jīng)在歐洲及北美等發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，法國、瑞典電供暖技術(shù)的使用占全國建筑采暖設(shè)計的70%，日本及韓國達(dá)到80%的比重，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤供暖模式，具有環(huán)保、節(jié)能、健康、舒適、和高效等優(yōu)勢。然而我國電供暖技術(shù)的應(yīng)用只占集中供暖的5-10%，亟待推廣。

表1 各國電供暖情況匯總表

我們所提倡的電供暖不再是從個人需求的角度出發(fā)，而是從群體角度即供給側(cè)出發(fā)，不僅能夠減少污染物的排放，減少對大氣環(huán)境的影響，同時能夠大大降低居民供暖成本，為人民生活提供過更加便捷價優(yōu)的供暖設(shè)計。在建筑暖通設(shè)計過程中，將電供暖所需的電暖器、電熱膜等設(shè)備布置空間進(jìn)行優(yōu)化，同時，合理的規(guī)劃發(fā)熱電纜、熱泵設(shè)備、電鍋爐等配套設(shè)施。在能源轉(zhuǎn)換利用時需要注意“高質(zhì)低用”轉(zhuǎn)換方式的運(yùn)用，防止電能消耗超過燃煤供熱及大氣污染成本，造成電供熱的成本浪費(fèi)，保證暖通設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。

2.3 再生資源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源消耗

根據(jù)我國能源消耗統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，建筑領(lǐng)域的能耗占社會總能耗的27.5%，在建筑中，暖通設(shè)備的能耗又占其比重的60%左右。顯然，暖通工程的節(jié)能是降低建筑能耗的關(guān)鍵。在暖通工程正式運(yùn)作過程中對于能源的消耗是不可避免的，但是可以選取再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電能、熱能等能源消耗。

可再生能源與傳統(tǒng)能源比較價格更加合理，環(huán)保性能更高，同時能夠有效的解決傳統(tǒng)能源短缺的難題。可再生能源技術(shù)是暖通設(shè)計發(fā)展的必然選擇。特別是在采暖方面，供暖設(shè)備將消耗大量的能源，而地泵熱作為地球的可再生熱能，分布廣泛，地下土壤、地下江河、湖泊等都蘊(yùn)含著豐富的地?zé)豳Y源，且儲量豐富，可再生，具有一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性，可便于建筑物在采暖中充分利用。地?zé)豳Y源與傳統(tǒng)供暖系統(tǒng)相比較，能夠節(jié)約超過40%的電能，并能夠大大降低污染物的排放，既有利于節(jié)約能源，有能夠有效保護(hù)環(huán)境。另外，在通風(fēng)中可以利用季節(jié)性風(fēng)向，實現(xiàn)室內(nèi)自然通風(fēng)。

2.4 建立建筑全面節(jié)能意識

綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用，其關(guān)鍵是實現(xiàn)能源的節(jié)約。綠色建筑如何合理設(shè)計暖通工程達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求是暖通設(shè)計人員在引入綠色建筑技術(shù)中需要考慮的核心問題。設(shè)計人員在確定暖通設(shè)計時需要充分的利用太陽能輻射技術(shù)、冷熱泵技術(shù)、自然通風(fēng)技術(shù)等技術(shù)。從建筑整體出發(fā)，將各項先進(jìn)節(jié)能技術(shù)與建筑物整體規(guī)劃結(jié)合，合理布置暖通系統(tǒng)。自然通風(fēng)技術(shù)、空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)等通風(fēng)技術(shù)相結(jié)合，在門窗引入自然風(fēng)的同時，結(jié)合外部空調(diào)系統(tǒng)，相互配合實現(xiàn)室內(nèi)通風(fēng)及空調(diào)節(jié)能。自然通風(fēng)技術(shù)在使用過程中需要設(shè)計人員熟悉空氣流動性能，掌握能耗分析工具以及空氣流動力學(xué)工具，借助智能化工具，對暖通設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，保證能耗最低化。太陽能技術(shù)將太陽能引入室內(nèi)，通過電能的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)能源的存儲，達(dá)到降低能耗的目的。將綠色建筑技術(shù)合理的應(yīng)用到暖通設(shè)計中去，能夠有效促進(jìn)建筑綠色發(fā)展，同時為人們提供更加舒適的居住環(huán)境。

3、綠色建筑項目案例分析

3.1 案列概述

Y市賓館，于1998年建成使用，在2013年由于建筑性能不能夠滿足要求開始更新改造。該建筑物占地面積為2300平方米，地上5層，地下為一層停車庫。主要用于為顧客提供住宿餐飲服務(wù)、會議服務(wù)、辦公服務(wù)等。此次改造內(nèi)容為建筑物的結(jié)構(gòu)加固、建筑物室內(nèi)外的裝修設(shè)計、建筑物暖通設(shè)備改造、建筑物機(jī)電設(shè)備的維修共四大部分。該工程為本市二級綠色建筑示范工程，項目建設(shè)需要滿足綠色建筑設(shè)計建設(shè)要求。

3.2 綠色暖通設(shè)計

3.2.1 建立了良好的控制系統(tǒng)

針對該項目的實際情況發(fā)現(xiàn)，建筑物暖通設(shè)計控制存在缺陷。在改造過程中，設(shè)計人員針對暖通系同建立了專業(yè)的控制系統(tǒng)，借助計算機(jī)等智能工具，實現(xiàn)了暖通自動化控制管理。該專業(yè)化操作系統(tǒng)通過對室內(nèi)溫度的測量，對溫度變化做出反應(yīng)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)暖通設(shè)備的運(yùn)營情況，達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。這種方法可以有效的避免由于人為因素影響，造成的資源浪費(fèi)。同時，在控制系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)的報警裝置，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)故障時，報警裝置將發(fā)出警示，避免暖通事故。該項目的暖通控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)氣溫變化的調(diào)節(jié)，在日常使用中，大大降低了能耗。

3.2.2 完善了建筑保溫結(jié)構(gòu)

該項目在結(jié)構(gòu)加固及裝飾設(shè)計過程中，對外墻進(jìn)行了保溫施工。利用蒸壓加氣混凝土砌塊作為外墻的建筑材料，并在鋼筋混凝土墻體中填充發(fā)泡玻璃，提升了建筑物整體的保溫性能。改造后，該賓館暖通設(shè)計能源消耗降低了10%。改建前后建筑物結(jié)構(gòu)的傳熱遮陽情況如下表。

表2 改建前后建筑物結(jié)構(gòu)的傳熱遮陽情況 單位：

3.2.3 熱水系統(tǒng)節(jié)能

對于賓館熱水系統(tǒng)是其能源消耗的重要部分。該項目針對熱水系統(tǒng)的能源節(jié)約，設(shè)置了1臺熱泵熱回收機(jī)械作為熱水系統(tǒng)的主要能源，員燃?xì)忮仩t只用于提供輔助熱源。該熱泵設(shè)備主要利用賓館內(nèi)部的空調(diào)及制冷機(jī)械的冷量為用于提供熱源，該熱泵充分利用各個設(shè)備的能量，實現(xiàn)了能量的回收再利用。在實際使用中，該熱泵能夠為生活使用提供溫度15-40攝氏度的熱水，同時為空調(diào)系統(tǒng)提供溫度7-14攝氏度的冷水，利用制冷、制熱的熱量回收方式實現(xiàn)了能源的高效利用。

3.2.4 鍋爐房節(jié)能改造

該賓館在改造前，主要利用鍋爐微賓館提供暖氣、熱水，但是鍋爐的能源使用效率偏低，賓館燃?xì)馐褂贸杀据^高。該項目針對能源使用對鍋爐房進(jìn)行了改造。將2臺相同功率的舊燃?xì)庹羝仩t設(shè)備更新為多臺不同功率的小型設(shè)備，保證每臺設(shè)備都具有其特定的功能對象。在滿足賓館生活用水、暖氣供熱等基礎(chǔ)之上，從整體上將鍋爐能源消耗降低到了最小值。

結(jié)論：

綜上所述，作者將自己的一些心得體會匯總成一篇文章展示給大家，希望能夠給予大家一些啟發(fā)，并且希望能夠得到大家的反饋從而充實自己。綠色建筑技術(shù)是實現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。在滿足人們生活生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)上，建筑設(shè)計人員應(yīng)在城鄉(xiāng)建設(shè)工作中更加注重綠色理念的升級和交融，以全面推進(jìn)綠色建筑向更高層次發(fā)展，積極推動城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施按綠色標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，加快推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化和智慧城市建設(shè)。同時，積極開展超低能耗綠色建筑實施戰(zhàn)略，大力實施建筑能效提升工程，加快既有建筑節(jié)能改造，促進(jìn)建筑全面節(jié)能。

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