關(guān)于建筑暖通設(shè)計(jì)中動(dòng)力設(shè)計(jì)與節(jié)能設(shè)計(jì)

高 志 強(qiáng)

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

現(xiàn)代化城市發(fā)展中，建筑數(shù)量越來(lái)越多，呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢(shì)，據(jù)相關(guān)調(diào)查研究顯示，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家中，建筑能耗約占社會(huì)總能耗的35%左右，我國(guó)在這一方面還存在較多缺陷和不足，能源消耗控制能力還有待于提升。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的日益加快，建筑能耗也會(huì)隨之增加，嚴(yán)重違背了低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展原則。鑒于上述情況，對(duì)建筑設(shè)計(jì)中的動(dòng)力節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行研究具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 建筑暖通節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的重要性逐漸凸顯，尤其是在建筑行業(yè)中，該行業(yè)屬于高耗能行業(yè)，在發(fā)展過(guò)程中，也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，甚至對(duì)人們的日常生活和生產(chǎn)產(chǎn)生影響。現(xiàn)階段，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)正處于發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，城市化進(jìn)程日益加快，為暖通工程在建筑行業(yè)中的應(yīng)用創(chuàng)造了廣闊空間。但縱觀當(dāng)前實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)在能源消耗方面還存在較多缺陷和不足，環(huán)境問(wèn)題十分突出。上述問(wèn)題現(xiàn)已引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，為響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的基本原則，要求建筑行業(yè)提升對(duì)節(jié)能環(huán)保問(wèn)題的重視程度，在確保建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下節(jié)約資源和成本[1]。

2 建筑暖通設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

首先，在建筑暖通設(shè)計(jì)工作中，采暖屬于一個(gè)相對(duì)復(fù)雜和繁瑣的過(guò)程，因此，一般可對(duì)采暖管道進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，但在實(shí)踐過(guò)程中，很多工作人員卻并未意識(shí)到采暖管道單獨(dú)設(shè)計(jì)的重要性，從而忽視這一環(huán)節(jié)，未能嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求和規(guī)定來(lái)進(jìn)行，從而產(chǎn)生了散熱不集中的問(wèn)題。

其次，在相關(guān)的建筑暖通設(shè)計(jì)規(guī)程中，對(duì)風(fēng)管設(shè)計(jì)原則和要求進(jìn)行了明確規(guī)定，但目前仍有很多建筑企業(yè)在設(shè)計(jì)暖通的過(guò)程中，會(huì)選擇直接的穿過(guò)防火墻，且在變形縫兩側(cè)施工過(guò)程中，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到精細(xì)化施工的標(biāo)準(zhǔn)，并未意識(shí)到防火閥門安裝的必要性。

最后，在建筑暖通設(shè)計(jì)規(guī)程中，不僅對(duì)風(fēng)管設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了明確規(guī)定，同時(shí)也包括暖通結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷量和暖通設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)。例如，在現(xiàn)實(shí)的暖通設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會(huì)根據(jù)本地的溫度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并未結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范和要求來(lái)進(jìn)行，最終對(duì)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性產(chǎn)生影響[2]。

3 建筑暖通設(shè)計(jì)中的動(dòng)力設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)計(jì)

3.1 動(dòng)力設(shè)計(jì)

目前，在我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略之下，各行各業(yè)在不斷發(fā)展的過(guò)程中，都要努力實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，盡可能減少對(duì)不可再生性能源的應(yīng)用。為此，在建筑暖通設(shè)計(jì)的動(dòng)力設(shè)計(jì)中，一定要將可持續(xù)發(fā)展原則作為前提和基礎(chǔ)。在以往的設(shè)計(jì)模式下，主要是將電能作為主要?jiǎng)恿ΓＧ闆r下，電能都是轉(zhuǎn)自于石化能源，從而也違背了可持續(xù)發(fā)展原則。鑒于上述，在今后的暖通設(shè)計(jì)工程中，可將各種可再生性能源作為動(dòng)力源，具體闡述如下：

1)地源熱泵系統(tǒng)。

該技術(shù)是解決供熱、制冷等問(wèn)題的關(guān)鍵，節(jié)能優(yōu)勢(shì)突出，同時(shí)還可節(jié)約大量的成本。在具體應(yīng)用的過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)地能和水的冷熱交換。例如，在北方寒冷的冬季，通過(guò)對(duì)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用，可從地能中抽取熱量，以實(shí)現(xiàn)建筑采暖。而在炎熱的夏季，同樣可利用地源熱泵系統(tǒng)將室內(nèi)的熱氣傳輸至地下水和土壤當(dāng)中，并同時(shí)獲取冷源，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外的冷熱交換。在建筑暖通設(shè)計(jì)的動(dòng)力設(shè)計(jì)中應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)，不僅可節(jié)約大量的熱能，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)可再生性資源的充分有效利用，在保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源方面具有重要價(jià)值[3]。

2)太陽(yáng)能系統(tǒng)。

通過(guò)太陽(yáng)能系統(tǒng)(如圖1所示)的實(shí)踐應(yīng)用，不僅可實(shí)現(xiàn)無(wú)污染、低成本的目標(biāo)，同時(shí)還能降低建筑能耗。因此，在建筑暖通動(dòng)力設(shè)計(jì)工作中，可嘗試著對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用。從技術(shù)類型上來(lái)看，太陽(yáng)能系統(tǒng)主要包括吸附式和吸收式兩種，目前，吸收式太陽(yáng)能技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，實(shí)踐過(guò)程中，主要是借助吸收劑的蒸發(fā)特性和吸收特性實(shí)現(xiàn)制冷。由于吸收劑的類型不同，因此也會(huì)產(chǎn)生不同的效果。

太陽(yáng)能供熱制冷動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理分析如下：首先，借助太陽(yáng)能集熱器對(duì)太陽(yáng)輻射進(jìn)行吸收，并將其轉(zhuǎn)化為能利用的能源，在制冷模式之下，將熱輻射轉(zhuǎn)化為熱媒水，在制熱的過(guò)程中，可經(jīng)過(guò)超導(dǎo)液將熱輻射傳遞至存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換器中，其次，向供熱機(jī)和制冷機(jī)提供動(dòng)力能源，并發(fā)動(dòng)供熱和制冷功能[4]。

3.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

1)建筑規(guī)劃階段。

建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)可為建筑暖通設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)和前提，同時(shí)也是確保設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。在具體實(shí)踐過(guò)程中，工作人員可從規(guī)劃設(shè)計(jì)入手，對(duì)現(xiàn)有自然資源進(jìn)行充分利用，發(fā)揮環(huán)境因素在控制建筑溫度方面的作用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)。在景觀綠化設(shè)計(jì)工作中，同樣可將節(jié)能設(shè)計(jì)理念融入其中，如可將一些植物種植在建筑物的周邊，利用植物的蒸騰作用降低空氣溫度，抵御地面輻射和太陽(yáng)輻射，如此既可在炎炎夏季為人們帶來(lái)一絲清涼，同時(shí)也減少了對(duì)空調(diào)的應(yīng)用次數(shù)。

2)超低溫?zé)岜眉夹g(shù)。

超低溫?zé)岜眉夹g(shù)屬于一種節(jié)能、高效的技術(shù)，目前在社會(huì)發(fā)展中應(yīng)用十分廣泛，特別是在酒店、醫(yī)院、學(xué)校等大型建筑中，通過(guò)對(duì)超低溫?zé)岜眉夹g(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，不僅可實(shí)現(xiàn)供暖和制冷的目標(biāo)，同時(shí)還能為人們提供生活所需的熱水，實(shí)現(xiàn)能源的多重利用，可從根本上杜絕能源浪費(fèi)問(wèn)題，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)[5]。

3)余熱循環(huán)應(yīng)用技術(shù)。

所謂“余熱循環(huán)應(yīng)用技術(shù)”，主要就是對(duì)余熱進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用的技術(shù)。目前，在國(guó)外的建筑暖通設(shè)計(jì)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，該技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，其應(yīng)用原理分析如下：對(duì)熱能回收裝置進(jìn)行應(yīng)用，收集排風(fēng)口產(chǎn)生的余熱，之后借助熱能回收裝置交換熱風(fēng)，如此既可降低排風(fēng)溫度，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備余熱的充分有效利用，最大限度降低了能源消耗。

4)流量調(diào)節(jié)技術(shù)。

建筑暖通設(shè)備能夠避免惡劣天氣條件對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?。例如，調(diào)節(jié)過(guò)冷或過(guò)熱的氣溫，從而為人們提供健康舒適的環(huán)境。鑒于上述，在對(duì)建筑暖通系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可結(jié)合天氣狀況，對(duì)設(shè)備的負(fù)荷進(jìn)行改變，將溫度控制在合理范圍之內(nèi)。此外，通過(guò)流量調(diào)節(jié)技術(shù)在建筑暖通設(shè)計(jì)中進(jìn)行合理應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備輸出流量的有效控制[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要對(duì)建筑暖通節(jié)能設(shè)計(jì)的必要性和現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，同時(shí)提出建筑暖通設(shè)計(jì)中的動(dòng)力設(shè)計(jì)和節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)?？傊?，在建筑設(shè)計(jì)中暖通空調(diào)系統(tǒng)是很關(guān)鍵的內(nèi)容，同時(shí)也是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，需要設(shè)計(jì)人員綜合考慮多種因素，對(duì)可再生性能源進(jìn)行充分有效的利用，如此才能更加符合可持續(xù)發(fā)展原則，達(dá)到節(jié)能減排的目的，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，也促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)的長(zhǎng)效穩(wěn)定發(fā)展。