新型節能技術及材料在民用建筑暖通設計中的應用

陳明潔

摘? ? 要：在建筑設計中，暖通空調設計具有關鍵性作用，其能夠為人們提供一個舒適的居住環境，但其高能耗問題也是不可忽視的，而要想妥善處理此類問題，就需制定較為完善的暖通空調設計方案。本文主要對新型節能技術及材料在民用建筑暖通設計中的應用問題進行了簡要分析，以供借鑒。

關鍵詞：建筑設計;暖通空調設計;新型節能技術

1? 引言

我國是能源短缺國家，但在能源消耗上卻是其他國家的3倍，其中能耗最大的當屬建筑行業。為緩解這一問題，有必要在建筑設計時，應用綠色節能材料和技術，以推進我國建筑行業的可持續發展。

2? 新型節能技術和材料在民用建筑暖通設計中應用的重要性

傳統的暖通設計會造成較大的能源消耗，不利于我國建筑行業的長期發展。但隨著技術的發展，很多新型材料和技術被應用到暖通工程中來，這在一定程度上降低了能源損耗率，為我國節省了更多的資源成本。

3? 新型節能技術探析

3.1? 工業余熱、廢熱作為冷熱源的技術

對于處在工業區周邊的民用建筑來說，暖通系統所需能源可以通過合理利用工業生產中產生的余熱、廢熱得以實現。這樣能夠更好的降低暖通系統運行中產生的能源消耗，實現節能效果。同時這種新型技術也提升了能源、資源的循環使用率，為我國經濟建設提供了助力。不過在使用該新型節能技術時，需要結合所在區域的實際情況以及布局特點，進行合理的規劃和設計，在保證暖通系統運行安全性的基礎上，降低能源損耗。

3.2? 可再生能源應用技術

可再生資源在我國的儲量是較為豐富的，如太陽能、地熱能、風能等，增大對這些能源的利用率，對于緩解能耗、保護環境有著重要意義。

3.2.1? 太陽能應用一體化技術

該技術是在暖通設計中，將太陽能資源融入其中，并結合地區特征，添加適當的輔助材料以確保太陽能的有效轉化，實現室內環境的制冷和制熱需求。最常使用的輔助原料有工業余熱、廢熱、生物質燃料等。這些資源的應用不僅能夠降低原有能源的消耗，還不會對環境造成破壞。

3.2.2? 水源熱泵系統

水源熱泵系統主要是利用江河海以及地下水自身的優勢來供應暖通系統的運轉，且隨著經濟條件的改善，很多城市已經將該系統作為主要的暖通系統能源供應設備。而該系統之所以廣泛使用的原因為：地下水源的溫度一般控制在7[℃]～18[℃]之間，夏季時，地下水源溫度在18[℃]左右，通過該系統的運行可以將室內較高的溫度轉化到地下水源中并被帶走，起到制冷的效果;而冬季，地下水源溫度在7[℃]左右，系統可以通過熱泵機組的運轉，將室外的熱量傳輸帶如室內空間中，保證室內溫度。據測量，該系統運行中可以制造45[℃]以上的采暖熱水。且在系統運轉中不會產生大量的能源消耗。不過在使用該系統時，要保證地下水源的質量，以免污染物質隨著設備運轉轉移到室內，進而危害人們的身體健康。

3.2.3? 冰蓄冷空調系統

冰蓄冷空調系統具有應用范圍廣，節能效果明顯，成本低廉等優勢，在一些大型的商業建筑、居民建筑以及火車站、候機樓等人員密集建筑中有著顯著效果。冰蓄冷空調系統的應用主要是為了降低電能的過度消耗，合理控制不同時段電能的供應情況，保障電能輸送的安全性和穩定性。冰蓄冷空調系統在運行過程中可以將低負荷時段的電能通過電制冷機組制冰，并存儲在蓄冰設備中，而在高負荷用電狀態下，將蓄冰設備中的冷量釋放出來，達到降低電能傳輸負荷，滿足人們用電需求的目的。

通過該系統的利用，不僅調節了不同階段電能傳輸質量，也降低了高峰時段電能傳輸成本，實現了節能環保的目的。

冰蓄冷空調系統主要包含制冷機蓄冰、蓄冰設備制冷、制冷劑制冷、蓄冰設備和制冷機聯合制冷這四種運行條件，其會根據空間需求靈活切換。冰蓄冷空調系統包含全蓄冰空調系統和部分蓄冰空調系統這兩種形式，設計人員在使用該系統時，需要結合建筑的實際需求以及不同時段用電量情況，合理選擇系統運行模式，從而提升系統運行效率，實現能源節約、降低成本的目的。此外，通過冰蓄冷空調系統的應用實現了高峰、低谷時電力負荷的有效調節，降低了空調運行的成本。據相關數據統計，該系統應用過程中可以降低4成左右的運行成本，是一種值得大力推廣的新型節能技術。

3.2.4? 大溫差空調送風系統

大溫差空調送風系統不僅可以改善空間質量，提高居住舒適度，還能夠減少環境污染，提升經濟效益。大溫差空調送風系統是通過相應的送風機組盡可能的在運行過程中加大送風溫差，來實現室內溫度環境的調整的。在實際操作中，當空調送風溫差控制在5[℃]～10[℃]之間時，只要增加1攝氏度溫差，送風量就可以減少12%～17%左右，且空調送風機能耗也會隨之減少。通過計算得出，如果送風溫差加大一半，送風量會直接減少一半，相應的能源損耗也會降低一半左右，而風管材料的損耗可降低4成，這不僅延長了空調的使用壽命，也大大降低了空調運行成本。同時，采用大溫差空調系統，室內空氣的干球溫度不變，相對濕度明顯降低，室內空氣環境質量和人體舒適度有明顯提高。

在大溫差空調送風系統設計中，需要注意的內容有：相關人員要根據建筑的功能、冷熱負荷劃分情況、冷熱源以及相關設計參數，合理計算溫差變化情況，并結合自身條件合理增加送風溫差，減少能源的損耗，降低運行成本;如果送風溫度過低，很可能導致風管和封口存在結露的現象，進而縮短管道材料的使用壽命。所以在設計中，要對送風溫度實行合理計算，并做好保護措施，削弱結露現象的影響。另外，還需對暖通系統中的冷熱量、電量使用情況予以節能考核。暖通設計中，應對系統運行中消耗的冷熱能、電能、補水量實行有效的監督和控制，并做好記錄，進而強化能耗管控效果。

3.2.5? 新型節能材料

在現今的經濟技術發展中，環保材料的種類越來越多，這對于提高暖通行業的發展水平，達到節能目的提供了有利條件。尤其是在新型橡塑保溫材料應用之后，大大提升了水管、風管以及其他暖通設備的絕熱保溫效果，減少了能源過度流失，保證了系統運行的經濟效益。

橡塑保溫材料屬于彈性閉孔材料，具有抗腐蝕性強、耐老化、隔熱、重量輕、降噪等優勢，且在施工中不會產生粉塵、細菌等有害物質，更好的保證了暖通系統建設質量。此外，橡塑材料的導熱系數相對較低，絕緣性能好，在環境溫度為0℃時，導熱系數小于0.03w/m·k，相比傳統的保溫材料如巖棉等，保溫厚度可減少一半以上，能夠減少管道安裝空間，節省投資。在使用該新型材料時，需要對材料的厚度實行合理控制，確保其性能的充分發揮，而材料厚度的確定則需要對絕熱介質的熱力性質、溫度、環境溫濕度、結露情況予以綜合分析和計算，從而加強設計的合理性。同時，橡塑材料的應用還要與建筑消防設計要求相符合，以免材料燃燒造成管線的破損。

4? 結語

總之，隨著當前技術的發展，人們對節能環保問題越來越關注。新型節能技術和材料被逐漸應用到暖通設計中來，這在保證建筑內部環境質量的同時，也降低了能源消耗，減少了污染的產生，最終為我國社會的可持續發展奠定了堅實基礎。

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