張劉瑞

（深圳市艾特網(wǎng)能技術(shù)有限公司，廣東深圳 518000）

0 引言

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步促進(jìn)了我國(guó)綜合國(guó)力的增強(qiáng)，也促進(jìn)了建筑工程的建設(shè)，暖通是建筑工程中的重要組成部分，暖通系統(tǒng)在現(xiàn)代生活中，甚至工作環(huán)境中都很受歡迎，能改善環(huán)境質(zhì)量，滿足現(xiàn)代人的需求。暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗在建筑能耗總量中占有很大比例，因此推進(jìn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要，這也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、落實(shí)節(jié)能減排的必然選擇。

1 綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)用的基本原則

暖通空調(diào)系統(tǒng)可以對(duì)建筑的采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)等方面進(jìn)行控制，為人們提供舒適的居住環(huán)境，保證良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)。暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要原理是通過(guò)對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾、冷卻、除濕等處理，在空氣滿足要求后將其送入空調(diào)房間，抵消掉房間內(nèi)的余熱、余濕，使房間內(nèi)的溫度和濕度滿足設(shè)計(jì)要求。在綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)遵循一定的基本原則，主要包括以下內(nèi)容：①要降低能源消耗率，避免能源浪費(fèi)。目前暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的能源消耗總量仍然呈現(xiàn)上升狀態(tài)，需要對(duì)其進(jìn)行有效的把控，否則，將會(huì)造成大量的能源消耗，不符合現(xiàn)代建筑發(fā)展的需求。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)遵循節(jié)能原則，將節(jié)能理念貫徹落實(shí)于整個(gè)材料管理環(huán)節(jié)中，包括并不限于材料采購(gòu)、材料運(yùn)輸、施工及運(yùn)行階段等。②要重視對(duì)周圍環(huán)境的保護(hù)。在安裝暖通空調(diào)設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，堅(jiān)持環(huán)保理念，以降低污染物的排放量，消除對(duì)建筑周圍環(huán)境的破壞和污染。③要遵循回收利用原則。指的是在暖通空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)有廢氣、廢物排出，需要對(duì)其進(jìn)行有效的處理，并且需要有效回收可再利用能源，從而降低能源消耗。

2 建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施

2.1 加大可再生能源的利用率

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之一是加大可再生能源的利用率。

（1）太陽(yáng)能。通過(guò)太陽(yáng)能集裝置來(lái)收集太陽(yáng)能，從而滿足人們對(duì)熱水的所需。同時(shí)，太陽(yáng)能也能將低溫?zé)崴椛滢D(zhuǎn)為采暖系統(tǒng)中的熱媒因素，進(jìn)而在冬季時(shí)滿足采暖需求。此外，可以結(jié)合光伏元件與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，充分利用太陽(yáng)能效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)光伏建筑一體化，確保人們?nèi)粘Ｉ钪须娏康氖褂茫跃徑獬鞘袃?nèi)電網(wǎng)的壓力，做到節(jié)約能源。從通風(fēng)層面來(lái)看，在室內(nèi)也可以設(shè)計(jì)太陽(yáng)能煙囪，利用太陽(yáng)輻射所造成的溫差，使得自然通風(fēng)的熱壓隨之增加，強(qiáng)化自然通風(fēng)。

（2）地?zé)崮?。地?zé)崮芫褪抢玫卦礋岜孟到y(tǒng)，將土壤及地下低位地?zé)崮苻D(zhuǎn)化為高位能。在冬天從中提取地?zé)崮軄?lái)實(shí)現(xiàn)供暖；在夏季將室內(nèi)的熱量釋放到地下，降低室內(nèi)的溫度。地源熱泵系統(tǒng)還能聯(lián)合太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)供冷供暖功能，不僅對(duì)土壤溫度的變化有所幫助，而且有利于克服因天氣變化影響太陽(yáng)能系統(tǒng)能效不足的情況，提高室內(nèi)負(fù)荷的高標(biāo)準(zhǔn)水平。

（3）風(fēng)能。我國(guó)資源面積廣闊，氣候條件也有非常大的差異。特別是北方，有著豐富的風(fēng)能資源，所以可以將自然的風(fēng)能資源直接用于城市樓群風(fēng)。同時(shí)，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電設(shè)備為建筑物提供日常的用電需求。像歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在風(fēng)能的利用上以嘗試采用風(fēng)力制熱的技術(shù)，將風(fēng)能直接或間接轉(zhuǎn)化為熱能，用于家庭熱能需求。然而，風(fēng)能在我國(guó)受到地區(qū)和季節(jié)的影響較大，很難進(jìn)行大規(guī)模的使用和控制[1]。

2.2 冷源系統(tǒng)節(jié)能

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之二是冷源系統(tǒng)節(jié)能。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)普遍存在運(yùn)行工況偏離設(shè)計(jì)工況的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)階段，由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不詳盡、業(yè)態(tài)不確定、室外參數(shù)選擇不合理等原因，導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確；在設(shè)計(jì)負(fù)荷確定后，冷源配置與水系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理也會(huì)造成運(yùn)行能耗偏大；建筑運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，由于業(yè)態(tài)變更或功能變化導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷變化等[2]。此外，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后設(shè)備存在一定程度的損耗，且由于維護(hù)不足等原因造成設(shè)備運(yùn)行效率逐年下降，從而造成建筑空調(diào)系統(tǒng)能耗增加。基于以上原因，建筑空調(diào)系統(tǒng)存在很大的系統(tǒng)調(diào)適和節(jié)能改造需求?？照{(diào)系統(tǒng)調(diào)適與改造主要包括降低需求側(cè)負(fù)荷和提升供給側(cè)能效兩方面。對(duì)于需求側(cè)，可通過(guò)提升圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫、密閉和透光特性以及規(guī)范人行為等手段降低冷負(fù)荷；對(duì)于供給側(cè)，主要調(diào)適和改造對(duì)象包括冷水機(jī)組、冷凍/冷卻水泵、管路、冷卻塔及末端空調(diào)系統(tǒng)等。在這些方面已有大量成功改造案例。某辦公樓采用空氣源熱泵替換已超出使用年限的空氣源冷水機(jī)組與鍋爐，經(jīng)節(jié)能改造后空調(diào)系統(tǒng)年均運(yùn)行費(fèi)用降低38.2%。提高系統(tǒng)智能化水平，如對(duì)已有建筑進(jìn)行智能化管理，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)各設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，可有效提高能源利用效率。

2.3 空調(diào)輸送系統(tǒng)的能耗控制

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之三是空調(diào)輸送系統(tǒng)的能耗控制。在超高層空調(diào)系統(tǒng)中，水泵及空氣處理機(jī)等輸送設(shè)備所占的能耗達(dá)到了40%左右，因此，采用變水量及變風(fēng)量技術(shù)，對(duì)降低空調(diào)系統(tǒng)能耗的潛力很大。例如：在空調(diào)負(fù)荷較低的情況下，利用變水量及變風(fēng)量技術(shù)使空調(diào)系統(tǒng)的輸送能耗降低30%，則空調(diào)系統(tǒng)總體能耗將降低12%左右。在超高層建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理選用設(shè)備、適當(dāng)采用節(jié)能措施，可以有效提高空調(diào)系統(tǒng)的效率，降低其能耗。同時(shí)，由于超高層建筑的避難層層高較高，超高層建筑空調(diào)末端大多采用全空氣系統(tǒng)，且室內(nèi)空間需要設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，其送風(fēng)、回風(fēng)、排煙等管道占據(jù)高度空間較大，加之超高層建筑層數(shù)較多，如何結(jié)合建筑自身特點(diǎn)，減少管線占用高度，值得認(rèn)真考慮。①可以通過(guò)合理選擇空調(diào)設(shè)備、適當(dāng)采用節(jié)能措施，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以達(dá)到提高系統(tǒng)效率、降低運(yùn)行能耗的效果。②可以結(jié)合建筑自身特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備管線進(jìn)行合理布置，可以較大幅度地節(jié)約建設(shè)成本，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

2.4 暖通空調(diào)檢測(cè)節(jié)能技術(shù)

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之四是暖通空調(diào)檢測(cè)節(jié)能技術(shù)。暖通空調(diào)作為現(xiàn)代生活中常見(jiàn)的一種系統(tǒng)化設(shè)備，以其復(fù)雜的系統(tǒng)、龐大的體積而聞名。但是，暖通空調(diào)作為現(xiàn)代化建筑中必不可少的裝備，其自動(dòng)故障頻發(fā)始終是被飽受詬病的一個(gè)主要原因。因此，暖通空調(diào)使用者和維修保養(yǎng)方都應(yīng)當(dāng)切實(shí)提升對(duì)于暖通空調(diào)自動(dòng)故障的檢測(cè)分析重視程度，一方面，可以為暖通空調(diào)的使用者節(jié)省大量的物力財(cái)力；另一方面，可以相應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，落實(shí)暖通空調(diào)的自動(dòng)故障率低、事故發(fā)生概率小的目的。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，信息化技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用同樣提升了暖通空調(diào)自動(dòng)故障的檢測(cè)效率。暖通空調(diào)使用方和維修方可以利用信息集成的方法，把暖通空調(diào)檢測(cè)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)一構(gòu)建成一個(gè)高效的網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)分析平臺(tái)，以達(dá)到實(shí)時(shí)高效檢測(cè)預(yù)防暖通空調(diào)自動(dòng)故障的發(fā)生。

2.4.1 明確暖通空調(diào)自動(dòng)故障檢測(cè)、診斷的步驟

傳統(tǒng)模式下的暖通空調(diào)自動(dòng)檢測(cè)診斷步驟為：硬件修復(fù)、故障分析、軟件修復(fù)，以及相對(duì)應(yīng)的自動(dòng)故障檢測(cè)、故障識(shí)別、故障評(píng)價(jià)、解決故障方案的執(zhí)行4個(gè)步驟[3]。因而明確暖通空調(diào)的自動(dòng)故障檢測(cè)和診斷的步驟，有助于暖通空調(diào)的檢測(cè)和診斷更加科學(xué)高效。比如，暖通空調(diào)的使用方或維保方根據(jù)自動(dòng)故障檢修步驟，逐步診斷暖通空調(diào)的故障發(fā)生原因，根據(jù)檢測(cè)步驟來(lái)逐項(xiàng)分析自動(dòng)故障發(fā)生的環(huán)節(jié)，以及在哪個(gè)環(huán)節(jié)的解決難度較大。因此，制度化的自動(dòng)故障檢測(cè)診斷機(jī)制，有助于提升使用人員和維保人員的檢測(cè)診斷效率。同時(shí)，有助于構(gòu)建信息化自動(dòng)故障檢測(cè)、診斷機(jī)制，根據(jù)暖通空調(diào)的異常行為的分析，來(lái)診斷相應(yīng)的故障發(fā)生原因。

2.4.2 針對(duì)暖通空調(diào)自動(dòng)故障實(shí)施間接檢測(cè)法

間接檢測(cè)方法是相對(duì)直接檢測(cè)方法而言的，如果暖通空調(diào)自動(dòng)故障根據(jù)直接檢測(cè)方法無(wú)法診斷和檢測(cè)，則需要根據(jù)間接的檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行判斷。比如，各級(jí)吸、排氣壓力不符事規(guī)定值，冷凝水（或風(fēng)冷鼓風(fēng)機(jī)）壓力和溫度不符合規(guī)定值，潤(rùn)滑油壓力、溫度和油箱液位不符合規(guī)定值，壓縮機(jī)電機(jī)過(guò)載等原因。間接檢測(cè)是針對(duì)暖通空調(diào)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模處理，把其構(gòu)成的幾大模塊分別制定不同的檢測(cè)反應(yīng)模塊，針對(duì)現(xiàn)代化節(jié)能型的暖通空調(diào)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的模型系統(tǒng)，施以具有針對(duì)性的預(yù)測(cè)判斷方式，將實(shí)際輸出參數(shù)與預(yù)測(cè)判斷參數(shù)進(jìn)行比較，通過(guò)比較把不同的數(shù)據(jù)分別輸入分類器中，以此分析自動(dòng)故障的產(chǎn)生原因。其中主要包括“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法”“葉貝斯分類法”“故障樹(shù)”等實(shí)施方法。

2.5 冷熱能回收

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之五是冷熱能回收。暖通空調(diào)系統(tǒng)的冷熱能回收在空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)中是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)空調(diào)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以回收空調(diào)排放的余熱，從而改善空調(diào)耗能高的問(wèn)題，將建筑工程中的廢物排放控制在有限范圍內(nèi)，從而提升暖通空調(diào)的能源利用效率。全熱回收與顯熱回收在余熱排風(fēng)回收工作中具有重要的作用，運(yùn)用板翹式、轉(zhuǎn)輪式的回收設(shè)備降低空調(diào)系統(tǒng)的耗能情況，并充分利用空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中的余熱，提高暖通空調(diào)的排風(fēng)效果，并對(duì)其進(jìn)行預(yù)冷或預(yù)熱。例如，在針對(duì)暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，可采用熱回收式新風(fēng)機(jī)組的方式節(jié)約能源。在此技術(shù)的應(yīng)用下，能夠回收室內(nèi)工況下的恒溫恒濕空氣，并將回收的空氣與新風(fēng)進(jìn)行混合再輸送到室內(nèi)，達(dá)到能源回收再利用的目的，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。在冷熱能回收過(guò)程中，智能電氣技術(shù)也發(fā)揮著重要的作用，可以通過(guò)利用這兩項(xiàng)技術(shù)控制空調(diào)系統(tǒng)中的余熱實(shí)施，并結(jié)合使用情況進(jìn)行回收，以此提高排放效果。

2.6 變頻技術(shù)實(shí)施

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之六是變頻技術(shù)實(shí)施。變頻技術(shù)可以提高暖通空調(diào)運(yùn)行中的實(shí)際負(fù)荷與空氣調(diào)節(jié)需求的契合度，即讓暖通空調(diào)在一定時(shí)間內(nèi)的能源消耗不再是固定的，而是隨著空氣和溫度狀況的變化而調(diào)整，這就是所謂的變頻。其技術(shù)應(yīng)用實(shí)質(zhì)是，通過(guò)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的合理優(yōu)化來(lái)有效降低能源消耗，達(dá)到節(jié)能減排效果。在常規(guī)情況下，暖通空調(diào)運(yùn)行的功率是被設(shè)計(jì)好的，即其運(yùn)行是有預(yù)定的額定功率的。這就把環(huán)境的變化排除在考慮范圍了，將可能造成不必要的能源消耗和浪費(fèi)[4]。例如，在實(shí)際的空氣調(diào)節(jié)中，空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷持續(xù)較低，其依然按照額定大功率運(yùn)行，就勢(shì)必會(huì)浪費(fèi)一定量的能源。而此時(shí)，變頻技術(shù)就有了用武之地。變頻技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)合理的空調(diào)設(shè)備輸出功率調(diào)控，從而使空調(diào)功率能夠根據(jù)需求的變化而變化，從而有效節(jié)約能源。當(dāng)暖通空調(diào)系統(tǒng)加入了變頻技術(shù)，系統(tǒng)就能夠靈活根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際情況來(lái)合理地調(diào)節(jié)風(fēng)流量和水流量，突出自動(dòng)化調(diào)控的優(yōu)勢(shì)。其中，風(fēng)流量的調(diào)節(jié)是依托于空調(diào)中的末端裝置運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要是對(duì)室內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償?；诳茖W(xué)設(shè)計(jì)，在相關(guān)調(diào)節(jié)過(guò)程中，暖通空調(diào)的送風(fēng)量較為適量，與室內(nèi)溫度相協(xié)調(diào)，使得整體環(huán)境達(dá)到舒適狀態(tài)。水流量的調(diào)節(jié)是依靠把控水流量來(lái)調(diào)節(jié)溫度的，其原理與風(fēng)流量調(diào)節(jié)相似。這兩種調(diào)節(jié)方式都是對(duì)以往的定量系統(tǒng)運(yùn)行的突破，能夠顯著節(jié)約能源，也能夠在一定程度上減少暖通空調(diào)的運(yùn)行成本。

2.7 強(qiáng)化能耗傳輸設(shè)計(jì)

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能及優(yōu)化處理措施之七是強(qiáng)化能耗傳輸設(shè)計(jì)。針對(duì)建筑暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化處理，必須重視每個(gè)環(huán)節(jié)的能耗，立足具體設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行情況，構(gòu)建一個(gè)整體性的空調(diào)節(jié)能體系。冷熱媒介傳輸系統(tǒng)是暖通空調(diào)系統(tǒng)中必不可少的組成部分，系統(tǒng)形式和熱能傳輸方式等都會(huì)影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果，因此設(shè)計(jì)人員必須加強(qiáng)對(duì)熱媒介傳輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如，建議直埋熱水管道選用合適的保溫材料對(duì)熱水管道進(jìn)行保溫，減少熱能傳輸時(shí)的損失；另外，還需借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的供暖情況進(jìn)行全方位的測(cè)試，合理應(yīng)用平衡閥與智能管網(wǎng)等手段對(duì)管網(wǎng)流量進(jìn)行優(yōu)化配置，并強(qiáng)化管理對(duì)策，進(jìn)而切實(shí)提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，獲得更加理想的節(jié)能效果。針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，要注重對(duì)動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的合理應(yīng)用，最好選用具備良好負(fù)荷性質(zhì)、較高運(yùn)行效率的動(dòng)力系統(tǒng)，以此提高傳輸效率，建立一個(gè)良好的暖通空調(diào)運(yùn)行系統(tǒng)。

3 結(jié)語(yǔ)

在建筑中應(yīng)用綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)，十分有必要，其不僅能夠滿足人們的使用需求，又能夠有效推動(dòng)建筑設(shè)計(jì)水平的提升，為人們營(yíng)造舒適而健康的室內(nèi)環(huán)境。應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑的實(shí)際情況，選擇適宜的暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)用形式，以起到良好的保溫保暖、供冷效果。