新型节能技术及材料在民用建筑暖通设计中的应用

陈明洁

摘    要：在建筑设计中，暖通空调设计具有关键性作用，其能够为人们提供一个舒适的居住环境，但其高能耗问题也是不可忽视的，而要想妥善处理此类问题，就需制定较为完善的暖通空调设计方案。本文主要对新型节能技术及材料在民用建筑暖通设计中的应用问题进行了简要分析，以供借鉴。

关键词：建筑设计;暖通空调设计;新型节能技术

1  引言

我国是能源短缺国家，但在能源消耗上却是其他国家的3倍，其中能耗最大的当属建筑行业。为缓解这一问题，有必要在建筑设计时，应用绿色节能材料和技术，以推进我国建筑行业的可持续发展。

2  新型节能技术和材料在民用建筑暖通设计中应用的重要性

传统的暖通设计会造成较大的能源消耗，不利于我国建筑行业的长期发展。但随着技术的发展，很多新型材料和技术被应用到暖通工程中来，这在一定程度上降低了能源损耗率，为我国节省了更多的资源成本。

3  新型节能技术探析

3.1  工业余热、废热作为冷热源的技术

对于处在工业区周边的民用建筑来说，暖通系统所需能源可以通过合理利用工业生产中产生的余热、废热得以实现。这样能够更好的降低暖通系统运行中产生的能源消耗，实现节能效果。同时这种新型技术也提升了能源、资源的循环使用率，为我国经济建设提供了助力。不过在使用该新型节能技术时，需要结合所在区域的实际情况以及布局特点，进行合理的规划和设计，在保证暖通系统运行安全性的基础上，降低能源损耗。

3.2  可再生能源应用技术

可再生资源在我国的储量是较为丰富的，如太阳能、地热能、风能等，增大对这些能源的利用率，对于缓解能耗、保护环境有着重要意义。

3.2.1  太阳能应用一体化技术

该技术是在暖通设计中，将太阳能资源融入其中，并结合地区特征，添加适当的辅助材料以确保太阳能的有效转化，实现室内环境的制冷和制热需求。最常使用的辅助原料有工业余热、废热、生物质燃料等。这些资源的应用不仅能够降低原有能源的消耗，还不会对环境造成破坏。

3.2.2  水源热泵系统

水源热泵系统主要是利用江河海以及地下水自身的优势来供应暖通系统的运转，且随着经济条件的改善，很多城市已经将该系统作为主要的暖通系统能源供应设备。而该系统之所以广泛使用的原因为：地下水源的温度一般控制在7[℃]～18[℃]之間，夏季时，地下水源温度在18[℃]左右，通过该系统的运行可以将室内较高的温度转化到地下水源中并被带走，起到制冷的效果;而冬季，地下水源温度在7[℃]左右，系统可以通过热泵机组的运转，将室外的热量传输带如室内空间中，保证室内温度。据测量，该系统运行中可以制造45[℃]以上的采暖热水。且在系统运转中不会产生大量的能源消耗。不过在使用该系统时，要保证地下水源的质量，以免污染物质随着设备运转转移到室内，进而危害人们的身体健康。

3.2.3  冰蓄冷空调系统

冰蓄冷空调系统具有应用范围广，节能效果明显，成本低廉等优势，在一些大型的商业建筑、居民建筑以及火车站、候机楼等人员密集建筑中有着显著效果。冰蓄冷空调系统的应用主要是为了降低电能的过度消耗，合理控制不同时段电能的供应情况，保障电能输送的安全性和稳定性。冰蓄冷空调系统在运行过程中可以将低负荷时段的电能通过电制冷机组制冰，并存储在蓄冰设备中，而在高负荷用电状态下，将蓄冰设备中的冷量释放出来，达到降低电能传输负荷，满足人们用电需求的目的。

通过该系统的利用，不仅调节了不同阶段电能传输质量，也降低了高峰时段电能传输成本，实现了节能环保的目的。

冰蓄冷空调系统主要包含制冷机蓄冰、蓄冰设备制冷、制冷剂制冷、蓄冰设备和制冷机联合制冷这四种运行条件，其会根据空间需求灵活切换。冰蓄冷空调系统包含全蓄冰空调系统和部分蓄冰空调系统这两种形式，设计人员在使用该系统时，需要结合建筑的实际需求以及不同时段用电量情况，合理选择系统运行模式，从而提升系统运行效率，实现能源节约、降低成本的目的。此外，通过冰蓄冷空调系统的应用实现了高峰、低谷时电力负荷的有效调节，降低了空调运行的成本。据相关数据统计，该系统应用过程中可以降低4成左右的运行成本，是一种值得大力推广的新型节能技术。

3.2.4  大温差空调送风系统

大温差空调送风系统不仅可以改善空间质量，提高居住舒适度，还能够减少环境污染，提升经济效益。大温差空调送风系统是通过相应的送风机组尽可能的在运行过程中加大送风温差，来实现室内温度环境的调整的。在实际操作中，当空调送风温差控制在5[℃]～10[℃]之间时，只要增加1摄氏度温差，送风量就可以减少12%～17%左右，且空调送风机能耗也会随之减少。通过计算得出，如果送风温差加大一半，送风量会直接减少一半，相应的能源损耗也会降低一半左右，而风管材料的损耗可降低4成，这不仅延长了空调的使用寿命，也大大降低了空调运行成本。同时，采用大温差空调系统，室内空气的干球温度不变，相对湿度明显降低，室内空气环境质量和人体舒适度有明显提高。

在大温差空调送风系统设计中，需要注意的内容有：相关人员要根据建筑的功能、冷热负荷划分情况、冷热源以及相关设计参数，合理计算温差变化情况，并结合自身条件合理增加送风温差，减少能源的损耗，降低运行成本;如果送风温度过低，很可能导致风管和封口存在结露的现象，进而缩短管道材料的使用寿命。所以在设计中，要对送风温度实行合理计算，并做好保护措施，削弱结露现象的影响。另外，还需对暖通系统中的冷热量、电量使用情况予以节能考核。暖通设计中，应对系统运行中消耗的冷热能、电能、补水量实行有效的监督和控制，并做好记录，进而强化能耗管控效果。

3.2.5  新型节能材料

在现今的经济技术发展中，环保材料的种类越来越多，这对于提高暖通行业的发展水平，达到节能目的提供了有利条件。尤其是在新型橡塑保温材料应用之后，大大提升了水管、风管以及其他暖通设备的绝热保温效果，减少了能源过度流失，保证了系统运行的经济效益。

橡塑保温材料属于弹性闭孔材料，具有抗腐蚀性强、耐老化、隔热、重量轻、降噪等优势，且在施工中不会产生粉尘、细菌等有害物质，更好的保证了暖通系统建设质量。此外，橡塑材料的导热系数相对较低，绝缘性能好，在环境温度为0℃时，导热系数小于0.03w/m·k，相比传统的保温材料如岩棉等，保温厚度可减少一半以上，能够减少管道安装空间，节省投资。在使用该新型材料时，需要对材料的厚度实行合理控制，确保其性能的充分发挥，而材料厚度的确定则需要对绝热介质的热力性质、温度、环境温湿度、结露情况予以综合分析和计算，从而加强设计的合理性。同时，橡塑材料的应用还要与建筑消防设计要求相符合，以免材料燃烧造成管线的破损。

4  结语

总之，随着当前技术的发展，人们对节能环保问题越来越关注。新型节能技术和材料被逐渐应用到暖通设计中来，这在保证建筑内部环境质量的同时，也降低了能源消耗，减少了污染的产生，最终为我国社会的可持续发展奠定了坚实基础。

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