浅谈绿色建筑中暖通空调节能技术应用

王东

北京首都机场动力能源有限公司 北京 100621

暖通空调节能技术作为近年来兴起的一项建筑领域新兴技术，在绿色建筑工程中发挥了巨大的作用，在节能减排、绿色发展、建筑升级等方面扮演着重要角色。绿色建筑之所以兴起并迅速发展，其主要原因就是传统的建筑材料以及建筑工程对环境、空气和人的身体健康会造成较大的负面影响，而绿色建筑采用环保材料和环保的工程模式，极大地降低了建筑对环境和人体的破坏。根据研究显示，传统的工程建筑产生的废物材料占全部污染物的百分之三十以上，因此，绿色建筑在近年来越来越受关注和受欢迎， 我国政府高度重视绿色发展和可持续发展，因此绿色建筑工程成为建筑行业者研究的一个重点课题。

1 建筑行业能源消耗的原因

1.1 能源消耗的原因

21世纪以来，我国经济以迅猛之势发展，城市化进程明显加快，基础设施逐渐完善，在此过程中，高楼大厦不断地被修建和投入使用，这也导致城市居民室内的采光度降低，人们不得不消耗更多的能源来进行照明从而实现屋内明亮、温暖的目的。

暖通空调被使用的直接目的往往是为室内的人营造出温暖或凉爽的宜人环境，提高人的舒适度，减少室外空气和温度对屋内的影响。冬季和夏季是空调使用频率最高的季节，由于屋内外温差较大，建筑的外部结构中有导热设施，因此人们会通过空调调节室内温度，而在这种室内外温差大的情况下使用暖通空调这种设施，无疑会产生大量的电量和其他能源消耗，这也是绿色建筑耗能的原因之一。

1.2 影响冷热量消耗的主要因素

1.2.1 室内温度和室外温度差

生活在绿色建筑中的人们总是能清楚的感受到室内外温差，可以通过窗户上的水雾，也可以通过温度计等设施。当室外温度波动变大时，而暖通空调需要将室内温度保持一致，造成温差加大，空调需要调节的温度区间也就越大，耗能自然也越大。在夏季室外温度高，太阳直射北半球，太阳辐射强烈，致使屋内温度热负荷迅速升高，为了降低室内温度，把温度调整到适合人体生活的合理区间，需要消耗更大的能量；而在冬季，太阳直射南半球，北半球昼短夜长，太阳辐射时间短且阳光柔和，室外温度较低，空调为了避免室内温度降低使人体不舒适，又需要大量能量提升室内温度，这样一来，空调的消耗功率自然而然大大增加。

1.2.2 建筑内发热源的因素

绿色建筑内发热源的因素主要是人体发热和家用电器等的发热，与室内外温差和太阳辐射相比，此类因素对暖通空调能耗影响较小。在夏季，外界温度增高，生物新陈代谢速度加快，人体会散发更多的热量，家用电器运转速度也逐渐加快，这使得屋内温度远高于室外温度，暖通空调为了为人体制造出宜人的环境而消耗更多的电量去降低室内温度，这造成了绿色建筑的能源消耗。

1.2.3 人对室内温度的要求

随着90后逐渐成为新一代年轻购房者的主体，成为房子的主人，他们个性化的性格和个性化的要求也带入了绿色建筑暖通空调技术要求中。一般情况下，人们在夏天需要暖通空调制造出凉爽的室内环境，在冬天要求暖通空调制造出温暖的室内环境。但同时不同的用户也有多样化的个性化需求，有时空调需要刚加热就降温，刚降温就升温，这种短时间内迅速变更指令的方式也会大大增加暖通空调的能耗，不利于暖通空调系统的自我维护和保养，空调得不到休息，就会减少其寿命，降低其功率和电能的利用效率。

2 暖通空调设计应该遵循的原则

2.1 节能原则

节能是绿色建筑和新能源材料的基本要求之一。节能即节约能源、减少能耗和建筑材料。除了要尽量在提高暖通空调调节温度的效率和能力的同时降低能源消耗，还要尽可能减少暖通空调在建造和安装、使用过程中的废物生产和环境破坏。在空调的设计和建造阶段，企业和技术人员要注重环保材料的使用，提高暖通空调设计的科学性和实用性，同时要尽可能减少暖通空调建筑材料对环境的破坏。在投入使用后要强调空调的功率大小和瓦数高低，尽量减少电耗，注意空调内部不应有危害人体的气体和固态小颗粒，以防住户在使用空调时吸入有毒物质造成身体损坏和空气污染。除此之外，绿色建筑中暖通空调的安装要考虑与外围结构的适配性，考虑与室内电器、照明设施是否有关系。

2.2 回用原则

回用原则即回收利用，提高绿色建筑内暖通空调利用效率。回用原则不是要求暖通空调能长时间使用后经过维护和维修还能投入新区域使用，而是要求暖通空调的内部结构足够环保，在空调损坏后其零件还可以进行资源的二次利用。虽然空调几乎是一次性产品，在损坏后继续正常使用的概率较小，但在空调内部的零部件当中仍然有部分部件可以经过一定程序的维护投入其他空调中使用，这样就可以大大提高暖通空调的整体利用率，不仅可以节约资源，还可以节省资金，推动现代绿色建筑行业创新协调高效发展。

2.3 广回收原则

广回收原则与上述的回用原则有一些相似之处，但也有一些差别。广回收原则是要求对暖通空调的零部件广泛、分类别回收，是对回用原则的细化和拓展，空调的零部件回收项目被充分细化，并且回收和重复利用工作增加了一些规则。例如对空调的制冷系统拆分并回收利用，在空调的关键部位回收上下足功夫，最大程度的提高了空调零部件和资源的利用效率，同时也是对新发展理念的落实。

2.4 循环原则

循环原则也是绿色建筑暖通空调回收利用的原则之一，循环原则要求在空调部件“回用”和“广回收”之后送至特定的修理区域进行维护和改造，最大限度保护其原有价值，提高资源利用率。该循环过程突出一个“以旧换新”，将已经被使用过的空调的零部件进行维修和检查，对状况良好的部件稍作维护然后投入至新空调系统中使用，对机能稍有损坏的进行维修再投入使用，大大提高了空调的整体利用效率。与此同时，相关维护企业和技术人员要重点考虑成本高的部件的循环问题，要科学分析其使用量，在最大程度发挥其作用的同时节约资金和资源，提高能源利用效率。

3 暖通空调在绿色建筑中的使用

3.1 太阳能技术

我国在改革开放以前一直沿用着传统的能源结构和能源使用结构，主要以煤、石油和天然气等天然资源为主，这些资源开采成本较高，且储存数量有限，对环境也会产生较大的破坏。今年来，以太阳能为代表的新兴可再生能源逐渐进入到了大众视野之中。太阳能、水能、风能均为可再生能源，其清洁程度高、转化成本低，已经在我国的经济建设和生产生活中发挥了巨大作用。我国在太阳能开发和利用领域取得的成就全世界都有目共睹。在绿色建筑中，太阳能技术可以在白天收集太阳辐射，并储存至特定装置，热水进入装置中利用其热量和电子仪器来控制室内温度。在阳光充足的时候，太阳能板可以收集太阳光热，并加热水资源提供供暖，遇到阴雨天气时其可以及时调整回原先的状态，利用锅炉加热热水实现供暖。太阳能技术成本较低，且回本快，设备续航时间和寿命均较长，是现代绿色建筑产业中值得选择的一项技术。

3.2 蓄冷技术

传统的能源结构下，火电厂发出的电较为昂贵且数量有限，在一些用电高峰期，为了限制居民用电，保护用电安全，供电所会选择拉闸从而达到节约用电和保障安全的效果。而随着新型可再生能源的兴起和蓄冷技术的出现，这类情况发生的概率大大降低。

蓄冷技术是近几年来兴起的一项节能技术，在夜间蓄冷装置将冷量储存在水或冰体中，当白天用电需求较高时，再将水或冰中的冷量释放出来并转化成电能，以保证电能稳定供应。如此一来在节能环保的同时也防止了拉闸情况的出现，贯彻落实了科学发展观和绿色发展理念。

3.3 辐射供暖技术

辐射供暖技术自出现和发展以来，便大规模地替代了原先的“暖气”，原因是其让屋内受热更加均匀，人居环境更加舒适，且也着实践行了节能环保的理念。辐射供暖技术通过对室内地面进行加热，均匀地吸收辐射中的热量，均匀地对屋内的空气进行加热。这项技术有很大的操作性，如果对该技术把握不当，则容易导致受热不均匀，引起屋内人员不适，同时还会导致大量的能源流失。因此，技术人员需要对该门技术掌握熟悉的基本理论知识和丰富的实际经验，从而提高辐射技术使用效率，推动绿色建筑产业进步。

4 绿色建筑中节能技术优化措施

4.1 选择好热源系统

在绿色建筑中，热源系统的选择非常重要。建筑热源分为集中供热热源和建筑物独立热源两种，这其中又有燃气炉、太阳能、热泵技术等，这其中的一些热源技术在上文已经提到过，这些热源系统各有优点，如燃气炉供热效率高、热量大，太阳能可再生，属于清洁能源，成本较低，地源热泵可以使室内空气受热均匀，加热快，且温度调节效率高。为了最大限度提高绿色建筑暖通空调技术的优化度，建筑人员和设计人员应该科学规划，合理选择热源系统进行耦合，因地制宜，充分考虑当地地理条件和客户需求，在节约资源的同时最大限度地提高热量发出的效率。

4.2 调节运作方式——建议使用大温差，小流量，集中系统改为分布式能源系统，改善水利失衡

我国很多地区的热能系统中热能利用率都较低，常常出现利用的热能还没有损失的多，这与技术不成熟、运作方式不恰当、人员操作不科学等多种因素有关。该现象在建筑行业也很常见。基于此，热能供应部门和相关技术人员应该积极调节运作方式，尽量使用大温差、小流量，集中系统应该改为分布式热源系统，从而达到改善水利失衡的目的。因地制宜，根据当地的地理情况和温度高低科学设计空调的运作方式，采用新兴能源和高回收率和利用率的空调部件提高空调运行效率，提高升温和制冷技术水平和工作效能，要结合相关规定和规范对空调合理调控，从而更好地贯彻可持续发展理念。

4.3 合理的使用变频技术

在暖通空调的使用规范中，变频技术是相当重要的一项技术，如果使用得当，则可以大大提高能源利用效率，节约能源和资源成本。暖通空调的频率和档位转换有其特定的规律，技术人员要合理把握空调运作模式，科学使用变频技术，努力达到室内外恒温的效果。要合理搭配暖通空调技术和变频技术的协作关系，在环境影响下，负荷运动会产生相应的变化，要落实各项行为规范，严格遵守暖通空调的使用守则和绿色建筑的方针，争取达到恒温节能的效果。

4.4 科学使用冷热量回收技术

冷热量回收技术可以实现空调冷热量之间的良性转化，一是把室内排出的空气与新风进行热量交换，进行预冷/热，二是把制冷时放出的冷凝废热制成生活热水，从而达到节约用电和提高环保效能的效果，同时又不妨碍屋内的正常制冷、制热工作。冷热量回收技术运用的好，则可以贯彻可持续发展理念，提高空调运作效率的效果，如果用的不好，则反而会增加用电量，加大单位制热或制冷能耗。因此，相关人员要不断革新冷热量回收技术，找到平衡点，为暖通空调编写正确的程序和代码，确保空调运行不出差错，提高住户生活质量，建设智能家居。

5 节能技术的重要性

节能环保并不是我们多喊几句口号就可以实现的，它需要我们真正的从实际生活中去改善，去实践，从身边的每一件事情开始做起。作为每一个家庭，我们更应该提高家庭的综合素质，切实了解节能环保的现实意义和重大作用，将每个家庭成员组织起来，牢牢抱成一团，从生活的方方面面着手去认识，去改进，将节能环保的主题落到实处。

近年来，节能技术的研发获得了越来越高的社会关注，节能环保被党和国家屡次写入政府工作报告，国家深入实施科学发展观和可持续发展战略，新发展理念中也有“绿色”“协调”发展的身影，这说明了新形势下节能环保和绿色发展的重要性。以煤、石油、天然气为代表的传统能源结构终究是有限的，只有不断研发技能技术，开发新兴可再生能源，拓宽能源结构，发展绿色建筑才是可持续发展之道。能源结构的调整需要节约能源来作为辅助，在绿色建筑领域，暖通空调系统的节能技术影响着住户的居家舒适度和人民的健康水平。

在绿色建筑工程方面，科学技术在不断进步，人们越来越追求高质量高品质的生活，绿色建筑固然对人体危害几乎不计，但能源的消耗却是不容忽视的。绿色建筑中的暖通空调是空调系统里必不可缺的环节，它的使用范围广泛，在追求高效益的同时，对安装的质量也是非常严格的。为了确保暖空调的使用效果，在施工技术方面有着严格的掌控。暖通空调根据温度、房间的朝向等划分不同的空调系统，避免出现过热过冷的不良现象，改变传统的代替风量系统，使用变风量，随着负荷的变化来调节运行，节约资源。

6 结束语

综上所述，在经济社会高速发展的今天，人们越来越重视生活的质量，党和国家大力实施可持续发展战略，坚持绿色发展，在建筑领域更是要贯彻科学发展观念，建筑人员要积极分析当前绿色建筑发展的不足，积极改进暖通空调设计工艺，落实节能、回用、广回收和循环的基本原则，要考虑到资源和能源的节约利用，结合当地实际情况为客户设计和推荐合适的环保空调，推动绿色建筑工程发展，促进我国建筑行业长足进步。