陈振湘

（上海市建工设计研究总院有限公司，上海 200000）

虽然建筑行业取得了许多成绩，但其所产生的高能耗始终无法得到有效的节约，与绿色环保理念下的各项要求背道而驰，在这种背景下，为了更好地满足人们的实际需要，必须积极促进建筑转型。在现代建筑发展中，绿色节能技术可以最大化地降低建筑消耗。笔者根据自身工作经验结合暖通业内最新技术实践与发展趋势，对暖通绿色节能技术的实践做了分析和探究。如有不妥，欢迎指正。

1 绿色节能技术在暖通设计中的重要作用分析

20世纪70年代，能源危机后得到迅速发展的被动式建筑技术，通过建筑设计，使建筑在冬季充分利用太阳辐射热取暖，尽量减少通过维护结构及通风渗透而造成热损失；夏季尽量减少因太阳辐射及室内人员设备散热造成的热量，以不使用机械设备为前提，完全依靠加强建筑物的遮挡功能，通过建筑上的方法，达到室内环境舒适的目的的环保型建筑。

再比如，零能耗建筑设计原则的兴起与推广，如英国伦敦贝丁顿“零能耗发展”社区的“零能耗”的两大特色：一是按照节能原则设计建筑物，而是社区能耗来源于内部的可再生能源。首当其冲的就是建筑节能理念的采用。为了减少建筑的热损失，同时尽可能使用太阳能获得热量，各建筑物紧凑相邻，以减少建筑的总散热面积。围护结构采用超级绝热外层；窗户选用内充氩气的3层玻璃窗；窗框采用木材以减少热传导。用朝南的玻璃阳光房做重要的温度调节器；采用自然通风系统将通风能耗最小化。风力驱动换热器可随风向的改变而转动，一边排出室内的污浊空气，一边利用废气中的热量预热室外寒冷的新鲜空气。在此热交换过程中，最多有70%的通风热损失得以挽回。其次，社区用热电联产系统，同时使用可再生资源——木材为燃料。根据供应量，系统每年木材需求量1100t，其来源包括周边地区的木材废料和邻近的生态公园中管理良好的速生林。树木成长时吸收的CO2，在燃烧过程中等量释放，符合零温室气体排放原则。此外，清华大学示范性超低能耗建筑，法国圣旺零能耗学校等等都是现代零能耗建筑的推广采用案例。

我国北方建筑冬季集中供暖方案代替广大农村居民烧煤取暖，即实现节能环保，还防止了煤气中毒的人身安全事故的发生。

热泵技术在建筑业具有独到的优势。住宅的热需求基本属于100℃以下的低温供暖，包括20℃左右的室温、40℃以上的热水洗浴，热泵技术都可以经济便利地满足这些要求。热泵技术吸取空气、水或浅层地表的土壤中的热量，热效率高达500%～600%，是目前各种供热系统所能达到的最高热效率。尽管别的技术也可以用，但是没有像热泵技术这样高的热效率和经济效益，特别是环境和社会效益就更不用说了。可以肯定的是，热泵在未来的社会中将发挥重要作用（如图1）。

图1 热泵在未来社会中的重要地位

2 暖通设计中绿色节能技术存在的问题

2.1 施工管理问题

目前，建筑施工单位很少会花时间研究暖通设计，设计人员没有将暖通空调的系统设计置于重要的位置，两者不可兼得，只有投入大量的资金，才能为暖通绿色、节能目标实现提供保障。施工单位往往只是关注数量，比较轻视质量，虽然暖通系统施工可以提前完工，但所产生的能源消耗与国家标准存在较大的差异，所建设的工程不具备环保性的特征，浪费了大量的能源。从20世纪末期，建筑暖通设计工具早已全面计算机化，21世纪初推行的信息网络技术将使暖通建筑设计模块化、标准化，近10年的BIM技术，和将来的人工智能技术将使设计和施工管理走向标准化、模块化、自动化、智能化。在施工过程中借助BIM技术的深化设计也可以在节能优化方面大有作为。

2.2 不能有效推广新技术、设计方案不确定

现如今我国虽然大力提倡绿色节能，并不断加强研发力度，但是对于绿色节能来说，却存在多种不同的节能方案，且这些方案均存在优势和不足。加上科学技术水平不断提升，技术研究学者开始从多元化的方向开展研究和设计，从一定程度上来说，多元化的设计研究可以积极推动相关绿色节能技术的良好发展，但如果方案始终得不到统一，也难以制定规范的设计标准。如蓄能蓄冷空调技术，虽然有削峰填谷合理节约用电的优点，但同时有初投资较大、经济效益差、有较大的占地面积要求、水池污染不便清洁以及调控困难等缺点，所以限制了这种技术的推广。另如溴化锂制冷机组，也有操作复杂维保困难的缺点，也限制了推广。

3 暖通设计中绿色节能技术的具体实践

3.1 选择科学的设计方案

在设计暖通空调的过程中，通过改变空调系统风量，可以使节能效果得到进一步的提升，让人们感觉环境非常舒适；针对人员流动性比较大的室内，设计人员需要结合二氧化碳浓度调整空调新风量。如果房间面积广阔，需要集中控制温度和湿度。当建筑物体积比较大也比较高时，需要将分层空调系统合理应用到建筑中。在天气比较热时，分层空调系统可以节约大量的能源，并降低能源消耗。例如，某会展中心总建筑面积181660m2，其中展览馆面积127000m2，会议中心面积46400m2，高度15.6～25.9m，主体采用大跨度预应力张弦梁钢筋混凝土框架结构，该工程在建设过程中为了确保最大化的节约能源，科学选择暖通设计方案。再如暖通设备选型时，空调的能效比，水泵、风机的单位能耗功率的规范化也是绿色节能技术在暖通设计中的应用推手。

3.2 应用变频技术

在建筑暖通设计中合理应用变频技术，可以有效满足建筑在节能设计方面的需求。具体来说，将绿色化的技术应用到建筑暖通设计中，不仅可以有效促进时代的发展，同时也可以更好地保护环境，积极转变暖通设计发展方向，使其朝着绿色化的方向发展。变频技术在绿色化的技术中非常关键，且变频技术具有较强的节能效果。一般来说，运用该变频技术可以实现大部分的节能目标。同时该技术具有多方面的优势。实际变频功能在所有能耗设备中都有所体现，同时该技术在实现变频调节的过程中并不会受到负荷的影响。这对于节约暖通系统的实际能耗具有非常重要的现实意义。

3.3 应用冷热泵技术

在目前绿色化建筑发展过程中，不仅合理应用到了变频技术，同时也将冷热泵技术应用到了建筑暖通设计中。具体来说，冷热泵技术在实际应用过程中合理利用了地源耦合泵，以针对性地调解夏季和冬季的温度需要。同时，在为居住者供应热水时，也要利用地源耦合泵。简单来说，该技术在交换地下水与地下管路相关系统时，充分利用了地下水的稳定性能。一般而言，在天气比较炎热时，利用冷特泵技术可以全方位内地搜集室内实际排除的热量，并在日常生活中合理利用。而在天气比较冷时，可以及时运用热泵运出储藏的热能，进而使室内环境的制热需求得到满足。以深圳地王大厦豪华公寓楼为例，该公寓楼应用了上千台水源热泵机组，有效满足了人们对温度的需求。

3.4 楼宇智能化技术

中央冷机机房群控，末端设备的监控，如末端过滤器超压报警，通过楼宇智能化自动控制，实现建筑能耗实时监控。

4 结语

综上，我国必须在充分考虑能源保护的基础上再发展经济，因此，对于建筑暖通设计来说，必须全面总结目前暖通设计中绿色节能技术存在的问题，针对这些问题在建筑暖通设计中合理利用环境监测技术、变频技术等多元化的绿色技术。且应用绿色化的相关技术可以最大化地节约建筑暖通设计能耗，更好地满足节能环保的要求，并在一定程度上促进建筑工程的发展。