绿色建筑的暖通设计节能与实践

引言

随着建筑行业的快速发展，建筑能耗占全球总能耗比例持续攀升，成为建筑节能的重点领域。传统建筑暖通设计因设备能效低、系统匹配差、能源利用粗放等问题，加剧了能源浪费与环境污染。在此背景下，发展绿色建筑暖通设计节能技术，对实现建筑领域 “双碳” 目标、推动行业可持续发展具有重要意义。近年来，国内外虽在绿色建筑暖通节能领域取得一定成果，但仍存在技术应用成本高、标准体系不完善、区域适应性不足等问题。

一、绿色建筑暖通设计的节能理念与原则

1.1 节能理念

绿色建筑暖通设计的节能理念以可持续发展为核心，强调在满足室内环境舒适度的同时，最大限度降低能源消耗与环境影响。能源高效利用理念贯穿设计全程，通过采用高效节能设备与优化系统运行，减少能源浪费。借助智能控制系统，根据室内外环境变化动态调节设备运行参数，实现按需供能。可再生能源优先理念倡导积极开发太阳能、地热能、空气能等清洁能源，将其融入暖通系统设计。如地源热泵系统利用地下恒温特性，实现高效供热制冷，减少对化石能源的依赖。

1.2 设计原则

绿色建筑暖通设计需遵循多维度原则。因地制宜原则强调依据建筑所在地区的气候条件、地理环境与资源禀赋，选择适配的暖通系统形式。经济性原则注重平衡初期投资与长期运行成本，通过技术经济分析比选方案。如采用高效换热器回收空调排风余热，虽增加设备投资，但可大幅降低后期能源费用，实现成本优化。功能性与舒适性平衡原则要求在节能的同时，确保室内温湿度、空气质量等环境参数满足使用需求。通过精准的气流组织设计与温湿度独立控制技术，避免因过度节能导致舒适度下降。

二、绿色建筑暖通设计的节能技术策略

2.1 高效系统选型与优化设计

高效系统选型与优化设计是绿色建筑暖通节能的基础。在系统选型上，需依据建筑功能与负荷特性精准匹配。对于大型商业建筑，变风量（VAV）空调系统通过末端风阀调节送风量，实现按需供冷，在部分负荷工况下可节能 20%-30% ；而医院、实验室等对温湿度精度要求高的场所，温湿度独立控制（THIC）系统将显热与潜热负荷分开处理，制冷效率提升显著。

2.2 可再生能源与清洁能源利用

可再生能源与清洁能源的深度应用是实现绿色建筑暖通低碳化的关键。太阳能利用方面，光热 - 光伏一体化系统可将太阳能转化为热能用于生活热水供应或辅助供暖，转化为电能驱动暖通设备；在日照充足地区，太阳能热水系统能满足建筑的热水需求。地源热泵系统凭借地下恒温特性，通过埋管换热器实现高效取热与放热，尤其适用于地质条件适宜的区域。空气源热泵技术则突破地域限制，在温和气候区广泛应用，通过吸收空气中的热量实现制热，新型低温补气技术更使其在 -25℃环境下仍保持高效运行。

2.3 智能控制与能源管理

智能控制与能源管理赋予暖通系统 “智慧大脑”，实现精细化节能。基于物联网（IoT）搭建的智能控制系统，通过部署温湿度、 CO₂ 浓度、设备运行状态等传感器，实时采集数据并上传至云端平台。利用大数据分析与人工智能算法，系统可根据天气预报、人员活动规律等因素，提前调整设备运行参数，如在人员进入办公区域前预冷房间，避免能源浪费。能源管理系统（EMS）则实现能耗的分项计量与动态监测，通过可视化界面展示各设备能耗占比，快速定位高耗能环节，并生成优化运行策略。数字孪生技术的应用进一步升级管理模式，通过搭建虚拟系统模型，模拟不同工况下的运行效果，为设备调控与故障预测提供精准决策支持，使系统始终处于最优节能状态。

2.4 热回收与高效换热技术

高效回收与高效换热是深度挖掘能源，提高能源利用效率的有效手段。热回收中央空调排风热回收系统采用转轮式或板式热交换，将排风回收的显潜热为新风作预处理，回收效率可超过，使得新风机组新风预处理的能耗大大降低。厂房或机房的余热经热泵技术转换，将低品位的热源转换为高品位的热源，用于供热。如机柜热回收系统的余热，可以转化为可利用的热源，实现余热的再利用。

三、绿色建筑暖通设计节能的推广与发展建议

3.1 政策与标准支持

健全的政策及标准是绿色建筑暖通设计节能推行的关键。可以制定专项绿色节能的暖通系统补贴政策，对于设计选用高效节能暖通系统，并通过绿色建筑评定的项目，给与一定经费补贴，缓解初期推广成本压力；可以出台绿色建筑节能税方面的优惠政策，减免相关税项，如针对通过绿色建筑评价的绿色建筑项目，减少房产税或者企业所得税；可以从政策上加大对暖通设计节能控制的规范，具体应细化设计规范中的绿色建筑暖通系统节能设计要求，明确不同地区、不同类别建筑能耗目标的设定，在设计规范中应列明不同气候区、不同建筑类型的可再生能源比重、节能设备的技术能效指标要求，并列为必须执行的强制条文。

3.2 技术创新与推广

企业生产技术研发与产品推广应用。支持校企联合与产研结合，结合高等院校和科研机构进行高效换热材料、控制算法等方面的研发与联合公关，加快磁悬浮压缩机、相变储能等技术产品的工程转化应用。地方政府可组织一批绿色建筑暖通节能技术示范工程，选择相关既有建筑进行改造，以现场技术展示、技术数据分享等模式宣传成果，减少企业对新技术应用的“疑虑症”。开展技术推广应用平台，整合设备商、设计单位、施工企业等，发布节能技术产品指导目录和应用指南，使技术对接程序顺畅。

3.3 人才培养与宣传教育

人才与公民意识是最基础的绿色建筑暖通节能可持续发展基础。高等院校应建立绿色建筑暖通设计基础课程体系，把节能的措施、规范纳入学校建筑学和供热供燃气通风和空调工程相关专业教育中；职业院校可以开办相关技能培训课程，培养满足设备安装、调试和维修与维护的技术型人才；企业要加强员工培训，定期举办设计人员和施工人员参加行业内研讨会和技术培训，及时更新知识，提升设计和施工能力。

结语

本文通过理论与实践结合，系统构建了绿色建筑暖通设计节能体系，提出的多维技术策略与推广建议，经案例验证可显著降低能耗、提升能效。这些成果为行业提供了切实可行的节能路径，对推动建筑领域低碳转型具有重要价值。随着技术迭代与政策深化，绿色建筑暖通设计将朝着智慧化、零碳化方向持续创新，助力建筑行业可持续发展迈向新高度。

参考文献

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