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摘要:以高速公路建筑为例对暖通设计展开分析探讨，并阐述节能型技术和材料在高速公路暖通设计中应用的作用，以改善高速公路建筑的服务质量。
0前言
传统暖通设计带来的能耗问题加剧了我国能源危机，不利于可持续发展战略的落实。为此，在现今暖通设计中，应对传统设计理念加以转变，融入绿色环保的要求，加大节能型技术和材料的应用，以解决现有的能耗较高的问题，充分发挥暖通系统的作用，营造良好的活动空间。
1高速公路建筑暖通设计中新型节能技术及材料的作用
1．1能源的科学管控
不管是哪种类型的建筑，暖通工程在其中都占据着较大比重。随着社会经济的发展、城市化建设进程的加快，交通建设活动日渐增多，高速公路承担着经济往来媒介的作用，对基础设施的建设也提出了较高要求。相应的，高速公路建筑暖通工程也受到较大关注。但传统的暖通设计会产生大量的能源损耗，有必要在设计中加大新型节能技术和材料的应用，通过新技术、新材料的应用和替换，解决暖通设计的能耗问题，控制资源浪费。
1．2保护环境质量
暖通工程建设和应用中产生的废物、废气，直接排放到环境中会对环境系统构成严重破坏，降低空气质量，破坏水环境及土地资源。而在高速公路建筑暖通设计中，新型节能技术和材料的应用，则可以很好地解决上述问题。新材料和新技术的应用，可做到资源循环利用，减少固体废物、有害气体的产生，降低环境中有害元素的含量，更好地保护环境。
2新型节能技术
2．1余热利用技术
余热利用技术是将生产产生的余热、废热转化成热能的一种技术。余热利用技术的应用可对高速公路建筑周边工业生产产生的热能进行收集和转化，为暖通系统运行提供能源供应。该技术可将工业生产产生的余热、废热经过二次循环处理再次应用，有效降低暖通系统运行时的能耗，达到节能效果。且该技术的应用，可对暖通工程实行重新规划和设计，保证暖通系统布局的合理性、安全性，减少系统运行中问题的产生，控制能源的损耗。
2．2可再生能源技术
随着经济技术的发展，可再生能源技术也逐渐被应用到现今生活和生产中，并为解决现存的能源危机提供助力和支持。目前常见的可再生能源技术以太阳能、地热能、风能为主，不仅储量丰富，而且不会产生有害气体污染环境。
2．3太阳能一体化技术
高速公路建筑所处环境较为开阔，有利于太阳能资源的吸收。在暖通设计中，合理应用太阳能一体化技术，能够将太阳能有效转化成热能或电能，供暖通系统的应用，再借助辅助材料实现暖通系统制冷和制热的效果，达到环保节能目标(见图1)。目前该技术在使用中，会通过与工业余热、废热、生物燃料的配合使用，来满足建筑暖通系统运行要求，提高建筑的舒适性指标。
2．4水源热泵技术
水源热泵技术是利用水源与外界温度变化产生的温差完成能源供应的一种方式，该技术应用在暖通系统内，对于降低系统制冷、制热时存在的能源损耗和缩减成本支出有着重要意义(见图2)。研究发现，大自然中，水源的平均温度一直处于较为稳定的状态，这样在季节变化的情况下，水源与外界温度产生的温差变化能够很好地转换成暖通系统可以利用的能源，进而加强制冷和制热效果。具体来说，夏季水源热泵技术可将保持在18℃左右的水作为冷源，直接将建筑产生的余热转移到室外较低温度水源中;而冬季，地下水温度控制在7℃左右，这时利用水源热泵技术，可将地下水抽取转移到系统内充当系统热源，完成热能的供应，转移到系统内的水源温度可达到45℃左右，满足建筑内部的供暖需求。应用水源热泵技术后，系统中制冷和制热系数可控制在3～6，相较于传统暖通系统，不仅能源损耗率明显降低，而且系统运行成本也得到了有效控制，节约了更多的资金成本。不过在该技术使用过程中，抽取的水源水质要保持清洁，以免杂质混入缩短暖通设备使用寿命，提高危险系数。水源热泵系统利用大自然的稳定水源作为冷、热源，是一种污染少、清洁型、可再生的技术。水源热泵系统可全年使用，功能适用性强，是一种符合国家政策和行业发展趋势的新型节能技术。
2．5冰蓄冷空调技术
冰蓄冷空调技术(见图3)的应用目的是实现电能的科学管控，降低损耗量，保障不同时段用电质量和安全。在现今社会发展中，电能供应已经出现供不应求的状态，电能作为目前人们生活的重要能源，供应质量的好坏、价格高低，已经成为人们关注的重点内容。我国针对现阶段电能使用情况制定了一系列政策措施，如差异化电价，但仍无法有效把控电能损耗的问题。冰蓄冷空调技术的出现，为电能管控提供了机会，该技术节能效果明显，应用范围宽泛。高速公路建筑因其自身的特殊性，为保证电能供应质量，达到节约能源的目标，就有必要加大冰蓄冷空调技术的应用。冰蓄冷空调技术的工作原理为:在电负荷低谷阶段内，可将多余电力通过电制冷机组储存在蓄冰设备内，在高峰时段内，将储存的电力从蓄冰设备中调出，利用电制冷机组完成系统电能供应，在保障系统运行效率基础上，达到节电的目标。该技术优势为:平衡高低阶段电力负荷，调整高低阶段电价差异，加强电能的转化和控制，缓解能耗问题。应用冰蓄冷空调技术，能源存储形式有四种，即制冷剂蓄冰、蓄冰设备制冰、制冷机制冰、蓄冷设备和制冷剂联合制冰。四种形式可单独也可以组合运用在暖通设计中，从而降低系统运行负荷，增强建筑内部的舒适性，做好能源控制。设计时应根据建筑物的使用功能、冷负荷分布情况、高峰低谷时的电价差异和投资情况，展开综合分析，选取最科学、最节约、最优化的系统形式，在降低投资的同时，节省更多的运行成本，平衡高峰、低谷用电负荷。
2．6大温差空调送风技术
大温差空调送风技术在高速公路建筑暖通设计中的应用较为广泛，该技术在净化空气方面起到显著效果，可改善建筑内部环境，提高舒适性。该技术借助送风机组增大送风温差，开展内部空气环境的调节，发挥暖通系统作用优势。大温差空调送风技术应用中，需要注意的内容为:设计人员要对建筑功能、冷热负荷、温差变化等参数数据加以了解和计算，调整送风温差变化范围，以达到能耗控制的效果;对送风温度加以控制，避免因温度过低产生结露现象，对系统管材的使用寿命带来影响，增加维护成本支出;合理规划保护措施，加大监督检查力度，促进设备设施的高效运转;定期开展电量消耗量检查，并做好详细记录，对其中存在的能耗问题予以及时解决和处理。
3新型节能材料的应用
近年来，我国科学技术日益完善，生产力也有所提升，暖通空调行业中也出现了多种新型的保温绝热材料。新型橡塑保温材料在空调水管、风管和设备中均得以广泛应用，在发挥绝热保温作用的同时，也可全面彰显系统节能效果。橡塑保温材料是一种典型的弹性闭孔材料，自重轻、柔软度高、耐冷和耐热性能好，抗老化性和抗腐蚀性较为理想，同时，导热系数较低，可吸收噪音，减轻噪音污染。完成该材料的施工作业便捷，工程难度较小，材料内部不含任何纤维粉尘，不易出现霉菌等多种有害物质。此类新型材料具有导热系数低、绝热性能优越的特性，温度为0℃的环境下，导热系数较小，与岩棉等传统保温材料相比，该类材料的保温厚度明显缩小，节约了管道安装的空间，降低了管道安装施工中的成本投入。故而在工程施工期间，整体式橡胶保温管壳得以广泛应用。在高速公路工程施工的过程中，若将橡塑保温材料用作绝热材料，则应全方位考量被绝热介质的热力性质、温度、环境温度和湿度等因素，防止发生结露现象。在全面计算和科学比较后，明确橡塑保温材料的最小厚度，选择经济性与合理性最为显著的保温厚度。除此之外，工作人员还需保证橡塑保温材料燃烧性能高于难燃B1级，以此完善材料的阻燃性能，满足消防要求。
4结语
希望通过本文论述，专业人员可对高速公路建筑暖通设计中，新型节能技术和材料应用有所了解，全面掌握节能技术工作原理和优势作用，并在日后工作中，科学使用节能技术和材料，以此改善暖通系统性能，达到绿色节能的目标。
作者：刘志强 单位：山西省交通规划勘察设计院有限公司
