关于暖通空调节能设计的探讨

关于暖通空调节能设计的探讨

邹建刚

九冶建设有限公司第五工程公司陕西721004

摘要：随着国内科学技术的不断发展，建筑暖通空调系统也在节能环保等方面提出了更好的要求。暖通空调系统在现代民用建筑设计中的应用越来越广，而空调系统能耗与日俱增，现代暖通空调系统设计师应该将空调的节能设计作为重要任务。本文分析了建筑暖通空调系统的能耗问题，对高层暖通空调设计中存在的问题进行了探讨，并对如何降低能耗问题提出了几点建议和措施。

关键词：民用建筑；暖通空调系统；节能设计要点

1、暖通空调系统能耗结构和特点

随着我国国民经济的迅速发展，能源和环境问题日益尖锐，城市化的飞速发展和人们生活水平的提高，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在发达国家已达到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通风、空调、照明、电器和热水供应等需求方面的能耗，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。为了维持建筑物内部空气环境适宜的温湿度，现代建筑中通常采用设置暖通空调系统来保证这一需求，而所消耗的能量即为暖通空调系统的能耗。这部分能耗中包括建筑物冷热负荷引起的能耗、新风负荷引起的能耗及输送设备的能耗。影响暖通空调系统能耗的主要因素有室外气候条件、室内设计标准、围护结构特征、室内人员及设备照明的状况以及新风系统的设置等。暖通空调系统的能耗还有几个特点表现在：第一，系统的设计、选型、运行管理的不合理将会降低能量使用效率。第二，维持室内空气环境所需的冷热能量品位较低且有季节性。这就使在具备条件的情况下有可能利用天然能源来满足要求，如太阳能、地热能、废热、浅层土壤蓄热等。第三，暖通空调系统涉及到的冷热量的处理通常以交换形式处理。这就可以采用冷热量回收的措施来减少系统的能耗，有效利用能量。

2、建筑暖通空调节能设计原则及存在的问题

2.1建筑暖通设计原则

在建筑暖通系统的设计中，必须遵守以下三个原则：第一，节能性原则。实现节能的效果是暖通空调设计的第一原则，且在节能的同时必须考虑到室内人们的感受，营造舒适的温度、湿度和气流，因此在进行节能设计时必须设置合适的比例，尽量做到节能同时带给人舒适的感受。另一方面在进行节能设计时应考虑室外的温湿度情况并相应调整，实现节能的目的；第二，人性化原则。我们知道，空调系统如果能实现室内均匀加热，能量的利用率在很大程度上会提高，但是在空调进行室内温湿度调节时，应充分考虑到室内人员的主观感受。如果只为了达到减少能源消耗的目的而降低了室内舒适度，就失去了暖通空调系统设计的意义。因此，在设计中，应充分考虑到每个人适应性，实现室内温度的自我调节，充分实现暖通空调设计的人性化。第三，科学化原则。暖通空调能实现节能成效并不是轻而易举的，在进行暖通空调设计时应注意与建筑的结构设计、装修设计等相互结合，以设计出综合的性价比最科学的暖通空调系统。

2.2建筑暖通空调设计中存在的问题

虽然高层暖通空调系统的节能性已受到广泛的关注，但设计者在设计和规划的过程中仍存在一些问题。首先，设计者缺乏节能意识，一些暖通空调设计者在工作上缺乏创新性，很多暖通设计师仅在概念设计上讲节能效果，而在实际的设计工作中保守的依然沿用传统的设计理念，仅追求设计的准确可行性，缺乏节约能源的意识和责任，导致系统投入使用后很难实现节能效果。其次，在暖通系统设计初期，没有进行严格的规划，缺乏科学的计划是暖通空调系统在节能设计中最大的弱点。没有严格的规划，空调系统在选择时没有强制的节能意图，相关设计人员缺乏静置压力，缺乏进步和创新的动力。然后，暖通空调在设计时，对可再生资源的利用程度较低。造成这个问题的原因有两个方面：一是在实际设计工作中，可再生资源的利用率很低，很多设计者在设计时没有这方面的意识，二是可再生资源利用方面研究比较欠缺，且技术的提高和发展很缓慢，因而，在可再生资源的利用方面，缺乏充分的技术支持。另外，设计人员的专业素质有限，经验不足。一些设计师在实际工作中，设计质量很难达到要求，设计出现问题或错误时，往往需要重新加工，这无疑造成了资源的浪费。在设计中缺乏节能意识，对节能技术的应用不够熟练，结果往往无法达到节能效果。

3、加强建筑暖通空调节能设计的措施

3.1采用新型节能舒适健康的空调方式

影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把整个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换，就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。

3.2严格选择建筑暖通空调系统的设计方案

严格控制建筑暖通空调的设计方案是实现暖通空调节能效果的关键，在制定空调设计方案时应与建筑的结构设计、内部装饰设计和使用功能等相互结合，充分考虑暖通空调系统的初期投资水平和后期运行费用，结合建筑物的使用功能和结构差异，选择最合适的空调系统设计方案。另外，由于室外气候变化会改变空调系统的耗能量，因此在制定方案时还要充分考虑到建筑内部温度过高或过低时，空调系统的工作负荷是否能达到使用要求。因此，要保证空调系统的节能效果就必须要严格控制设计方案。

3.3着力开发可再生能源，积极推广新能源

由于空调系统中所使用的高品位、不可再生能源所引起的资源环境问题也日益突出，必须开发一些合理有效的可再生能源以缓解目前的紧张局面。地热（冷）能和太阳能等可再生资源应用于空调制冷，具有一定的优势，而且清洁无污染。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作为冬季热源和夏季冷源，是既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。

3.4减少输送过程中的能耗

在空调系统的能耗组成中，动力输送过程中的能耗在整个空调系统中占有很重要的地位。输送过程中的能耗主要是在热量的输送过程中风机和水泵的耗能量，因而我们应该努力采取措施减少系统流量的输送阻力，提高风机和水泵的效率，降低耗能量。具体措施可以从以下三个方面进行：首先，增大供回水的温差，增大空调系统的供回水或送回风的温差可以在节能上起到很好的控制效果，因此，在进行建筑暖通空调系统设计时，在保证温度控制精度和人体主官感觉舒适度的基础上，可以尽量加大供回水的温差，有效降低空调系统的能量消耗。其次，应控制空调系统的流速为低速运行状态，如变频控制，这是由于水泵和风机的耗能量与流速的平方成正比，降低流速可以有效减少泵和风机在热量输送过程中对电能的消耗，同时控制流量还能加强空调系统水利工况的稳定性。另外，空调系统运行过程中采用变风量的工作方式。

结束语

节能对于我国现代化建设来说，具有更重大的意义。暖通空调系统的设计方案直接关系到工程项目的质量和效益，优秀的建筑暖通空调系统设计方案不仅有着最高的综合效益，还要有完善的细节设计。设计人员应遵循设计方案的可行性、经济性等原则，重视设计方案的比较和选择，做好各细节的设计工作，坚持三审制以保证设计方案的质量。

参考文献：

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［2］黄守德．建筑暖通空调节能设计探析［J］．硅谷，2013（08）：116，93．

［3］梁琳，翟荣兵，黄红．建筑工程项目暖通空调节能设计的相关问题［J］．科技创新与应用，2014（03）：222．