建筑暖通空调系统的节能设计要点研究

建筑暖通空调系统的节能设计要点研究

曹凤红

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摘要：众所周知，建筑业发展与国民经济发展息息相关，因此我国始终都将发展建筑业作为一项重要任务。而近年来，随着能源紧缺问题的日益严峻，如何在发展建筑业的同时减少能耗、节省能源成为了一项重要研究课题。基于此，本文将对建筑暖通空调系统的节能设计要点进行分析。

关键词：建筑暖通空调系统；节能设计；要点研究

1 建筑暖通空调系统的节能设计原则

1.1 功能达标原则

在建筑暖通空调系统的节能设计中必须要充分遵循功能达标原则。暖通空调系统是建筑电气系统的重要组成部分，它的主要功能是为建筑室内提供采暖和进行通风、空气调节，所以无论对暖通空调系统进行任何方面的设计，前提都必须要确保其达到相关功能标准。并且，由于不同建筑物和不同房间的采暖、通风、空气调节标准各不相同，所以建筑暖通空调系统的节能设计还必须要与具体建筑物和房间的相关标准保持一致，在此基础上不断对系统进行完善和优化，以为用户创造更加舒适和节能的环境。

1.2 绿色环保原则

在建筑暖通空调系统的节能设计中必须要充分遵循绿色环保原则。“节能”与“环保”通常不分家，在节能的同时可以提高环保效益，同样在环保的同时也可以提升节能效果。尤其是自党的18届五中全会提出“绿色发展”理念后，建筑业的发展也必须要以绿色发展为基本理念。由此可见，绿色环保原则对于建筑暖通空调系统的节能设计至关重要。在绿色环保原则下进行建筑暖通空调系统的节能设计，不仅可以提高绿色能源利用率、减少排放，并且还能够促进建筑业的可持续发展。

2 建筑暖通空调系统的节能设计措施

2.1 应用地源热泵技术

在建筑暖通空调系统的节能设计中，通过应用地源热泵技术，能够有效实现节能目的。地源热泵可将低品位热能转换为高品位热能，其主要是以各类水资源(地下水、水库水、江河湖海水等)和土壤源充当冷热源。同时，地源热泵还能够通过吸收建筑本身的热量来降低其温度。地源热泵装置具体又有三种类型：地埋管型、地下水源型、地表水源型。其中，建筑暖通空调系统中最常用的当属地埋管型，其包括埋管和换热器两部分，主要原理是通过介质循环来进行传热。总结而言，地源热泵的特点主要有以下三点：一是可再生性特点，地源热泵的夏季降温与冬季供暖功能均是利用可再生能源实现的；二是环保节能特点，地源热泵对自然环境的污染小而且可节省大量电能；三是便于维护特点，地源热泵的部件多是布置在室内或者地下，且少有机械运动部件，多为自动化部件，耐久性好，寿命长，便于维护。此外，基于我国南北方土壤热量程度不平衡的现状，在建筑暖通空调系统节能设计中实际应用地源热泵技术之时，应灵活地根据不同地区的不同气候特征来对热泵供热进行调整。

2.2 强化建筑结构的合理性设计

首要目的在于强化建筑本体自身的空间布局分配，确定暖通空调系统的安置地点。其次，科学合理的规划建筑内部与外部暖通空调系统的墙面构造与承重墙的承受力，尽可能的确保建筑设计的准确性与稳定性，避免由于设计偏差导致返工情况出现。另外，在维持现有设计系统不变的前提下，对暖通空调系统构造进行改善和升级，持续不间断的在原有系统中引入先进的工艺与设备对其实现系统升级与革新，进一步确保暖通空调系统设计与节能环保、绿色低碳的生产理念相契合。最后，达到智能化设计的目的，需要有效融合暖通空调节能设计、智能化与自动化工艺为一体，进而有效稳固暖通空调系统的运行。

2.3 冷冻水系统优化

暖通空调系统节能设计过程中，对空调冷冻水系统进行优化设计时需要保证其节能降耗性能。主要使用两管或者四管制水的方法，这两种系统在实际运行过程中并不会产生十分显著的负荷变化，同时能够大幅降低对能源资源的消耗，其中两管制水系统在具体运行过程中不需要空调系统提供额外的冷热供应，其会随着外界自然环境变化进行自动化冷热能源供应。部分实验用建筑工程设计的暖通空调系统为全年冷水供应，四管制系统适用于空调系统需要采用冷热交替模式，保证空调系统的制热系统和制冷系统能够实时切换，使用者可依据自身实际需求进行冷热调节，并不会受到季节因素的限制的情况。相关系统的应用能够实现对空调系统区域温度的独立调节控制，使用者能够自行选择空调运行模式，即制冷或者制热，且空调系统在运行过程中各系统之间并不会造成干扰影响，能够独立完成供给任务。

2.4 通风系统节能设计

在通风系统节能设计环节，一方面，应合理选择通风系统形式，针对建筑面积较大的建筑，可以设计全空气空调系统，在系统中设置变风量末端装置，根据实际使用需要，有效调节建筑室内各处功能区域与独立房间的送风量，通过室内空气参数减低风机与制冷机组运行能耗来取得节能效果。同时，可设计单区、双风道、多区再热等形式的通风系统。针对高大空间建筑，则设计分层空调系统，从垂直方向将建筑物人员活动区域划分为一个空调系统，送风口中心线为分层面，分层面上下分别为非空调区域和空调区域。在系统运行期间，由于非空调区域温度高于空调区域，基于送风射流卷吸原理，非空调区域和空调区域持续形成对流热转移负荷以及辐射热转移负荷，起到节省冷量的节能效果。另一方面，采取多元化通风手段，调整建筑外窗数量、面积占比和分布位置。在过渡季节采取机械通风或自然通风方式，持续向室内吹入新鲜空气，排出浑浊空气，在不产生或仅产生少量运行能耗的基础上，起到改善建筑室内空气质量与消除余热的作用。

2.5 供暖系统节能设计

在早期建设的建筑工程中，普遍采用散热器或其他供暖设备的单一供暖方式，设备系统运行能耗较高，且散热器空间布置方面较为困难，容易影响建筑使用功能的发挥。因此，设计师可选择在供暖系统中采取同步配置散热器与空调进行主次供暖的复合供暖方式，其具有建设成本低廉、使用灵活、供暖效果好的优势。同时，可以结合建筑结构与供暖需求，优化调整供暖管路的布局方案，尽可能缩短管路长度，采取立式单双管或垂直隔断的管路布置形式，以降低管路内介质在传输期间产生的损耗，提高热能使用效率。

2.6 应用变频节能技术

在建筑暖通空调系统的节能设计中，通过应用变频节能技术，能够有效实现节能目的。在变频节能技术下，当暖通系统的负荷出现增加时，可以根据荷载的实际情况，借助水泵及变频调节设备等来适当减少能量的生成，从而节省能源。根据相关研究显示，通过在建筑暖通空调系统中应用变频节能技术，约能够使建筑暖通空调系统节约45%的能源消耗。举例冷冻水泵进行分析：冷冻水泵在正常运行的情况下，其余量设计标准要求达到12%，在长时间运行状态下其往往都保持着最大水流量，而受季节温度变化影响，其实际负载往往会低于预定负载，基于此，以往一般需要将温度设置在8℃左右，从而大大增加了能耗；但应用变频节能技术后，则能够智能化管理冷冻水泵流量，以减少能耗。

3 结束语

综上所述，在建筑暖通空调系统的设计阶段，设计师必须提高对能源使用和节能设计工作的重视程度，全面掌握建筑暖通动力节能设计要点，积极利用可再生能源作为暖通空调动力源，采取多元化暖通节能设计措施，以实现节能减排和环境保护的目标。

参考文献：

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