暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)探討

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，暖通空調(diào)能耗日益增加，暖通空調(diào)節(jié)能問題，在實(shí)際應(yīng)用中得以實(shí)施應(yīng)用。本文就暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則的重要性及設(shè)計(jì)中的問題探討措施。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；節(jié)能設(shè)計(jì)；問題探討

一、暖通空調(diào)節(jié)能的重要性

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。能源為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了動力。但是由于各種原因，能源的發(fā)展往往滯后于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?，F(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴(yán)重的環(huán)境問題。

二、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)原則

⑴節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用。影響熱舒適指標(biāo)的主要因素是：溫度，濕度，平均輻射溫度，風(fēng)速，勞動強(qiáng)度。通過尋找這六者之間的合適比例，巧妙組合，達(dá)到舒適和節(jié)能的協(xié)調(diào)。同時恰當(dāng)?shù)乩梅课輫o(hù)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性，抵抗室外氣候的變化，使得房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候。管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)要簡單，這樣管材消耗量少，而且便于施工，可以達(dá)到節(jié)省初投資的目的。

⑵處理好整體和局部的關(guān)系。個人與全體兼顧在一定的條件下，實(shí)行集體供暖，無疑會很大的降低能耗，但是也需要注意滿足個人需求，不強(qiáng)求全面統(tǒng)一，這樣對節(jié)能和控制的靈活性均有利。一方面暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證各個房間的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控；二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室熱量分?jǐn)偟墓δ堋?/p>

⑶滿足生活環(huán)境中的聲、光、色的要求盡管影響人體舒適的主要因素為舒適環(huán)境，但是這三者同樣是不可忽視的因素。比如人們居住的室內(nèi)環(huán)境以暖色調(diào)為主，可以讓人們心理上感覺到溫暖，從而不必要需要較高的室內(nèi)溫度，自然也就避免了能源的消耗。

⑷利用室內(nèi)的通風(fēng)量，控制室內(nèi)空氣品質(zhì)節(jié)能設(shè)計(jì)中總的發(fā)展趨勢是通風(fēng)量應(yīng)增大，在這個過程中必然要解決的就是空氣的質(zhì)量問題，消除空氣中的細(xì)菌、浮游塵埃，臭味等有害人體的物質(zhì)，通過室內(nèi)進(jìn)排風(fēng)合理的氣流組織，從而達(dá)到改善空氣的品質(zhì)，改善居住環(huán)境，節(jié)約能源的目的。

三、暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用

⑴方案設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在非常流行的空調(diào)設(shè)計(jì)方案是：在低能耗，高室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的前提下，風(fēng)量可調(diào)的置換式送風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統(tǒng)以及去濕空調(diào)系統(tǒng)。為了平衡高層辦公樓中設(shè)備、照明等主要熱源形成的輻射熱量采用輻射形式供冷。冷輻射吊頂應(yīng)結(jié)合置換式送風(fēng)，將新風(fēng)采用下送風(fēng)方式送人室內(nèi)，既保證室內(nèi)空氣品質(zhì)，又保證良好的室內(nèi)熱環(huán)境。而采用空調(diào)去濕方案，首先可以保證室內(nèi)空氣品質(zhì)；其次采用去濕保證了綠色建筑對室內(nèi)濕度控制在60%以下的要求。

（2）新風(fēng)的作用。某些建筑由于裝修材料含有揮發(fā)性有害物質(zhì)造成室內(nèi)空氣污染。因此。綠色建筑中的暖通空調(diào)應(yīng)該具備良好的通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)合理的自然通風(fēng)。因?yàn)樾嘛L(fēng)在室內(nèi)的流動對健康是必不可少的。

（3）蒸發(fā)冷卻技術(shù)。蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)是一種綠色仿生空調(diào)技術(shù)，包括問接蒸發(fā)冷卻（IEC）和直接蒸發(fā)冷卻（DEC）。該系統(tǒng)采用水作為制冷劑，實(shí)現(xiàn)空調(diào)運(yùn)行對環(huán)境無污染；另外，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的COP/t 直比機(jī)械制冷大得多。且它的制冷不消耗壓縮功，它是一種節(jié)能環(huán)保型綠色空調(diào)技術(shù)。

（4）地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用土壤、地下水或江河湖水作為冷熱源的一種高效空調(diào)方式。土壤是一種很適宜的熱源，其溫度適宜、穩(wěn)定，蓄熱性能好且到處都有。她源熱泵全年運(yùn)行工況穩(wěn)定，不需要其他輔助熱源及冷卻設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)冬季供熱夏季供冷。地源熱泵的COP 值可達(dá)4.0 以上。對于采用深井回灌方式的水源熱泵，由于地下水抽出后經(jīng)過換熱器同灌至地下，屬全封閉方式，因此不使用任何水資源，也不會污染地下水源。

（5）免費(fèi)供冷空調(diào)系統(tǒng)。免費(fèi)供冷技術(shù)通過水系統(tǒng)來利用自然冷源。它也稱冷卻塔供冷，是一種節(jié)能降耗的系統(tǒng)形式。免費(fèi)供冷的實(shí)現(xiàn)方式是：當(dāng)室外空氣濕度溫度下降到某值以下時關(guān)閉冷水機(jī)組，以流經(jīng)冷卻塔的循環(huán)冷卻水直接或間接向空調(diào)系統(tǒng)供冷，提供建筑空調(diào)所需要的冷負(fù)荷。在空調(diào)系統(tǒng)中，冷水機(jī)組的能耗占有極高的比例，如用冷卻塔供冷技術(shù)可少開或不開冷水機(jī)組，其節(jié)能效率將會是顯著的。

四、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中存在的問題

⑴暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)管理方面存在問題。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是空調(diào)節(jié)能的基礎(chǔ)，對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果有著重要的影響。然而，在實(shí)際工作中些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員并未給予足夠的重視，加之我國目前的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域還普遍存在以業(yè)主為中心的觀念，為追求經(jīng)濟(jì)效益，盲目趕工期，使得工程設(shè)計(jì)周期普遍較短，其中一些設(shè)計(jì)問題并內(nèi)有得到有效細(xì)致的處理，一些設(shè)計(jì)單位只求數(shù)量，忽視質(zhì)量，使得按設(shè)計(jì)施工完的系統(tǒng)不僅投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)。此外，在缺乏一套完整科學(xué)的節(jié)能系統(tǒng)評價標(biāo)準(zhǔn)，或者僅以一些單一指標(biāo)進(jìn)行節(jié)能效果的評價，而且隨著節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，如何科學(xué)評價選用這些方案就顯得非常迫切，

⑵在設(shè)計(jì)中有的設(shè)計(jì)人員工作不夠仔細(xì)。對規(guī)范的貫徹方面有的地方做的不到位《設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，冬季室內(nèi)空氣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是：盥洗室、廁所不應(yīng)低于12℃，浴室不應(yīng)低于25℃。然而，有的公共建筑的廁所、盥洗間（設(shè)有外窗、外墻）、住宅建筑的衛(wèi)生間未設(shè)散熱器，室內(nèi)的氣溫就很達(dá)到規(guī)范的要求，不符合《設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。在住宅建筑的廚房內(nèi)存在同樣的問題，所以在這些容易被忽視的地方同樣要設(shè)置散熱器，以保證室內(nèi)的溫度。

⑶根據(jù)《設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，熱水采暖系統(tǒng)應(yīng)在熱力入口的供回水總管上設(shè)置溫度計(jì)、壓力表及除污器，必要時應(yīng)裝熱量計(jì)在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對主要的入戶熱力裝置給予了足夠的重視，同時往往會忽略了在入口處的裝置。在出圖的過程中會有所遺漏，會導(dǎo)致圖紙審核不合格，所以審圖部門經(jīng)常提出意見。

⑷設(shè)計(jì)時沒有考慮到能源管理的需求因?yàn)椤罢{(diào)整優(yōu)化”概念的缺乏，系統(tǒng)往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗監(jiān)控和分析功能，在一定程度上對運(yùn)營管理是不利的。同時很多大樓的節(jié)能改造，其實(shí)只要對系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)試使之達(dá)到設(shè)計(jì)功能、將系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制功能發(fā)揮出來，就可以將能耗降下來。但這種“軟”改造沒有多大的經(jīng)濟(jì)收益，所以商業(yè)化運(yùn)作的能源服務(wù)公司往往不愿意進(jìn)行這種改造。造成暖通設(shè)計(jì)問題的原因很多，有的是設(shè)計(jì)人員本身的素質(zhì)問題，如實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)不足、對規(guī)范不熟悉、設(shè)計(jì)人員責(zé)任心不強(qiáng)與工作馬虎。其中還有一部分就是有些問題在技術(shù)上并沒有得到解決，在實(shí)際中的應(yīng)用還不規(guī)范，這個問題的解決有賴于相關(guān)技術(shù)部門的一起努力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步。要杜絕設(shè)計(jì)工作的失誤，首先，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員自身的專業(yè)知識學(xué)習(xí)及對規(guī)范的學(xué)習(xí)，與安裝人員多交流，掌握第一手的現(xiàn)場資料，根據(jù)使用情況，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)。施工圖的審查也是糾正設(shè)計(jì)中問題的一個重要環(huán)節(jié)，對提高設(shè)計(jì)工作質(zhì)量起到了非常重要的作用。

五、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

⑴設(shè)計(jì)觀念和力法要有變革。①要有綜合觀念，我們國家在考慮建筑節(jié)能時，是以提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能，減少熱負(fù)荷為主線，要把建筑物和周圍的環(huán)境作為一個整體進(jìn)行考慮，要考慮我們的設(shè)計(jì)成果對國家能源資源和環(huán)境保護(hù)的種種影響，同時吸收國際上的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想，改進(jìn)設(shè)計(jì)方法。②對暖通的設(shè)計(jì)實(shí)行動態(tài)管理，按照PDCA 循環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照設(shè)計(jì)計(jì)劃，比對實(shí)際執(zhí)行情況，發(fā)現(xiàn)問題，及時采取糾偏措施。由于現(xiàn)實(shí)情況不斷發(fā)生變化，不可能靠穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)工況就能滿足使用。所以在設(shè)計(jì)前要分析建筑使用中期內(nèi)可能出現(xiàn)的種種情況，有針對性的做好方案，一方面要考慮最不利條件下的設(shè)計(jì)要達(dá)到要求，而且還預(yù)測今后使用條件下可能發(fā)生的問題，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析計(jì)算，并預(yù)先提出應(yīng)對對策，對在實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，要及時分析問題產(chǎn)生的原因，并提出相關(guān)解決措施。

⑵重視規(guī)劃設(shè)計(jì)。規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方面，建筑的節(jié)能應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)靥赜械淖匀徽{(diào)節(jié)，通過合理的規(guī)劃布局，在考慮當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)向，地形，輻射和大氣環(huán)流等因素，做到因地制宜。在不能全部滿足的情況下，運(yùn)用最優(yōu)化原理，把能耗的成本降到最低。

⑶推廣應(yīng)用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)能耗較大，而且在使用過程不可避免的會空氣的質(zhì)量產(chǎn)生損害，這時人們的注意就注意到了可再生資源或低品位能源的開發(fā)和應(yīng)用上，一批綠色能源技術(shù)得到了不斷的研發(fā)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)時刻注意新技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)計(jì)中在滿足基本要求的前提，盡量使用新的綠色能源技術(shù)。在地?zé)嶝S富的地區(qū)，應(yīng)大力推廣地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)在加拿大等發(fā)達(dá)國家得到了廣泛的應(yīng)用，我國的地?zé)豳Y源十分豐富，這種系統(tǒng)在我國同樣有著很好的發(fā)展前途。另外，作為目前最清潔的能源一太陽能，也是人們研究和利用的重點(diǎn)，目前太陽能技術(shù)得到了人們的廣泛的接受，但是利用的深度還不夠，如何提高太陽能利用的效率是目前研究的重點(diǎn)。在符合當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件的情況下，局部供暖和特殊需要的場所考慮采用電熱供暖。推廣應(yīng)用新的綠色的技能技術(shù)是設(shè)計(jì)人員不可推卸的社會責(zé)任。

六、結(jié)語

隨著國內(nèi)建筑和交通的高速發(fā)展，節(jié)能的重點(diǎn)已從工業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向建筑和交通。雖然暖通空調(diào)能耗是建筑能耗中的大戶，但其節(jié)能潛力巨大。就新建建筑而言，應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)確動態(tài)地計(jì)算建筑冷熱負(fù)荷，積極采用一些節(jié)能技術(shù)，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能效，提高運(yùn)行管理人員的節(jié)能意識，培養(yǎng)有強(qiáng)烈的責(zé)任心的運(yùn)行管理人員。