淺談暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方案

何 娜

（陜西三秦工程技術(shù)質(zhì)量咨詢有限責(zé)任公司，陜西 西安710015）

0 引言

隨著暖通空調(diào)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增大。再加上暖通空調(diào)系統(tǒng)往往以高品質(zhì)的電能為能源，根據(jù)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)各個方面要求的不斷提高，相關(guān)設(shè)計人員要做好暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案的細節(jié)處理和整體優(yōu)化工作，以高質(zhì)量的設(shè)計方案來保證建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的功能、質(zhì)量和效益。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗結(jié)構(gòu)和特點

隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益尖銳，城市化的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發(fā)達國家已達到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器和熱水供應(yīng)等需求方面的能耗，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度，現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風(fēng)負荷引起的能耗及輸送設(shè)備（風(fēng)機和水泵）的能耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計標準、圍護結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。

暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗還有幾個特點表現(xiàn)在：第一，系統(tǒng)的設(shè)計、選型、運行管理的不合理將會降低能量使用效率。第二，維持室內(nèi)空氣環(huán)境所需的冷熱能量品位較低且有季節(jié)性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地?zé)崮?、廢熱、淺層土壤蓄熱等。第三，暖通空調(diào)系統(tǒng)涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統(tǒng)的能耗，有效利用能量。

2 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案原則

2.1 設(shè)計方案要針對建筑實際需要

首先，在工程的方案設(shè)計階段要讓設(shè)備工程師參加設(shè)計工作，目前還存在一些工程只有建筑師參與設(shè)計而難免照顧不到設(shè)備空間，使得設(shè)備工程師難以完成設(shè)備設(shè)計，設(shè)備工程師可以在建筑師設(shè)計時提出相應(yīng)的要求，進而避免出現(xiàn)不合理的設(shè)備設(shè)計，例如機房位置過于偏僻導(dǎo)致風(fēng)道過長而影響功能和效益，或是進風(fēng)口和排風(fēng)口擠到一處、機房處在管道夾層等等不合理的情況；其次，方案設(shè)計前要清晰的了解建筑物情況，弄清建筑物的位置和附近各種管線的設(shè)置地點和方式，明確建筑使用時間、人員數(shù)量和是否要排除廢氣等情況，清楚建筑物的層數(shù)、層高和總高度，知道建筑物內(nèi)防火、防煙分區(qū)和防火墻、火災(zāi)疏散路線等情況，了解建筑結(jié)構(gòu)和暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的可能位置等等，以便方案設(shè)計能夠更好的滿足實際要求。

2.2 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案原則

首先，設(shè)計方案要具有可行性，必須按照相關(guān)的法規(guī)和規(guī)范進行設(shè)計，要能夠滿足系統(tǒng)的使用要求和供電、供水等方面的要求，以保證設(shè)計方案可行、可靠；其次，設(shè)計方案要考慮經(jīng)濟性的問題，在滿足設(shè)計要求并采用相同的設(shè)備檔次、舒適情況、節(jié)能情況等條件時選擇最科學(xué)、合理的方案，不能單單考慮經(jīng)濟性而不關(guān)注基準條件的不同；再次，設(shè)計方案需要讓系統(tǒng)擁有盡量好的可調(diào)節(jié)性，能夠滿足全年氣候條件的要求，并根據(jù)實際情況決定采用何種控制方式以滿足系統(tǒng)的操作要求；第四，設(shè)計方案要考慮系統(tǒng)的安全性能，按照相關(guān)防火設(shè)計規(guī)范做好防火安全設(shè)施，考慮系統(tǒng)運行可能對室內(nèi)環(huán)境和人員、物品的不利影響，并根據(jù)煤礦、鍋爐房等具體情況做好易燃易爆環(huán)境的安全防護措施；最后，設(shè)計方案要堅持最合適的就是做好的原則，評定設(shè)計方案不能僅看投資額和技術(shù)含量的高低，任何一個設(shè)計方案都有著自身的優(yōu)勢和局限性，要根據(jù)實際情況和實際需要來制定和選擇方案。

3 應(yīng)采取的節(jié)能設(shè)計措施

3.1 從設(shè)計入手，合理選擇、設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)，使其在高效、經(jīng)濟的狀況下運行。

設(shè)計是工程的龍頭，系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響其使用性能。而建筑負荷計算是設(shè)計的重要內(nèi)容之一，當前普遍存在一個現(xiàn)象就是設(shè)計工期短，許多設(shè)計人員為了節(jié)省時間，錯誤地利用設(shè)計手冊中供方案設(shè)計或初步設(shè)計時估算冷、熱負荷用的單位建筑面積冷、熱負荷指標，直接作為施工圖設(shè)計階段確定冷熱負荷的依據(jù)，往往使得總負荷偏大，從而導(dǎo)致空調(diào)采暖設(shè)備偏大，初投資增高，運行費用增加，能量消耗增加。

3.2 采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式

影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式，把整個室內(nèi)的空氣加熱，通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風(fēng)的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果，改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時所需要的空氣溫度顯著下降，一般可達到12～14℃，而傳統(tǒng)方式一般在18～20℃，顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。

3.3 結(jié)合實際情況，合理選擇空調(diào)冷熱源，力求實現(xiàn)冷熱源的多元化

隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，對不可再生能源的消耗也大幅度上升，同時對生態(tài)環(huán)境的破環(huán)也日趨加劇。如何合理的選擇冷熱源，已經(jīng)引起了各方的廣泛關(guān)注。

3.4 加強冷熱回收利用的研究運用工作，實現(xiàn)能源利用的最大化

提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率也是實現(xiàn)空調(diào)節(jié)能的途徑之一。熱回收主要是通過系統(tǒng)中安裝的能量回收裝置，用排風(fēng)中的能量來處理新風(fēng)，就可以減少處理新風(fēng)所需的能量，降低機組負荷，達到節(jié)能的目的。在選擇熱回收裝置時，應(yīng)當結(jié)合當?shù)貧夂驐l件、經(jīng)濟狀況、工程的實際情況、排風(fēng)中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮，以確定選用合適的熱回收裝置，從而達到花較少的投資，回收較多的熱（冷）量的目的。

3.5 著力開發(fā)可再生能源，積極推廣新能源

由于空調(diào)系統(tǒng)中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環(huán)境問題也日益突出，必須開發(fā)一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地?zé)幔ɡ洌┠芎吞柲艿瓤稍偕Y源應(yīng)用于空調(diào)制冷，具有一定的優(yōu)勢，而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源和夏季冷源，是既可供暖又可制冷的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。

4 總結(jié)

節(jié)能對于我國現(xiàn)代化建設(shè)來說，具有更重大的意義。暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計方案直接關(guān)系到工程項目的質(zhì)量和效益，優(yōu)秀的建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計方案不僅有著最高的綜合效益，還要有完善的細節(jié)設(shè)計。設(shè)計人員應(yīng)遵循設(shè)計方案的可行性、經(jīng)濟性等原則，重視設(shè)計方案的比較和選擇，做好各細節(jié)的設(shè)計工作，堅持三審制以保證設(shè)計方案的質(zhì)量。

［1］齊力鵬.暖通空調(diào)設(shè)計中存在的問題及注意事項[J].黑龍江科技信息,2011,(07).

［2］陸耀慶,主編.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊：上冊、下冊[M].2版.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2007.

［3］羅伯特·貢薩洛.建筑節(jié)能設(shè)計[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.