建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方法研究

孔祥敏

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)居住環(huán)境有了更高的要求，這也使建筑暖通空調(diào)使用量日益增加，由此而帶來(lái)的建筑能耗比重不斷加大。因此需要對(duì)建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的目標(biāo)。文章分析了建筑暖通空調(diào)節(jié)能的設(shè)計(jì)原則，并進(jìn)一步闡述了建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的方法。

關(guān)鍵詞：建筑暖通空調(diào)；節(jié)能；設(shè)計(jì)原則；方法

近年來(lái)，能源危機(jī)越演越烈，在這種情況下，建筑能耗越來(lái)越被大家所關(guān)注。建筑能源占社會(huì)總能源消耗的比重較大，而暖通空調(diào)更是在建筑能耗中占較大的比重。在當(dāng)前大力提倡節(jié)能減排的新形勢(shì)下，針對(duì)建筑暖通空調(diào)能耗大的問(wèn)題，需要采取切實(shí)可行的節(jié)能設(shè)計(jì)方法有效地降低暖通空調(diào)的能耗，確保建筑整體能耗的下降，為社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到積極的促進(jìn)作用。

1 建筑暖通空調(diào)節(jié)能的設(shè)計(jì)原則

1.1 基本原則——節(jié)能

在對(duì)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，需要遵循的最基本原則即節(jié)能，以熱舒適指標(biāo)作為節(jié)能設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。在具體節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)溫度、空氣濕度、風(fēng)速、勞動(dòng)強(qiáng)度及輻射溫度等各種熱舒適指標(biāo)的影響因素進(jìn)行分析，并將這些因素進(jìn)行科學(xué)的組合，從而實(shí)現(xiàn)舒適度與節(jié)能效果的協(xié)調(diào)。

1.2 滿(mǎn)足日常生活環(huán)境要求

環(huán)境的舒適性是影響人體舒適度的最主要因素，在日常生活中，光線(xiàn)、聲音和色彩等都會(huì)對(duì)人體舒適性帶來(lái)一定的影響，因此在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要確保其能夠滿(mǎn)足日常生活環(huán)境要求，在滿(mǎn)足室內(nèi)溫度舒適度要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)能源消耗的最小化。

1.3 正確處理整體與局部關(guān)系

目前我國(guó)現(xiàn)實(shí)生活中通常都會(huì)采用集體供暖來(lái)降低能源消耗，提高能源的利用效率。因此在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了能夠滿(mǎn)足個(gè)人的不同需求，在具體設(shè)計(jì)時(shí)需要保證獨(dú)立的每一個(gè)房間內(nèi)的溫度，同時(shí)還要對(duì)熱量進(jìn)行分戶(hù)和分室分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)能源的高效利用，確保節(jié)能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1.4 控制室內(nèi)空氣品質(zhì)

為了能夠更好地解決空氣質(zhì)量問(wèn)題，暖通節(jié)能空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)保證通風(fēng)量大的特點(diǎn)，通過(guò)合理的排風(fēng)和進(jìn)風(fēng)來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流，在確保了室內(nèi)空氣質(zhì)量提高的基礎(chǔ)上，也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

2 建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的方法

2.1 合理地選擇暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)

在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度進(jìn)行取值，室內(nèi)溫度取值的高低與建造暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗具有非常密切的聯(lián)系，這就需要根據(jù)實(shí)際的情況，根據(jù)不同地域、環(huán)境及室內(nèi)要求等來(lái)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行合理取值，從而確保暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的降低。在相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于民用建筑室內(nèi)供暖和制冷設(shè)計(jì)的計(jì)算溫度取值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，夏季空調(diào)制冷要保持在25℃以上，居民建筑和辦公室室內(nèi)冬季采暖溫度不得高于20℃。

2.2 空調(diào)冷熱源的節(jié)能選擇

在空調(diào)主機(jī)熱源側(cè)根據(jù)冷卻形式的不同，可以分為空冷、水冷及蒸發(fā)冷幾種形式。水冷不僅制冷性能系數(shù)COP較高，而且很少受到大氣環(huán)境溫度的影響。但會(huì)受制于水源的限制。特別是在使用循環(huán)水時(shí)，需要配備冷卻塔或是冷水池，確保水能夠冷卻。水源熱泵機(jī)組會(huì)受到水源的限制，而地源熱泵會(huì)受到打井面積的限制，因此無(wú)論是水源熱泵機(jī)組還是地源熱泵機(jī)組都存在著一定的局限性。目前蒸發(fā)式冷凝器很受大家歡迎，其主要是利用水蒸發(fā)時(shí)吸收熱量來(lái)使管內(nèi)制冷劑蒸氣凝結(jié)，相較于傳統(tǒng)中央空調(diào)的耗電量來(lái)講，蒸發(fā)式冷風(fēng)機(jī)耗電量較少，具有較好的節(jié)能效果。

另外還要選擇好空調(diào)主機(jī)的冷媒，相較于其他制冷劑來(lái)講，R32具有較好的效果，其熱力參數(shù)與R410A非常相近，而且充注量?jī)H為R22的0.6倍。R32冷凝溫度要低于R410A，蒸發(fā)溫度要高于R410A，具有較好的傳熱性能，使用R32作為制冷劑其性能要高于R410A。

2.3 空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

在對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于不同區(qū)域?qū)囟取穸群凸ぷ鲿r(shí)間的需求都會(huì)有所差異，因此在具體設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行條件來(lái)對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行劃分。其實(shí)即使在同一個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)中，不同區(qū)域及不同要求的冷熱負(fù)荷也會(huì)具有一定的差異，而且不同區(qū)域及不同工作間對(duì)于滿(mǎn)負(fù)荷的運(yùn)行時(shí)間也會(huì)有不同的要求，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)建筑的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行及部分負(fù)荷運(yùn)行進(jìn)行充分的考慮，需要針對(duì)不同區(qū)域具體要求來(lái)控制溫度和濕度?？梢赃x擇變風(fēng)量的空氣調(diào)節(jié)機(jī)組，宜選用多速送風(fēng)機(jī)和變頻送風(fēng)機(jī)。利用變風(fēng)量的暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)κ覂?nèi)風(fēng)量的變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，同時(shí)準(zhǔn)確對(duì)系統(tǒng)的總風(fēng)量進(jìn)行確定，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)容量和能耗的降低。

新風(fēng)量的大小對(duì)空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)不僅與能耗、初投資和運(yùn)行費(fèi)用密切相關(guān)，而且關(guān)系到人體的健康，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)者要充分考慮新風(fēng)量的設(shè)計(jì)，不僅要滿(mǎn)足工作區(qū)對(duì)溫度、濕度、潔凈度、噪聲的需要，更要滿(mǎn)足空氣新鮮度的要求。設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)取值的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，不應(yīng)隨意增加或減少。另外，在人員密度相對(duì)較大并且變動(dòng)較大的房間，應(yīng)該采用新風(fēng)需求控制，設(shè)計(jì)變風(fēng)量的新風(fēng)空氣處理機(jī)組，根據(jù)室內(nèi)CO2濃度檢測(cè)值增加或減少新風(fēng)量，使CO2濃度始終維持在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。

民用建筑空間較大，人員活動(dòng)多處于底層空間，因此需要選擇適宜的送風(fēng)形式，確?；顒?dòng)范圍內(nèi)具備良好的舒適度。在采用上送風(fēng)時(shí)，需要將送風(fēng)風(fēng)速控制在一定范圍內(nèi)，特別是取暖季節(jié)更需要對(duì)送風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行有效控制。也可以利用分層空調(diào)，將人活動(dòng)區(qū)域范圍內(nèi)的空氣參數(shù)控制在舒適性的使用要求范圍內(nèi)。在實(shí)際工程中，可以使送風(fēng)氣流只負(fù)擔(dān)人員活動(dòng)區(qū)，而且高空則可以設(shè)置機(jī)械換氣。另外，也可以考慮使用新風(fēng)換氣機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。

2.4 空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中蒸氣壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組單位制冷量的能耗量是與制冷機(jī)的蒸發(fā)溫度以及冷凍水的供水溫度成反比的。選用滿(mǎn)液式蒸發(fā)器；提高冷凍水的供水溫度，這樣提高了蒸發(fā)溫度，提高了機(jī)組COP?；蛘哌x用溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)系統(tǒng)，大大提高機(jī)組的COP，減少建筑的耗能。但同時(shí)帶來(lái)的設(shè)備復(fù)雜化及技術(shù)成熟度還有欠缺，同時(shí)溫濕度獨(dú)立控制前期投資較大，需綜合考慮。

2.5 空調(diào)冷卻水系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

部分暖通空調(diào)系統(tǒng)安裝區(qū)域缺少自然水源，因此在設(shè)計(jì)時(shí)多需要采用冷卻塔循環(huán)使用的模式，實(shí)現(xiàn)水源的節(jié)約。在對(duì)冷卻塔設(shè)置過(guò)程中需要確保具備良好的通風(fēng)條件，工作環(huán)境也需要具備較好的干凈整潔性，采用三通調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，確保冷卻效率的提高。同時(shí)風(fēng)機(jī)的啟停需要采用變頻調(diào)速的方式進(jìn)行控制，如果利用出水溫度控制時(shí)需要注意電能的節(jié)約。

3 結(jié)束語(yǔ)

人們對(duì)環(huán)境越來(lái)越關(guān)注，低碳概念也受到人們的廣泛重視，在當(dāng)前節(jié)約型社會(huì)建設(shè)的新形勢(shì)下，國(guó)家對(duì)節(jié)能非常重視。因此在暖通系統(tǒng)中如何充分地利用節(jié)能技術(shù)來(lái)有效實(shí)現(xiàn)能耗的降低具有非常重要的意義。通過(guò)采用切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方法來(lái)降低暖通空調(diào)的能耗，這不僅能夠?qū)δ茉淳o缺的局面起到一定的緩解作用，而且對(duì)社會(huì)和自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展也能夠起到積極的促進(jìn)作用。

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