民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與節(jié)能方法

高明亮

上海原構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢有限公司太原分公司 山西 太原 030000

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，民用建筑的建設(shè)呈現(xiàn)出飛速發(fā)展的趨勢(shì)。暖通空調(diào)系統(tǒng)作為民用建筑中最主要的能耗之一，必須引起業(yè)內(nèi)人士重視。在有關(guān)暖通空調(diào)行業(yè)的研究中發(fā)現(xiàn)，在民用建筑現(xiàn)有暖通空調(diào)系統(tǒng)中，推廣采用節(jié)能技術(shù)最大可降低50%左右的能源消耗量，這對(duì)于促進(jìn)建筑業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展而言是非常重要的。

1 民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的不足

1.1 節(jié)能設(shè)計(jì)意識(shí)弱

在目前有關(guān)民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，各方設(shè)計(jì)人員對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用不夠充分，缺乏對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)核心理念的認(rèn)知，多數(shù)設(shè)計(jì)人員在展開(kāi)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)作業(yè)時(shí)仍然沿用傳統(tǒng)滯后的設(shè)計(jì)方式，片面追求經(jīng)濟(jì)利益，以業(yè)主方的意見(jiàn)導(dǎo)向?yàn)橹?，?duì)節(jié)能問(wèn)題的關(guān)注度不足。民用建筑中大量暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員難以在設(shè)計(jì)方案中實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益與節(jié)能效果的均衡發(fā)展，加之有關(guān)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)尚缺乏行業(yè)以及社會(huì)環(huán)境的宏觀支持，最終導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計(jì)理念在民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用缺乏動(dòng)力與支持。

1.2 缺乏能源再利用

在民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)風(fēng)能、光能等可再生能源的合理應(yīng)用，能夠使不可再生傳統(tǒng)能源的消耗量得到有效控制。但在目前民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員缺乏對(duì)新能源利用問(wèn)題的考量，再生能源使用成本高，加之政府相關(guān)部門對(duì)新能源利用的扶持有限，因此導(dǎo)致可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用推廣受到阻礙。

1.3 規(guī)劃設(shè)計(jì)不全面

部分民用建筑中的暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員缺乏競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，在提出設(shè)計(jì)規(guī)劃方案時(shí)難以自我優(yōu)化并進(jìn)行監(jiān)督，導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺乏應(yīng)有的科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計(jì)方案中的關(guān)鍵內(nèi)容與國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)不匹配，缺乏對(duì)細(xì)節(jié)問(wèn)題的合理處理，節(jié)能設(shè)計(jì)更無(wú)從談起。價(jià)值，設(shè)計(jì)人員對(duì)民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重視度不夠，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中未提出多個(gè)備選方案進(jìn)行綜合對(duì)比，進(jìn)而導(dǎo)致方案在實(shí)施過(guò)程中難以達(dá)到理想的節(jié)能效果[1]。

2 暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)方法

2.1 降低輸送耗能

從暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的角度上來(lái)說(shuō)，必須針對(duì)系統(tǒng)輸送阻力進(jìn)行嚴(yán)格控制，提高水泵與風(fēng)機(jī)在熱量傳輸過(guò)程中的運(yùn)行效率，以達(dá)到降低輸送耗能的目的。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下兩個(gè)方面的問(wèn)題：①合理提高供回水對(duì)應(yīng)溫差，在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中提升供回水與送回風(fēng)溫差的方式達(dá)到節(jié)能降耗的效果。暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行必須以人體感官舒適度為溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)之上盡可能提升供回水對(duì)應(yīng)溫差（溫差建議控制在8.0℃范圍內(nèi)），以達(dá)到減少空調(diào)系統(tǒng)所需能耗量的目的；②應(yīng)針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)作模式進(jìn)行合理控制，以低流速為理想運(yùn)作模式。在變頻控制系統(tǒng)中，水泵與風(fēng)機(jī)能耗以及流速均呈正相關(guān)關(guān)系，因此為降低泵與風(fēng)機(jī)在熱量傳輸過(guò)程中的耗電量，應(yīng)關(guān)注對(duì)流速的合理控制，同時(shí)確保暖通空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 采取恰當(dāng)?shù)目照{(diào)冷熱源

暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)往往采用集換熱、供熱于一體的設(shè)備，或采用集中冷水機(jī)組的設(shè)備進(jìn)行溫度控制。在選擇機(jī)組設(shè)備時(shí)，需要充分考慮室內(nèi)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所在區(qū)域的能源消耗總量，充分考察當(dāng)?shù)丨h(huán)保政策與規(guī)定等多種因素。此外，在確定機(jī)組設(shè)備的同時(shí)，需滿足以下實(shí)際要求：①如果當(dāng)?shù)氐呐照{(diào)系統(tǒng)可用能源種類較多，可選擇復(fù)合式消耗能源的模式，也就是對(duì)多種能源進(jìn)行比較，選擇出消耗最低的能源組合；②若當(dāng)?shù)赜袩崃Πl(fā)電場(chǎng)，可充分利用發(fā)電廠的余熱進(jìn)行空調(diào)的供熱；③如果當(dāng)?shù)氐墓├渑c供熱條件十分便利，則可選擇通過(guò)水源熱泵的模式讓暖通空調(diào)系統(tǒng)有充足的能源使用。

2.3 加強(qiáng)對(duì)變頻調(diào)速設(shè)計(jì)的應(yīng)用

變頻調(diào)速設(shè)計(jì)屬于民用建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，一個(gè)非常節(jié)能的設(shè)計(jì)方式，經(jīng)變頻調(diào)速不斷控制暖通空調(diào)的運(yùn)行情況，以便為民用建筑提供更加方便的空調(diào)服務(wù)。根據(jù)相關(guān)研究資料表明，在一般的民用建筑當(dāng)中，有超過(guò)20%的能源被浪費(fèi)在風(fēng)機(jī)、電機(jī)以及水泵等機(jī)械設(shè)備上，為有效地解決民用建筑暖通空調(diào)的設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的能源損耗，經(jīng)過(guò)變頻調(diào)速的設(shè)計(jì)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用，并按照民用建筑對(duì)于暖通空調(diào)運(yùn)行的需求，有效地控制好設(shè)備運(yùn)行的頻率，并將變頻調(diào)速設(shè)計(jì)的節(jié)能特點(diǎn)充分顯現(xiàn)出來(lái)。

2.4 提升建筑熱工的性能

建筑物的熱工性能涉及的內(nèi)容較多，例如建筑物的氣密性、保溫性以及遮陽(yáng)等各個(gè)方面。建筑物中的很多熱量都是通過(guò)建筑物周邊的圍護(hù)結(jié)構(gòu)散發(fā)出去的，因此建筑物熱量傳遞的速度和建筑物外表面所散發(fā)的熱量區(qū)域的面積有直接的關(guān)系，也就是說(shuō)，建筑物的采暖能源消耗量會(huì)直接受到建筑物體形系數(shù)的影響。因此可以通過(guò)強(qiáng)化門窗制作、提升門窗的安裝精度，選用密閉保溫性能好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，同時(shí)做好相應(yīng)的密封工作，從而降低室內(nèi)空氣的滲透，有效節(jié)約采暖能源。

2.5 利用再生能源

如何針對(duì)可再生能源以及低品位能源進(jìn)行合理應(yīng)用，已成為暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員高度重視的一項(xiàng)課題。地泵空調(diào)系統(tǒng)正是當(dāng)前暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用可再生能源的關(guān)鍵形式之一，其依托于地下恒溫層土壤熱的方式提高暖通空調(diào)系統(tǒng)COP值，從而在暖通空調(diào)系統(tǒng)在制冷量或制熱量相同的情況下使能耗量得到大幅度降低。除此以外，以太陽(yáng)能技術(shù)為基礎(chǔ)的制冷、制熱技術(shù)也在暖通空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的應(yīng)用價(jià)值[2]。

3 結(jié)束語(yǔ)

建筑業(yè)作為各領(lǐng)域中能耗問(wèn)題最為突出的產(chǎn)業(yè)之一，在節(jié)能減排方面具有巨大的潛力與空間。為更好地踐行節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)，民用建筑暖通設(shè)計(jì)人員必須在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中充分引入節(jié)能理念，通過(guò)對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，降低輸送能耗，利用再生能源，以及風(fēng)節(jié)能設(shè)計(jì)等相關(guān)措施的綜合應(yīng)用，在確保暖通空調(diào)系統(tǒng)安全高效運(yùn)行的前提下，達(dá)到降低能耗的目的。

[1] 王瀟瀟,宮林林.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與施工中存在的問(wèn)題淺談[J].綠色環(huán)保建材,2017,(12):56.

[2] 劉超.基于建筑信息模型的建筑熱工系統(tǒng)與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析[J].暖通空調(diào),2016,46(3):27-32.