暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與運行階段的節(jié)能探討

文/孫佳英 北京華茂中天建筑規(guī)劃設(shè)計有限公司 北京 100053

劉波 北京智慧路通科技有限公司（建誼集團） 北京 100071

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計是一項較為復雜的工作，為進一步降低系統(tǒng)能耗，設(shè)計人員可在具體工程中，對綠色理念進行合理運用，以此來實現(xiàn)整個系統(tǒng)設(shè)計過程的優(yōu)化，通過各種有效的方法和措施，達到系統(tǒng)節(jié)能的目標。同時，綠色理念的應用，還能使暖通空調(diào)系統(tǒng)的廢氣和廢物排放量顯著減少，有利于自然生態(tài)環(huán)境的保護。

1、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計引入綠色理念的重要意義

首先，有助于能耗的全面降低。通過對既有建筑的能耗情況進行分析后發(fā)現(xiàn)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗占比呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，這對于建筑節(jié)能十分不利，若是任由該情況繼續(xù)發(fā)展，則極有可能引起能源耗費問題。而在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中引入綠色理念，可以實現(xiàn)從材料采購、運輸、安裝直至運行全過程的能耗控制目標，有利于系統(tǒng)能耗的全面降低；其次，有助于減輕周邊環(huán)境污染。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在進行節(jié)能設(shè)計的過程中，通過各種節(jié)能技術(shù)措施的運用，可以使系統(tǒng)的總體能耗隨之降低。但是，這一過程可能會對建筑周邊環(huán)境造成污染和破壞。而綠色理念的引入，能夠使暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能降耗的同時，減少各種污染物的排放，從而達到保護自然生態(tài)環(huán)境的目的。

2、綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行設(shè)計中的運用

2.1 應用清潔能源

清潔能源和可再生能源是低碳經(jīng)濟積極倡導的能源形式，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計中，應融入低碳經(jīng)濟理念，結(jié)合建筑資源管理要求，合理采用清潔型和可再生能源。暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計應重視太陽能的有效利用，通過設(shè)置太陽能集熱器將太陽輻射轉(zhuǎn)換為熱能，用于水加熱、熱發(fā)電等方面。

2.2 圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計可利用建筑圍護結(jié)構(gòu)增強建筑外墻的保溫性能，降低冬季室外低溫對室內(nèi)溫度的影響，節(jié)約取暖的能源耗費。具體設(shè)計時，應當依據(jù)GB50189-2015標準中的規(guī)定要求，遵循被動節(jié)能措施優(yōu)先的原則，對天然采光和自然通風加以充分利用，結(jié)合圍護結(jié)構(gòu)保溫隔熱及遮陽措施，降低建筑用能需要，從而達到節(jié)能降耗的目標[1]。

2.3 降低損耗

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中，對綠色理念進行運用時，設(shè)計人員必須充分認識到系統(tǒng)輸送能源過程所產(chǎn)生的損耗情況。因此，應對能量輸送方式進行優(yōu)化改進，以此來達到降低損耗的目的。在實際設(shè)計中，選取高性能的保溫材料，借助建筑CAD工具，對能量輸送過程進行精確計算，從而降低能源輸送中的消耗。

3、工程應用實例

某建筑工程為綜合辦公樓，建筑面積約為1.45萬m2，工程所在地的氣候特點為夏季炎熱、冬季寒冷，該建筑工程在暖通空調(diào)系統(tǒng)的初始設(shè)計方案中，由中央空調(diào)進行采暖和制冷，整個設(shè)計方案包含了數(shù)百個風盤，由此導致暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗過高，與我國提出的節(jié)能減排、綠色環(huán)保理念相違背。經(jīng)過研究后，決定對暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計，并在設(shè)計過程中引入綠色理念。

3.1 冷熱負荷的計算

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，冷熱源及其容量、水泵的配置情況、介質(zhì)輸送管道的尺寸等關(guān)鍵技術(shù)指標，全都與冷熱負荷相關(guān)?；谶@一前提，在運用綠色理念對本工程中的暖通空調(diào)系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計時，必須確保冷熱負荷的計算準確無誤，從而為系統(tǒng)能耗的降低提供保障。在計算冷熱負荷時，可從專業(yè)的角度出發(fā)，對計算方式進行優(yōu)選。同時，設(shè)計人員可結(jié)合以往的工程經(jīng)驗，對相關(guān)的設(shè)計指標進行獲取，并運用冷負荷系數(shù)法或是諧波反應法計算冷熱負荷[2]。

3.2 溫度取值

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中，需要對室內(nèi)溫度進行合理取值，通常情況下，是按工程所在地的氣候條件、地理因素，并綜合考慮使用者的需求，確定出一個最佳的溫度范圍。由于夏季室外溫度較高，暖通空調(diào)系統(tǒng)需要通過制冷的方式降低室內(nèi)溫度，當室內(nèi)溫度提升1℃時，系統(tǒng)的能耗大約會增加10%左右。而冬季時，因室外溫度較低，所以系統(tǒng)需要制熱，滿足使用者對室內(nèi)溫度的要求，在這一過程中，室內(nèi)溫度每降低1℃，系統(tǒng)制熱的能耗會增大8%。為了達到節(jié)能的目的，設(shè)計人員必須結(jié)合各方面資料，對室內(nèi)的溫度值進行合理確定，從而確保系統(tǒng)的運行能耗最低，這樣既可以節(jié)省能源，還能減少排放，符合節(jié)能減排、綠色環(huán)保的要求[3]。

3.3 優(yōu)化水系統(tǒng)

冷熱水系統(tǒng)是建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為達到預期中的節(jié)能目標，應當在冷熱水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計中引入綠色理念，在節(jié)能降耗的過程中體現(xiàn)綠色環(huán)保。同時，可在系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中，對閉環(huán)模式進行應用，從而減少系統(tǒng)運行時的總體能耗量。閉式循環(huán)又被稱之為介質(zhì)法循環(huán)，具體是指介質(zhì)在封閉的回路中循環(huán)，節(jié)約冷卻時的熱量散失。設(shè)計人員在運用綠色理念對系統(tǒng)進行節(jié)能設(shè)計時，必須對工程所在地的氣候條件加以了解和掌握，這樣才能使設(shè)計出來的系統(tǒng)達到節(jié)能的目的。如果建筑所在地干旱少雨，則可在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中采用冷卻塔循環(huán)模式，并將系統(tǒng)安裝在通風條件良好的區(qū)域，由此可提升冷卻效果，從而在制冷時降低能耗。同時，應采用變速調(diào)節(jié)的方法對系統(tǒng)中循環(huán)水泵進行控制，以此來降低水泵的運行能耗，并對空調(diào)水系統(tǒng)的管路和管徑進行合理設(shè)計，采取水力平衡措施，使系統(tǒng)并聯(lián)環(huán)路之間的壓力損失控制在15%以內(nèi)，進而達到節(jié)能的目的。

結(jié)論：

簡而言之，在建筑工程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗較高，為降低該系統(tǒng)的能耗，可在節(jié)能設(shè)計中引入綠色理念。從分析建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計引入綠色理念的重要意義入手，闡述了綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計中的運用，最后論述了工程應用實例[4]。