建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計研究

丘桂達(dá)

(國貿(mào)地產(chǎn)集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000)

1 暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計的基本原則

1.1 從整體性方面考慮

建筑暖通空調(diào)整體性原則是其節(jié)能設(shè)計的重要基礎(chǔ)和前提，在設(shè)計的過程中需要充分地認(rèn)識到建筑節(jié)能的積極意義，從全局的角度出發(fā)，統(tǒng)籌考慮建筑暖通空調(diào)的總體設(shè)計規(guī)劃。同時要根據(jù)國家節(jié)能減排的相關(guān)要求以及現(xiàn)代建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)等，制定具有安全性、經(jīng)濟(jì)性、合理性、舒適性的空調(diào)節(jié)能設(shè)計方案。這一過程要求建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計人員具有專業(yè)的知識水平和設(shè)計能力，還要有前瞻性的設(shè)計眼光以及統(tǒng)籌全局的設(shè)計意識。

1.2 系統(tǒng)需考慮動態(tài)性

由于建筑暖通空調(diào)工程具有一定的復(fù)雜性，其涉及的領(lǐng)域和范圍相對較大，所以在節(jié)能設(shè)計時需要符合國家或當(dāng)?shù)氐墓?jié)能減排政策標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑當(dāng)?shù)貐^(qū)域自然環(huán)境、能源利用等因素，堅持暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計的動態(tài)性，根據(jù)實際情況和需求對節(jié)能方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化和調(diào)整，使其能夠在不斷變化的環(huán)境中盡可能地滿足節(jié)能減排的要求。

1.3 設(shè)計需考慮新能源新技術(shù)

在現(xiàn)階段隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，新能源、新技術(shù)逐漸在建筑暖通空調(diào)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。在建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計中，需要考慮新技術(shù)因素，對空調(diào)系統(tǒng)的核心技術(shù)不斷進(jìn)行完善，實現(xiàn)現(xiàn)代建筑低消耗、低成本的目標(biāo)。因此，在設(shè)計中相關(guān)人員需要考慮到新能源和新技術(shù)的應(yīng)用，以實現(xiàn)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的低排放和低能耗。

2 當(dāng)前暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計存在的問題

2.1 冷熱源及末端系統(tǒng)設(shè)備選型不合理

在建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計中，存在的最突出問題就是冷熱源及末端系統(tǒng)設(shè)備選型不合理。空調(diào)冷熱源是空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，冷熱源的能耗約占空調(diào)能耗的50%，選擇適當(dāng)?shù)目照{(diào)冷熱源可以有效地降低能源消耗，節(jié)省投資費用及運行費用。不過在很多暖通空調(diào)項目設(shè)計中未結(jié)合綜合因素考慮節(jié)能措施,如集中熱源未優(yōu)先考慮城市熱源，在工廠區(qū)附近時，未優(yōu)先利用工業(yè)余熱和廢熱，未結(jié)合實際情況考慮可再生能源，如太陽能、地?zé)岬?。同時，很多項目空調(diào)箱、風(fēng)機(jī)盤等末端設(shè)備的選擇也不合理，以空調(diào)箱為例，其選用要根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷計算的結(jié)果確定所需風(fēng)量、風(fēng)壓、冷熱量、出風(fēng)口噪聲、空氣過濾等要求，方可選擇適當(dāng)規(guī)格和性能的末端設(shè)備。由于暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計中忽視了對當(dāng)?shù)厥彝猸h(huán)境和室內(nèi)環(huán)境的因素，導(dǎo)致節(jié)能設(shè)計中選用的冷熱源與末端系統(tǒng)設(shè)備不適應(yīng)溫度和濕度，出現(xiàn)風(fēng)冷不足、氣流組織不合理、箱體外表結(jié)露、電能浪費等問題[1]。

2.2 設(shè)計參數(shù)不符合規(guī)范

對建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能的設(shè)計問題還包括設(shè)計參數(shù)不合理的問題。有資料顯示，在加熱工況下，室內(nèi)計算溫度每降低1℃，能耗可減少5%～10%，在冷卻工況下，室內(nèi)計算溫度每升高1℃，能耗可減少8%～10%。在很多項目中，對空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的參數(shù)未根據(jù)室內(nèi)實際的溫度和濕度進(jìn)行計算，選擇的室內(nèi)設(shè)計參數(shù)冬季過高或夏季過低，對規(guī)范性的設(shè)計內(nèi)容缺乏重視，對當(dāng)?shù)貧庀髤?shù)和建筑外圍結(jié)構(gòu)的影響考慮不足，對設(shè)計細(xì)節(jié)把握不夠。在空調(diào)系統(tǒng)安裝后可能就會出現(xiàn)冷熱不均、熱負(fù)荷過大，空調(diào)性能發(fā)揮作用比較差的現(xiàn)象，浪費了大量的能源。

2.3 空調(diào)系統(tǒng)不合理

在建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計中還存在空調(diào)系統(tǒng)不合理的問題。近年來，由于新節(jié)能技術(shù)以及可再生能源的開發(fā)和應(yīng)用，都需要對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行一定的調(diào)整，從而保障熱舒適性，節(jié)省能源消耗量。不過在實際的節(jié)能設(shè)計中，由于對新能源技術(shù)缺乏深入研究，就會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)不合理，嚴(yán)重影響空調(diào)的使用功能，也會造成能源的大量消耗以及浪費。

2.4 空調(diào)控制不靈活

建筑暖通空調(diào)控制的靈活性能夠根據(jù)實際情況進(jìn)行溫、濕度控制，從而在保障適宜工作狀態(tài)的同時也能夠保障一定的節(jié)能效果。在暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計中，由于不同時期不同運行工況、不同空調(diào)區(qū)域不同運行時間，空調(diào)控制要求不一致，如果設(shè)計人員不了解暖通空調(diào)的操作控制方法，就會出現(xiàn)空調(diào)的自動調(diào)節(jié)功能失效，不能夠根據(jù)室內(nèi)外溫度、濕度等參數(shù)的變化而做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，在很大程度上會造成能源消耗量較大。

3 建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計與優(yōu)化

3.1 提高系統(tǒng)合理性

針對暖通空調(diào)工程的節(jié)能設(shè)計，對其進(jìn)行優(yōu)化首先就要保障空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的合理性。暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計的合理性將會直接關(guān)系到整個建筑內(nèi)部空調(diào)系統(tǒng)運行的效果。因此，相關(guān)人員在對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計時，需要按照自身最大的負(fù)荷限制進(jìn)行規(guī)劃，保障整體的運行性能良好。為滿足暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計，需要針對建筑室內(nèi)進(jìn)深、分隔、朝向、維護(hù)結(jié)構(gòu)特點等因素分區(qū)設(shè)置系統(tǒng)，針對不同使用時間功能房分區(qū)設(shè)置系統(tǒng)，針對不同室內(nèi)參數(shù)要求的區(qū)域分區(qū)設(shè)置系統(tǒng)，并合理規(guī)劃空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)面積，合理設(shè)置新風(fēng)量及新風(fēng)系統(tǒng)并考慮過渡季節(jié)全新風(fēng)運行方式，適當(dāng)增大送風(fēng)溫差和供回水溫差，合理設(shè)置排風(fēng)熱回收裝置等。

3.2 增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能

對建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計來說，改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能具有減少冷熱量損失的重要作用。在暖通空調(diào)工程中需要建設(shè)合理的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在保證室內(nèi)采光通風(fēng)的前提下，適當(dāng)控制窗墻比、提高門窗的氣密性、改善玻璃窗材料和組成、考慮遮陽設(shè)施等對空調(diào)系統(tǒng)自身的負(fù)荷大小有較大的影響。節(jié)能設(shè)計應(yīng)根據(jù)我國現(xiàn)行的建筑規(guī)范和暖通空調(diào)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能納入到修建標(biāo)準(zhǔn)中，保障建筑自身的暖通空調(diào)發(fā)揮節(jié)能減排的實際作用。

3.3 尊重技術(shù)發(fā)展

對建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計要尊重新技術(shù)的發(fā)展，近年來變頻空調(diào)的出現(xiàn)，促使室內(nèi)環(huán)境得到了進(jìn)一步的改善，同時比其他普通類型的空調(diào)具有更為良好的節(jié)能效果。因此，在暖通空調(diào)工程中可以利用變頻技術(shù)減少能源的消耗，可以在冷負(fù)荷相同的情況下，通過變速風(fēng)機(jī)、變速水泵取代調(diào)節(jié)閥、變頻壓縮機(jī)、能量回收裝置等技術(shù)，促使能源降低，另外還能夠采用變流量的方法，對空調(diào)的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整以實現(xiàn)節(jié)能減排。

3.4 設(shè)置自控系統(tǒng)、能源計量及管理系統(tǒng)

現(xiàn)代建筑技術(shù)不斷發(fā)展，人們對環(huán)境要求越來越高，暖通空調(diào)等機(jī)電設(shè)備的規(guī)模越來越大，能源和運行效率問題日益突出，自動控制技術(shù)對節(jié)能設(shè)計顯得尤為重要，自控系統(tǒng)已被列為建筑設(shè)計的基本要求之一。要想保障建筑暖通空調(diào)工程節(jié)能設(shè)計的運行效果，就要設(shè)置自控系統(tǒng)以及能源計量和管理系統(tǒng)，通過對空調(diào)控制系統(tǒng)的管理，能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣中的溫度、濕度、風(fēng)速等，確保在不改變舒適度的前提下，保證空調(diào)設(shè)備能可靠、高效運行，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。能源計量系統(tǒng)中各子系統(tǒng)分開管理，其中空調(diào)管理系統(tǒng)完成空調(diào)運行數(shù)據(jù)的采集和系統(tǒng)的檢測控制，遠(yuǎn)傳讀表系統(tǒng)采集每個主機(jī)及末端設(shè)備的耗電量數(shù)據(jù)并將傳送到電腦終端，分?jǐn)傆嬞M系統(tǒng)計算每臺空調(diào)設(shè)備的分?jǐn)偙壤瑢⒖照{(diào)耗電分?jǐn)偨o用戶，通過全年運行分析比較及多工況分區(qū)運行分析比較，實現(xiàn)空調(diào)分戶計量，并能反饋空調(diào)的能耗，以便適時調(diào)整自控系統(tǒng)，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。

4 結(jié)束語

建筑暖通空調(diào)的節(jié)能實際是現(xiàn)代建筑節(jié)能的重要基礎(chǔ)，對其設(shè)計過程中需要把握空調(diào)節(jié)能設(shè)計的原則，以降低能耗為目標(biāo)，針對設(shè)計中存在的問題采取提高系統(tǒng)合理性、增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能、尊重技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展、設(shè)置自控系統(tǒng)、能源計量及管理系統(tǒng)等優(yōu)化措施，推動暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計進(jìn)一步發(fā)展。

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