建筑暖通工程節(jié)能設計研究

王凱 鞏茂康 馮小濤 濟南金曰公路工程有限公司

據統(tǒng)計，目前，空調能耗占建筑能耗的55%左右，約占社會總能耗的20%。因此空調系統(tǒng)的節(jié)能不容忽視，降低空調系統(tǒng)的能耗對減少建筑系統(tǒng)總能耗的意義重大，同時對緩解用電緊張局面，優(yōu)化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。安裝暖通空調是為室內提供舒適的工作和生活環(huán)境。其作用主要包括控制空氣溫度、濕度、氣流速度和潔凈度等。在正常的舒適性空調中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足舒適感為目標，在恒溫恒濕或有清潔要求的工藝性空調室內，主要以滿足生產工藝為標準。但由于建筑物的密閉性逐漸增加，裝修檔次也越來越高，從而導致室內污染物的滯留量增加及延長停留時間。如煙霧、病菌及從家具、墻面、地毯和油性漆中散發(fā)出的多種致病化學物質，加上通風換氣量的明顯不足，空氣在室內循環(huán)造成室內空氣品質嚴重不合格。如何才能有效地解決空調房間存在的空氣品質問題，已引起人們的廣泛關注。

一、暖通空調的節(jié)能設計

空調節(jié)能系統(tǒng)的設計必須根據工程具體情況，對空調運行季節(jié)進行全方位、全過程的分析，找出一個合適的方案，使空調系統(tǒng)在不同的室外氣候參數或室內狀況下都可以經濟、合理、正常地運行。

一是采用合理的冷熱源。對系統(tǒng)設計中的設備進行合理選型是影響空調節(jié)能的關鍵因素，合理配置中央空調系統(tǒng)的冷熱源對節(jié)能和能源合理利用關系重要。中央空調系統(tǒng)常用的冷熱源配置方式有水冷冷水機組加鍋爐、熱泵型機組和溴化鋰吸收式機組。比如：溴化鋰機組的能效比（制冷量/消耗的熱量）比較低，省電但并不節(jié)能適用于有廢熱和余熱的地方，如熱電廠等附近。

二是采用蓄冷系統(tǒng)。各地區(qū)經濟發(fā)展不平衡，但程度不同地存在著電負荷峰谷差較大的實際，在用電高峰時電力供應不足，而在低谷用電時供應過剩的浪費。在實施電力峰谷電價的地區(qū)，就可以采取低電價時段采用冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰來儲存冷量，高電價時段再將冷量釋放出去，這會對整個電力負荷的移峰補谷工作起到很好的效果，并能產生較好的經濟社會效益。

三是采用變頻應用系統(tǒng)。變頻技術在現在空調系統(tǒng)的使用中成為一種必然性，不僅能有效地改造空調系統(tǒng)的某些不足，還能較大地降低能耗、節(jié)省運行費用。采取變頻技術的原因包括以下幾點。（a）設計人員在進行設備選型時，通常會預留一定的富余量，事實上設備很少會在全負荷下運行，甚至不可能出現全負荷運行的情況。（b）建筑物由于使用環(huán)境的變化，負荷也會發(fā)生相應的變化。（c）建筑物的實際負荷會隨著室外氣候的變化而產生波動。正常情況下，空調設備只能按設備的額定功率運行。當負荷降低時，設備仍以額定功率全負荷輸出運行。這就必然造成能量的浪費。如果使用變頻技術，使空調設備的輸出功率隨著負荷的增減而變化，就會起到明顯的節(jié)能效果。根據空調負荷狀況，改變水流量或風流量能有效地實現節(jié)能。變風量（VAV）空調系統(tǒng)是通過末端裝置來補償室內負荷的變動，調節(jié)室內送風量以維持室溫。變水量系統(tǒng)（風機盤管）是通過水量控制的方法來調控溫度的。通過對水量、風量及主機的變頻控制調節(jié)，可以實現所需空調負荷的用時匹配，使其達到節(jié)能的目的。

二、目前新的環(huán)保節(jié)能技術應用

一是熱回收技術。主要是將空調機組排放出的熱量進行回收，避免排風系統(tǒng)直接將空調房內的空氣排出室外，造成能量的浪費。

二是低溫地板輻射采暖技術。主要是在地板中直接埋設熱水管用以加熱地板，由地面輻射產生的熱來加熱室內空氣。

三是地源熱泵空調，主要是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然資源的能量，向建筑物提供熱能，夏天向天然資源釋放熱量，給建筑物供冷的一種高效節(jié)能的空調系統(tǒng)，具有經濟、節(jié)能、環(huán)保等多方面的優(yōu)勢，也不存在分體空調那樣影響建筑外觀造型美觀，同時彌補了我國傳統(tǒng)的供暖制冷方式存在的許多問題，更重要的是在很大程度上為社會節(jié)省了能源，為環(huán)境減少了污染，緩解了電荒，也節(jié)省了開支。

四是太陽能空調，主要就是將太陽能轉化為熱能或電能進行制冷的一種方式。太陽能是公認的未來人類最合適、最安全、最綠色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、無污染、安全性好等優(yōu)點。

三、選擇節(jié)能環(huán)保技術應用

一是選擇節(jié)能的采暖空調方式。同一個采暖對象采用不同的采暖方式，其能耗、室內環(huán)境的舒適程度是大不相同的。如北方采用低溫地板輻射采暖 不僅舒適而且此時的室內溫度與采用散熱器方式相比可以低2℃~5℃，能耗當然大為降低；在選擇空調方式時選擇輻射式空調方式一般比對流方式舒適節(jié)能。

二是選擇高效的隔熱保溫材料。對墻、窗等圍護結構使用保溫性能好的材料，對暖通空調系統(tǒng)的管道系統(tǒng)也要選擇高效的保溫隔熱材料，防止能量在輸送過程中損失過大。

三是選擇可再生能源或低品位能源的空調系統(tǒng)。不可再生能源的大量使用造成能源的日趨枯竭，環(huán)境日益惡化，開發(fā)利用天然可再生能源成為必然。在天然可再生能源中，太陽能、風能發(fā)電，太陽能供熱或制冷系統(tǒng)，地源熱泵空調系統(tǒng)等技術已經成熟，應大力推廣使用。利用可再生能源的暖通空調系統(tǒng)，不僅有著顯著的環(huán)境和社會效益，也是節(jié)能的最有效途徑。

四是選擇優(yōu)良的暖通空調設備系統(tǒng)。選擇優(yōu)良的暖通空調設備才能使整個系統(tǒng)實現有效的冷熱回收利用，如空調系統(tǒng)排風的全熱回收，夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應，負荷的靈活調節(jié)，使得系統(tǒng)能始終處在高效的狀態(tài)下運行。

四、結語

綜上，暖通空調系統(tǒng)是現代建筑中非常重要的組成部分，該系統(tǒng)節(jié)能水平在綠色節(jié)能建筑能耗中也起著非常重要的作用，因此被認為是具有戰(zhàn)略性的問題，要實現暖通空調系統(tǒng)節(jié)能則必須從設計入手，研發(fā)更為高效的節(jié)能系統(tǒng)，并在整個施工中實施全過程控制確保施工質量，方能最終實現更為高效的節(jié)能效果。