建筑暖通空調節(jié)能優(yōu)化設計策略探討

賈曉飛

（北京維拓設計有限公司太原分公司，山西太原 030006）

0 引言

近些年，我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，社會公眾的日常生活水平有了明顯的提升，與此同時，相對于社會公眾生活環(huán)境的要求也隨之提高。而空調行業(yè)已經(jīng)逐步落實社會公眾的日常生活中，并且逐漸變成發(fā)展的重要趨勢。暖通空調在使用時，會消耗掉一些能源，依據(jù)對之前收集的數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計可知，暖通空調運行過程中產(chǎn)生的電能消耗在整體建筑電能消耗的比例中占據(jù)較高的比重，因為季節(jié)不同，導致存在一定的差異性，而相對比春季與秋季，夏季消耗的比例最大，依據(jù)進行的相關調查結果能看出，如果將節(jié)能優(yōu)化策略應用至暖通空調設計中，能有效降低空調電能的消耗，因此，對暖通空調的節(jié)能優(yōu)化進行設計，是目前暖通空調高速發(fā)展的重要內容，健康舒適的居住環(huán)境是居住人民的基本居住要求，暖通空調系統(tǒng)在營造舒適的居住環(huán)境具有直接作用[1]。當前我國大力倡導建設綠色建筑工程，但同時也對建筑暖通空調系統(tǒng)提出的基本要求也隨之增高，需要相關設計人員對建筑中的暖通空調進行優(yōu)化設計和自動控制技術的不斷更新，進而降低暖通空調系統(tǒng)產(chǎn)生的能耗，在確保居住環(huán)境的舒適度還能降低碳排放，保護生態(tài)環(huán)境。

本文以某地區(qū)某酒店為例，對建筑暖通空調的節(jié)能優(yōu)化設計進行研究，該酒店位于市中心，建筑面積是120021m2，該酒店地上建筑樓高是22 層，地下建筑是一層，建筑的高度約為91m。該項目屬于五星級酒店，地下建筑的主要功能是建設地下停車場以及一些設備用房。該酒店夏天供冷，冬天供熱。

1 暖通空調節(jié)能優(yōu)化的概念與意義

1.1 暖通空調的概念

暖通空調主要是指暖氣以及通風和空氣調節(jié)的設備，利用制暖達到空調使用的意義，增加空氣對流使風不斷流動，進而實現(xiàn)空氣的調節(jié)，增加空氣中的濕度，讓生活環(huán)境更加舒適。暖通空調屬于是空調中的一種重要形式，而普通空調只是能解決冷暖的問題，但不能解決空氣的質量與濕度問題，暖通空調主要的特點是相對比普通空調來說人們生活的環(huán)境更具舒適性。暖通空調能對空氣進行處理，處理的過程是先讓外面的空氣進入到室內，待進入室內的空氣冷卻之后在進行過濾處理，利用過濾能將空氣中含有的細小顆粒過濾掉，使空氣變得更加純凈，另外，還能對空氣的濕度進行處理，讓空氣含有的濕度更符合人體感覺[2]。

1.2 暖通空調節(jié)能優(yōu)化的意義

1.2.1 有助于提升可再生資源利用的效率

建設綠色建筑是我國建筑行業(yè)高速發(fā)展的重要方向，增加對暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化研究的力度，有助于通過可再生的循環(huán)利用技術提升能源利用的效率。從目前暖通空調系統(tǒng)運行的現(xiàn)狀能看出，日常運行以及維護產(chǎn)生的費用較高[3]。由于暖通空調系統(tǒng)應用的能源價格比較高；且暖通空調系統(tǒng)再能源利用和處理能力較差，致使能源產(chǎn)生嚴重損耗。暖通空調的節(jié)能優(yōu)化能幫助暖通空調解除由于傳統(tǒng)能源存在的限制問題，而應用可再生的資源能有效達到暖通空調運行過程中對于能耗的需求，有助于提高可再生資源利用效率。

1.2.2 有助于提升建筑相關材料利用的效率

建筑中暖通空調節(jié)能優(yōu)化與完善會對空調系統(tǒng)在建設材料的選擇產(chǎn)生直接的影響。如，建筑建設的資源節(jié)約與環(huán)保建設的基本要求，在對暖通空調建設材料進行選取時，必須盡量選取對環(huán)境污染以及產(chǎn)生影響比較小的空調材料，或選取處理過并進行回收在使用的保溫材料，有效應用這些空調材料，不但能滿足暖通空調運轉的基本要求，還能將建筑材料對生態(tài)環(huán)境以及居住人民產(chǎn)生的影響降到最低[4]。出于對節(jié)能以及環(huán)?？紤]，在建設材料的選取上盡可能就近取材，在最大限度上降低建筑材料運輸?shù)慕?jīng)濟成本與人工經(jīng)濟成本，有助于提升綠色建筑材料利用的效率。

1.2.3 有助于進行加強冷熱的回收利用

在暖通空調使用時，空調的熱回收主要是指空調中對于能量進行有效回收的具體裝置，利用空調中的排風扇對新風進行有效處理，從而減少對新風進行處理時花費的能量與經(jīng)濟成本，空調冷回收也是同樣的道理。例如，為了達到暖通空調的節(jié)能優(yōu)化目標，在對熱回收的裝置進行熱回收時，要對建筑所處的建筑施工現(xiàn)場的自然環(huán)境與氣候條件和建筑工程的現(xiàn)實情況等多種因素進行分析與調查，對排風中存在的有害氣體比例等因素進行考慮，最后形成暖通空調系統(tǒng)。

2 建筑中暖通空調設計時遵循的原則

2.1 節(jié)能減排的基本原則

在可持續(xù)發(fā)展的背景下建筑暖通空調系統(tǒng)的設計需要遵循節(jié)能減排的基本原則，通過現(xiàn)代化的技術與設施對暖通空調系統(tǒng)的性能進行優(yōu)化，減少空調系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的能耗，是每個設計人員重要的使命，因此大力開發(fā)新能源以及使用新能源，例如太陽能以及地熱能等，不同地區(qū)資源的現(xiàn)狀存在明顯的差異，必須找準優(yōu)勢資源，逐步提升新能源利用的效率，借助新能源具有的不破壞生態(tài)環(huán)境以及取之不盡的特征，逐漸取代傳統(tǒng)的能源，這樣會降低傳統(tǒng)能源使用量，起到緩解能源危機的作用，由此達到節(jié)能減排的理念[5]。

2.2 先進性的基本原則

伴隨科學技術的逐漸發(fā)展，市場上出現(xiàn)很多高新科技產(chǎn)物，將這些科技產(chǎn)物應用至建筑暖通空調系統(tǒng)中去，賦予空調系統(tǒng)智能化特征，有效推動我國建筑行業(yè)展示新氣象，人們會被建筑的新類型吸引，并發(fā)出贊嘆。通過研究與實踐，我國建筑行業(yè)關于建筑暖通空調系統(tǒng)的建立形成寶貴經(jīng)驗，通過借鑒和參考一些發(fā)達國家成功的案例，與我國建筑工程相結合，對先進的技術與設備進行引進[6]。

2.3 舒適性的基本原則

人們每天會花費很多時間待在室內，室內的溫度和濕度是否具有舒適度，空氣質量如何，這些都與人們的身體健康具有密切聯(lián)系。在進行建筑暖通空調系統(tǒng)設計時，一定不能為了經(jīng)濟利益使用一些對人體健康和自然環(huán)境產(chǎn)生損壞的材料，應該給建筑居住用戶創(chuàng)建適合居住的空間，遵循人性化以及舒適性原則，對暖通空調系統(tǒng)進行優(yōu)化，保證暖通系統(tǒng)空調系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及更適合人們的身體和心理上的需求，真正的給居住人們帶來享受，在這種情況下，建筑會博得用戶的好感，發(fā)展前景非常廣闊[7]。

3 建筑暖通空調節(jié)能優(yōu)化策略

3.1 強化能耗傳輸設計

對暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化進行設計時，發(fā)現(xiàn)暖通空調能源消耗比較多的是在空調系統(tǒng)進行傳遞的過程中，與此同時，建筑內部環(huán)境的溫度和建筑氣密性等一些因素也容易對暖通空調運行能源的使用率產(chǎn)生影響，為了盡量獲取較好的節(jié)能效果，在提前做好建筑外部環(huán)境防御的基礎上，依據(jù)社會公眾對建筑內部結構環(huán)境的溫度要求與濕度要求，對建筑暖通空調的熱能消耗進行不斷優(yōu)化，掌握網(wǎng)絡信息技術等一些先進技術發(fā)展的現(xiàn)狀，將這些先進的技術應用在暖通空調節(jié)能設計中，利用網(wǎng)絡信息技術以及相應的監(jiān)測技術，配置出達到暖通空調基本工作要求的計算機系統(tǒng)，在暖通空調工作的過程中，進行監(jiān)測，后臺的相關人員能依據(jù)檢測設備傳遞的數(shù)據(jù)信息，對暖通空調系統(tǒng)運行的情況進行分析，如果出現(xiàn)能源消耗異常或是其他狀況，能及時派遣相關人員進行處理，進而有效提高暖通空調系統(tǒng)對能源使用更具合理性，從而達到節(jié)能優(yōu)化效果[8]。

3.2 使變頻空調設計得到完善

對暖通空調節(jié)能優(yōu)化進行設計的環(huán)節(jié)中，為了有效提高暖通空調運行的效果，必須對相關技術的有效應用予以重視，當中變頻調速屬于是暖通空調設計的重點內容，強化對變頻空調的使用能獲取較好的節(jié)能效果，相關設計人員使用變頻空調前，必須充分掌握建筑的內部環(huán)境建設對于暖通空調具有的功能提出一些要求，然后對建筑內部的結構環(huán)境進行調查研究，對空調的變頻調速應用的具體情況進行詳細分析，考慮到居住用戶對于暖通空調使用的需求，對空調系統(tǒng)進行優(yōu)化與調試，使相關參數(shù)得到調整，為建筑居住用戶提供更優(yōu)質服務[9]。使用變頻調速能有效對建筑能源產(chǎn)生消耗量進行控制，從而達到較好的暖通空調節(jié)能效果，在多數(shù)建筑暖通空調使用的過程中，發(fā)現(xiàn)暖通空調由于電機以及風機和水泵等一些設備產(chǎn)生比較大的消耗，依據(jù)以前調查的相關資料進行統(tǒng)計，暖通空調中消耗的能量幾乎都是應用在空調電機以及空調中的水泵等一些電器設備上，采用變頻調速能提高空調工作的效率，將暖通空調設備工作的頻率控制在穩(wěn)定區(qū)間，滿足暖通空調使用的需求，還能具有良好的節(jié)能效果。

3.3 使建筑熱工性能得到優(yōu)化

對建筑中暖通空調進行節(jié)能優(yōu)化設計事，還要對節(jié)能要求予以重視，為了確保暖通空調使用的效果不會受到影響，需要針對建筑物的熱功能涵蓋范圍的具體情況，如果發(fā)現(xiàn)建筑物的保溫性能以及氣密性等一些方面出現(xiàn)問題，則會對制熱作業(yè)的效果產(chǎn)生影響，需要花費很多能源，才能使室內溫度達到用戶的滿意溫度。因此，必須對建筑中的熱量維持和建筑的保溫性以及氣密性等具有的聯(lián)系進行綜合考慮。另外，建筑中的熱量必須借助建筑內部圍護才能得到擴散，考慮到建筑內部的熱量進行傳遞速度以及傳遞的效果和建筑物外層表面之間的聯(lián)系，針對建筑采暖能源伴隨建筑體形的系數(shù)和暖通空調節(jié)能存在的關系，在建筑采暖過程中受到空氣的滲透，建筑氣密性比較差的部位容易導致建筑中產(chǎn)生的熱量損耗情況進行及時調整，對建筑內部一些氣密性比較差的位置進行嚴格重視，靈活選取節(jié)能的建筑材料，提高建筑物內部構建的安裝精確度，增強建筑物內部密封的性能，以此減少由于空氣的滲透為對暖通空調的調溫能量的損耗值。

3.4 對地源熱泵系統(tǒng)進行改進

地源熱泵系統(tǒng)應用至暖通空調系統(tǒng)中，能有效提高暖通空調在建筑室內的制熱和制冷方面的效果，在我國加大力度推進建筑節(jié)能環(huán)保過程中，將地源熱泵應用至暖通空調中能借助地源熱泵具有的優(yōu)勢，使建筑內部暖通空調在原有的功能上增加一些節(jié)能功能，將地源熱泵應用至暖通空調中去，不僅能優(yōu)化空調的節(jié)能效果，還不會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染，符合國家對于綠色建筑設計以及建設施工要求。例如，當前很多設計人員依據(jù)項目工程所在地區(qū)提出的工程建設要求，及國家相關部門中具有規(guī)范性的文件，與業(yè)主對于建筑暖通空調提出的相關要求進行結合，由此引入地源熱泵對空調系統(tǒng)進行設計，進而能在地源熱泵產(chǎn)生作用下，使暖通空調能在夏季通過地源熱泵對土壤中含有的熱量進行吸收，然后進行制冷工作，減少冷卻對能量產(chǎn)生的使用量，地源熱泵能承擔空調制冷過程中的負荷，使空調能一直保持在高效的運行狀態(tài)下。在冬季時，空調在地源熱泵的作用下，將熱泵系統(tǒng)與空調供暖系統(tǒng)進行連接，以此減少建筑暖通空調供熱過程中不存在任何作用的環(huán)節(jié)，有效減少制熱工作而消耗的能源，從而達到較好的節(jié)能效果。

4 結語

結合上述內容，在可利用的能源逐漸緊張以及能源的利用和經(jīng)濟發(fā)展間存在的矛盾日漸突出的背景下，如何落實節(jié)能減排的目標成為各行業(yè)領域重點關注的課題。建筑行業(yè)是各個領域中能耗問題最嚴重的行業(yè)之一，在節(jié)能減排方面存在巨大潛力和發(fā)展的空間。為了更好的實現(xiàn)節(jié)能減排的目標，建筑工程設計的相關人員在暖通空調設計的過程必須將節(jié)能理念引入設計中去，利用對建筑的圍護結構進行優(yōu)化，減少輸送產(chǎn)生的能耗，利用可再生的能源和風能設計等一些相應措施應用，在保證暖通空調系統(tǒng)再安全且高效運行的基礎上降低能耗。