暖通工程施工中的節(jié)能設計分析

王正瑩 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司

1 節(jié)能理念下暖通設計的問題

1.1 暖通設計忽視節(jié)能設計

在建筑設計工作開展過程中因設計師需要兼顧方方面面，所以有時候設計師就不會把關注點放在節(jié)能設計上。其實，節(jié)能設計對于后期的施工技術要求比較嚴格，需要消耗大量的資料；而且節(jié)能設計工作較為復雜，不僅需要詳細計算各種能源的消耗情況，還必須嚴格按照國家的節(jié)能建筑標準要求來完成才行。因此，只有專業(yè)的設計人員才能夠做好暖通節(jié)能設計，但當前還有很大一部分設計人員的專業(yè)能力達不到要求，導致其在暖通設計時忽視節(jié)能設計。

1.2 對綠色理念與節(jié)能設計理解不透徹

現(xiàn)階段我國的暖通設計依然采取傳統(tǒng)的設計理念和設計方式。這是因為設計人員接受的是傳統(tǒng)教育，了解的是傳統(tǒng)設計理念，還沒有過多的接觸綠色設計理念和節(jié)能設計理念。一些設計人員雖然對此類設計有所了解，但卻從未涉及過，在短時間內(nèi)無法接受。雖然，也有一部分觀念先進的設計人員開始主動學習綠色理念和節(jié)能設計，但沒有接受過系統(tǒng)性的培訓，缺少實際設計經(jīng)驗，無法完成標準化的綠色節(jié)能設計工作。

2 新型節(jié)能設計理念

2.1 協(xié)調(diào)設計理念

暖通空調(diào)系統(tǒng)是由空氣調(diào)節(jié)、通風等不同的系統(tǒng)組合而成，要求設計人員必須擁有協(xié)調(diào)設計的理念，在進行節(jié)能設計時應考慮到暖通空調(diào)系統(tǒng)的方方面面。如果不能考慮到各個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，就難以提高整個系統(tǒng)的節(jié)能性，因此要進行全面分析、整體設計。

2.2 可循環(huán)設計理念

可循環(huán)設計簡單的理解就是在設計建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的過程中，高效率利用可再生資源?，F(xiàn)階段，我國大部分地區(qū)都使用了取暖設備，有一部分地區(qū)的使用頻率比較高，每年都會消耗大量的能源。如果不能解決這個問題，我國依然會出現(xiàn)較為嚴重的能源損耗。因此，在進行節(jié)能設計時即使使用的是可再生資源，也要考慮到充分利用的需求。

3 綠色理念及節(jié)能設計的暖通設計應用

3.1 使用合理的節(jié)能建筑材料

隨著科技的發(fā)展及人們越發(fā)重視節(jié)能環(huán)保工作的開展，建筑行業(yè)出現(xiàn)了很多新型節(jié)能技術和具有較好的保溫隔熱性能的綠色環(huán)保型建筑材料。

為了推動建筑行業(yè)朝著綠色節(jié)能的方向發(fā)展，可以從建筑工程設計這一環(huán)節(jié)就選用一些綠色節(jié)能技術以及新型建筑材料。新型建筑材料都能夠減少室內(nèi)外的溫差，如在夏季阻擋外部的高溫、在冬季留住內(nèi)部的溫度等，讓居住者處在較為適宜的環(huán)境中，并減少暖通系統(tǒng)的使用，延長暖通系統(tǒng)的使用壽命，減少相關可再生資源的消耗。

但在選擇設備時，也應當考慮到節(jié)能方面的需求，如冷源機，此類設備的能耗比較高，盡量選擇能效高、能耗低的設備；同時，在具體選擇時也應當考慮到建筑工程的實際使用情況和應用需求。

3.2 優(yōu)化暖通設計方案

暖通設計時需要考慮到多方面的因素，設計者不僅要了解人體最適宜的溫度、最佳節(jié)能效果的溫度等，還要找到兩者間的平衡，才能夠得到理想的設計效果、滿足節(jié)能環(huán)保方面的要求，給人們提供舒適宜居的環(huán)境。

一般情況下，建筑物內(nèi)部是人們工作、生活的主要場所，有時候可能會出現(xiàn)人員密集、流動性大的情況，室內(nèi)的空氣流通度就會下降，溫度和濕度也會受到影響。這就要求，在暖通設計時就要考慮到室內(nèi)二氧化碳濃度的標準參數(shù)，并以此為依據(jù)設計新風系統(tǒng)，一旦檢測到室內(nèi)的二氧化碳濃度超標新風系統(tǒng)便會自動啟動。因此，將新風系統(tǒng)應用到暖通設計工作中后，不僅能夠提高設備間連接的緊密性，而且能夠為后期的高效應用、管理提供便利。

3.3 優(yōu)化蓄冷以及變頻系統(tǒng)

暖通空調(diào)系統(tǒng)設計時有兩個部分比較重要，即蓄冷系統(tǒng)和變頻系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)的使用頻率比較高，也是能耗最大的部分，如果在設計時將節(jié)能型理念融入兩個系統(tǒng)中，則能大大提高暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。

3.3.1 蓄冷系統(tǒng)設計

在用電低谷時期蓄冷系統(tǒng)會自動進行制冷工作，將冷氣儲存在設備中；到了用電高峰期就會及時將儲存在設備中的冷氣釋放出來，降低室內(nèi)的溫度。這個過程既能緩解用電壓力，也能得到理想的節(jié)能環(huán)保效果。因此，在進行蓄冷系統(tǒng)設計時需要注意提高設備的智能性以及蓄冷性，只有這樣才能夠智能識別用電的低谷和高峰時期，并在無人操控的情況下自動完成蓄冷工作。當然蓄冷設備的高效率運行，還離不開蓄冷材料的支持，也應當保證材料的蓄冷效果。

3.3.2 變頻系統(tǒng)節(jié)能設計

在針對變頻系統(tǒng)進行節(jié)能設計時，需要調(diào)控水泵和風機控制室內(nèi)的溫度，確保室內(nèi)溫度在宜居的范圍內(nèi)。如果外部溫度較高、輻射較強，室內(nèi)外會產(chǎn)生較大的溫差，此時要想均衡室內(nèi)的溫度，減少能量輸出，就可以降低水泵頻率，減緩風機轉(zhuǎn)速。就實際設計工作來看，應用變頻系統(tǒng)不僅能夠降低整體的使用成本，還能夠減少能源消耗。

3.4 改進能量管理模塊

建筑暖通空調(diào)在運行的過程中需要運輸或轉(zhuǎn)換一些能量，如果將節(jié)能理念應用到此環(huán)節(jié)，不僅做好能量管理工作，也可以減少能量損耗。因此，可以制定一個能量消耗值，超過這個范圍，控制設備便會自動調(diào)節(jié)進行能量管理，此時就不會再消耗能量。

3.4.1 優(yōu)化啟動和停止模塊

根據(jù)設備的實際情況，設置一個臨界溫度，如果檢測到設備的溫度超過臨界溫度，停止模塊就會自動工作，同時一旦溫度下降啟動模塊也會自動工作，整個過程不需要人工操作就能智能化進行。

3.4.2 負載循環(huán)

設置一定的時間周期，按照周期啟停設備，也能節(jié)省能量。

3.4.3 能量管理與統(tǒng)計模塊

計算節(jié)能控制前所消耗的能量和整體的成本，對比節(jié)能控制工作開展之后的能量消耗以及成本，并在此基礎上生成數(shù)據(jù)圖標，按照日、月、年等不同的周期開展分析工作。

3.5 能量回收技術

在眾多的節(jié)能技術中，應用比較成熟的技術有很多，如能量回收技術，既能高效率的回收再利用能量，也能節(jié)省能量消耗。在暖通設計時應用時，由于暖通系統(tǒng)運行過程中換熱器和空調(diào)回收器等設備會產(chǎn)生一些熱量，如果能收集這些位置的熱量，將其儲存到能量站中，之后轉(zhuǎn)化為熱能輸送給各個房間，就能夠在節(jié)約成本的情況下高效率供暖，并可得到理想的環(huán)保、節(jié)能效果。

3.6 運用可再生能源

將新型節(jié)能理念融入到暖通空調(diào)系統(tǒng)的過程中，不僅要考慮到整體的節(jié)能效果，還要創(chuàng)新設計方案融入節(jié)能理念以及創(chuàng)新能源的使用種類。現(xiàn)階段暖通空調(diào)系統(tǒng)應用比較廣泛的新能源技術有風冷熱泵技術、地源熱泵技術2種。

地源熱泵技術是將地下水或者是底層土壤作為低溫熱源，把這些熱源輸送至地熱能交換系統(tǒng)并轉(zhuǎn)化為空調(diào)系統(tǒng)所需要的電能；風冷熱泵技術需要利用風機進行強制熱交換，這個過程會排出或是吸收熱量，因此如果能夠合理利用這些新能源技術，就能夠在暖通空調(diào)系統(tǒng)中引入更多新能源，節(jié)省更多資源消耗。如，某個建筑物周圍有豐富的地下水，就可以利用地源熱泵技術，從地下水中獲取熱量或排放熱量。而熱泵機組也會利用這些熱量制冷水或制熱水，并將這些冷水和熱水輸送給各個房間，滿足各房間的供熱和供冷需求。

3.7 優(yōu)化設計注重低碳環(huán)保

設計人員在進行建筑暖通系統(tǒng)設計時，時刻遵循低碳環(huán)保理念，并進行高階優(yōu)化和改進，確保暖通系統(tǒng)低碳環(huán)保。

為了降低建筑物能源損耗，應確保其具有較好的采光和通風，然后借助自然資源降低對暖通設備的消耗就達到低碳環(huán)保的目的。同時，設計過程中，可明確規(guī)定建筑材料和技術，并要求在合理控制成本的條件下，優(yōu)先采用低能耗的環(huán)保設備。此外，設計人員還要注重對可再生資源的利用，如太陽能是當下利用頻率較高的一種可再生資源，將其與暖通設備相結(jié)合用在暖通系統(tǒng)中，能顯著降低設備能耗，實現(xiàn)低碳環(huán)保的目標。另外，如果建筑所在地有著豐富的太陽能源，支持暖通設備后還有富余，可以將其應用在照明、供暖等系統(tǒng)上，進一步降低建筑能耗。

4 結(jié)語

為響應我國“雙碳”的目標，在暖通工程施工中對暖通系統(tǒng)進行具體設計時，應根據(jù)具體情況適當變通。應考慮到建筑物的實際需求和應用情況，才能提高建筑暖通設計的節(jié)能性。因此，在暖通系統(tǒng)節(jié)能設計時，可將新型節(jié)能理念融入其中、不斷改進設計思路、豐富建筑物的使用功能，以及引入新技術、新建筑材料和大膽使用新能源，緩解我國能源供需方面的壓力，助力經(jīng)濟和環(huán)境方面的飛速發(fā)展。