節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用探析

摘要：近年來，我國建筑業(yè)取得了重大進展，暖通空調(diào)設(shè)計是建筑工程中非常重要的一部分。然而，據(jù)不完全統(tǒng)計，建筑的供暖和氣候能耗占建筑總量的50%，這間接導(dǎo)致了能源短缺。因此，有必要加快落實節(jié)能減排理念，加強建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定設(shè)計，最大限度地減少能源消耗，以形成建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展?；诖耍疚膶⒔Y(jié)合節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的必要性，針對建筑暖通空調(diào)設(shè)計現(xiàn)狀及問題展開分析，進而融合節(jié)能減排理念下建筑暖通空調(diào)設(shè)計理念，針對基于節(jié)能減排理念的建筑暖通空調(diào)設(shè)計途徑展開探究，旨為相關(guān)人員提供參考幫助。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排理念；建筑；暖通空調(diào)設(shè)計；應(yīng)用

文章編號：2095-4085（2024）01-0140-03

0前言

空調(diào)是現(xiàn)代建筑業(yè)在建筑工程中的重要組成部分，其作用不容忽視。其不僅能有效地調(diào)節(jié)和控制建筑物的溫度，改善建筑物的通風(fēng)，還顯著改善了人們生活的室內(nèi)環(huán)境。將節(jié)能減排的理念應(yīng)用于建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，可以提高供暖和空調(diào)的環(huán)境性能，改善建筑的整體外觀，使居民的生活條件更加舒適。這符合當前綠色低碳發(fā)展的趨勢。因此，建筑部門必須將節(jié)能減排的理念融入供暖和氣候規(guī)劃的各個方面，以降低建筑的能源消耗。

1節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的必要性

節(jié)能是指科學(xué)控制廢物和污染物的排放。嚴格來說，這意味著通過科學(xué)的方法減少污染物排放，以達到節(jié)能的目的。節(jié)能和減排是相輔相成的?？偟膩碚f，節(jié)約能源不可避免地會導(dǎo)致減排，但減少排放并不一定意味著節(jié)約能源。因此，在節(jié)能降耗的背景下，有必要將這兩個因素結(jié)合起來，以確保污染物減排與經(jīng)濟和環(huán)境效益之間的一致性。在工業(yè)化過程中，中國采取了定量、一般和綜合的經(jīng)濟模式，通過破壞生態(tài)環(huán)境和寶貴資源來實現(xiàn)強大的社會經(jīng)濟發(fā)展。過去，經(jīng)濟發(fā)展側(cè)重于對自然資源的“掠奪性”開發(fā)和利用，很少考慮資源價值和環(huán)境因素。大量污染物被釋放到環(huán)境中，造成嚴重的環(huán)境破壞和巨大的資源損失。節(jié)能減排對環(huán)境保護至關(guān)重要。需要依靠各種先進的節(jié)能減排技術(shù)來減少廢氣、廢水和固體廢物等污染物的排放，降低能源消耗，保護環(huán)境。首先，確保能源與經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展是我國未來發(fā)展的主要趨勢。其次，要節(jié)約能源和減少浪費，提高環(huán)境保護質(zhì)量，防止社會非法使用和破壞生態(tài)環(huán)境，為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。再就是開展適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求的能源減排工作，不斷更新和發(fā)展綠色技術(shù)，有效利用資源，最終實現(xiàn)社會經(jīng)濟環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。另一方面，在經(jīng)濟發(fā)展過程中，應(yīng)加大力度不斷提高公眾的環(huán)境意識，提高節(jié)能質(zhì)量，減少浪費，促進人與環(huán)境的和諧發(fā)展［1］。

2建筑暖通空調(diào)設(shè)計現(xiàn)狀及問題

2.1建筑暖通空調(diào)設(shè)計現(xiàn)狀

近年來，面對日益增加的環(huán)境壓力，各國紛紛呼吁保護環(huán)境，強調(diào)資源的可持續(xù)利用。節(jié)能話題一直受到企業(yè)的高度重視，這在一定程度上推動了供暖和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展。暖通空調(diào)作為一種重要的能源消費出口產(chǎn)品，必須與時俱進，在激烈的市場競爭中保持長期競爭力，才能不被淘汰［2］。

2.2建筑暖通空調(diào)設(shè)計問題

供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量決定了整個系統(tǒng)的能耗，節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標準在節(jié)能緊湊施工中發(fā)揮著重要作用。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計院制定了有效保證工程設(shè)計質(zhì)量的方案。然而，一些項目設(shè)計過程中過于依賴業(yè)主的個人經(jīng)驗或不適當?shù)囊?，?dǎo)致能耗高、投資高，超過了國家能耗指標，因此仍然沒有對此給予足夠的重視。此外，現(xiàn)有的節(jié)能標準主要集中在民用建筑上，公共建筑的節(jié)能規(guī)則不夠明確。盡管我國大型公共建筑總面積約占城市建筑總面積的5%，但其能源消耗總量占社會能源消耗總量的20%。因此，應(yīng)該在標準方面加強對公共建筑節(jié)能設(shè)計的要求和建議［3］。

3節(jié)能減排理念下建筑暖通空調(diào)設(shè)計理念

在實踐中，有時不可能建立一個單獨的集體供暖系統(tǒng)，但其又必須滿足當?shù)厝丝诘男枨螅@就需要更好地監(jiān)測節(jié)能系統(tǒng)。供暖和空調(diào)必須確保以某種方式調(diào)節(jié)每個房間的溫度，一切都要在完全控制之下，整個供暖系統(tǒng)要處在已經(jīng)準備就緒的狀態(tài)。毫無疑問，在此狀態(tài)下即可滿足不同人群的熱量需求，又能大大減少能源消耗。在規(guī)劃建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)以節(jié)約能源和減少浪費為目標時，相關(guān)管理者必須提供全面的規(guī)劃，這是最基本的原則。在具體設(shè)計過程中，設(shè)計師必須充分考慮設(shè)計的各個方面，將節(jié)能減排理念融入整個建筑的供暖和氣候設(shè)計體系，這也是設(shè)計師面臨的一大挑戰(zhàn)：他們必須能夠系統(tǒng)并全面地協(xié)調(diào)供暖和空調(diào)節(jié)能減排設(shè)計的現(xiàn)狀和作用，并將其整合到各個方面，以便進行全面的研究。要密切監(jiān)控并完成設(shè)計，尤其需要更多的關(guān)注設(shè)計細節(jié)。從設(shè)計到竣工，仔細分析問題及其優(yōu)缺點，以落實節(jié)能減排理念。為了貫徹誠信原則，相關(guān)設(shè)計師不僅需要豐富的知識和經(jīng)驗，還需要高度的專業(yè)精神［4］。

4基于節(jié)能減排理念的建筑暖通空調(diào)設(shè)計途徑

4.1暖通空調(diào)設(shè)計

第一，暖通空調(diào)設(shè)計必須符合國家相關(guān)法律法規(guī)，禁止任意增加采暖和空調(diào)的設(shè)計參數(shù)。在規(guī)劃空調(diào)系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)投資成本、實際情況和建設(shè)項目的特殊需求，設(shè)計不同級別的建設(shè)項目和加熱溫度。通常，風(fēng)機盤管和新風(fēng)系統(tǒng)被用作供暖和空調(diào)系統(tǒng)的主要操作系統(tǒng)，冷熱源供回水溫度夏季為7～12℃，冬季為60～50℃。在規(guī)劃空間供暖和空調(diào)時，供暖和空調(diào)應(yīng)盡可能集中熱空氣和冷空氣。同時，房間應(yīng)該有一個單獨的新風(fēng)系統(tǒng)，通過通道將處理過的新風(fēng)送入房間。浴室應(yīng)該配備足夠的排氣扇。建設(shè)項目中的走廊、樓梯、電梯等相鄰區(qū)域可根據(jù)其具體設(shè)計要求配備適當?shù)目照{(diào)。風(fēng)機盤管有兩種類型：水平隱藏或暴露和垂直隱藏或暴露。水平隱藏式風(fēng)扇一般常在房間里使用。在傳統(tǒng)民用住宅中，風(fēng)機盤管送風(fēng)口通常位于房間入口上方的天花板上，具有橫向氣流。風(fēng)機盤管回風(fēng)口則在走廊天花板位置。盤管和非標機艙風(fēng)機的選擇和位置應(yīng)根據(jù)具體裝修情況確定，并與裝修密切配合，畢竟，在安裝供暖和空調(diào)系統(tǒng)時，也應(yīng)該使用合理的安裝方法。建筑工程中的暖通空調(diào)安裝一般分為三種類型：變風(fēng)量安裝、集中安裝和分散安裝。在新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝過程中充分考慮節(jié)能環(huán)保的理念后，采用分散式安裝明顯滿足了建筑環(huán)境和新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的需要，這樣可以更有效地降低送風(fēng)空調(diào)運行的節(jié)能環(huán)保特性，減少送風(fēng)空調(diào)運營過程中的資源浪費。因此，在建設(shè)項目的熱控規(guī)劃中，將供暖和空調(diào)中的新風(fēng)負荷和內(nèi)部負荷分配到不同的空調(diào)系統(tǒng)進行處理，最終形成新風(fēng)和空調(diào)終端的共同運行模式。此外，在安裝新風(fēng)機和空調(diào)時，需要注意的是，新風(fēng)機采用CAV控制模式，以確保在新風(fēng)負荷變化時有足夠的新風(fēng)進入房間，而終端空調(diào)采用變風(fēng)量。這種控制方法，可以有效控制內(nèi)部變化和差異，最終確保空調(diào)運行過程中室內(nèi)空氣清潔舒適，同時減少運行過程中的能量損失，改善供暖和空調(diào)系統(tǒng)的各種功能特征［5］。

4.2實施分時分區(qū)供暖

（1）分時供暖。根據(jù)施工過程中的熱耗特點，適當調(diào)整供暖系統(tǒng)的供暖時間，降低能耗。這項措施尤其適用于公共建筑。供暖和空調(diào)系統(tǒng)有一個計時器，可以記錄室內(nèi)溫度以及回水溫度。例如，公共建筑的室內(nèi)溫度在工作和休息期間應(yīng)在18℃以上，在工作日夜晚和節(jié)假日應(yīng)在5℃以上（以防止冷凍設(shè)備造成損壞）。

（2）適當調(diào)整室內(nèi)空調(diào)的溫度。在規(guī)劃或操作建筑物的供暖和空調(diào)系統(tǒng)時，室內(nèi)設(shè)計師和工人往往會選擇更高的室溫設(shè)置來實現(xiàn)室內(nèi)的舒適，從而導(dǎo)致不必要的能源損失。室內(nèi)空調(diào)的溫度必須滿足人們對室內(nèi)舒適氣候的要求，同時其也會直接影響建筑物的冷熱負荷。室內(nèi)外溫差越大，傳遞到建筑物周圍結(jié)構(gòu)的能量就越多，內(nèi)部負荷和新風(fēng)負荷也就越大，導(dǎo)致建筑物的能量損失。因此，設(shè)置最節(jié)能的室內(nèi)溫度是在降低能耗的同時保持室內(nèi)熱舒適的必要前提。使用DEST模擬建筑物在不同氣候溫度下，在相同的熱擾動參數(shù)、圍欄參數(shù)和室內(nèi)濕度值下的夏季和冬季的能耗。結(jié)果表明，隨著冬季氣溫的下降，供暖期間年總負荷和最大供暖負荷均下降（室內(nèi)溫度從21℃下降到17℃，年總負荷將下降13.7%）；如果夏季室內(nèi)氣溫升高，則年度空調(diào)系統(tǒng)運行總負荷和最大冷負荷下降（如果室內(nèi)溫度從24℃上升到28℃，則年總負荷下降25.2%）。從節(jié)能、減少建筑供暖能耗和排放以及相應(yīng)降低冬季目標溫度和夏季目標溫度上升等方面，修訂更高的室內(nèi)外溫度標準，不僅滿足了室內(nèi)活動和員工的需求，改善了室內(nèi)環(huán)境，也有效地降低了能源消耗。

4.3科學(xué)運用熱回收裝置

一般情況下，建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的排氣未經(jīng)處理就直接排放到了室外，并且排氣的熱量沒有得到適當?shù)睦?，?dǎo)致能源損失和熱污染。如果這種熱量可以在新風(fēng)中加熱，那么在相同的內(nèi)部負荷下，風(fēng)扇負荷會減少，室內(nèi)空氣質(zhì)量會得到改善。我國對余熱回收的研究尚處于起步階段，市場上幾乎沒有完整的余熱回收裝置。目前，通常使用兩種主要類型：一種是普通熱回收，其中普通熱交換器用于在廢氣和新風(fēng)之間傳遞熱量和水分。傳統(tǒng)的熱回收設(shè)備包括翅片、熱泵和轉(zhuǎn)子；另一種類型是開放式熱回收，使用可見熱交換器在廢氣和新風(fēng)之間交換熱量。傳統(tǒng)的熱交換器包括熱管、板式和中間型。開放式熱回收和全熱回收都可以達到節(jié)能減排的效果，裝有熱回收的空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果遠高于未裝熱回收的空調(diào)。盡管開放式熱回收的運行成本高于全熱回收，但開放式熱回收初始投資較小且更經(jīng)濟，因此選擇開放式熱回收更具優(yōu)勢。然而，需要注意的是，并非所有的供暖和空調(diào)系統(tǒng)的熱回收效率越高其總熱回收率就高，應(yīng)根據(jù)實際情況進行綜合比較。

4.4水泵變頻設(shè)計

大多數(shù)中央空調(diào)根據(jù)設(shè)計條件選擇冷卻塔、冷卻器、冷卻水泵及其型號。在大多數(shù)中央空調(diào)系統(tǒng)中，實際運行負荷在40%至80%之間，最大負荷通常小于總運行時間的10%。對中央空調(diào)系統(tǒng)的廣泛調(diào)查和分析表明，供水系統(tǒng)的能耗在中央空調(diào)系統(tǒng)總能耗中占很大一部分。盡管不同類型空調(diào)的能耗各不相同，但水泵的能耗仍比中央空調(diào)高出20%至40%。泵流量大、溫差小的主要原因是泵的選擇太大，在一定負荷下泵無法自動調(diào)節(jié)流量。因此，空調(diào)節(jié)能改造應(yīng)建立在全面了解空調(diào)性能和能耗分布的基礎(chǔ)上。水系統(tǒng)必須進行必要的變頻試驗，變頻器通過改變電機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)水泵的流量?？刂茀?shù)是回水和鏟斗之間的溫差，用作控制的回水溫差。該系統(tǒng)通過在水管和回水管中安裝溫度傳感器來實時監(jiān)測溫度變化，并將兩根管道的溫度變化計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂茊卧?。通過與指定值進行比較，可以根據(jù)負載改變泵的流量。然而，當采用這種方法時，可能會遇到峰值溫度高的問題（在冷卻水泵的工作頻率下，頂層由于高輻射可以承受更高的負載，甚至?xí)?dǎo)致峰值溫度高），超過設(shè)計極限。這可能是由于觀測到的上層與管網(wǎng)沿線的水以及循環(huán)回水之間的溫差調(diào)整造成的。作為調(diào)節(jié)水流的基礎(chǔ)，兩端的溫度可能會導(dǎo)致冷卻性能較差，這直接導(dǎo)致兩端無法滿足冷卻需求［6］。

5結(jié)語

空調(diào)是現(xiàn)代建筑業(yè)在建筑過程中的重要組成部分，其作用不容忽視。其不僅有效地調(diào)節(jié)和控制了建筑物的溫度，還改善了建筑物的通風(fēng)，顯著改善了人們生活的室內(nèi)環(huán)境。將節(jié)能減排的理念應(yīng)用于建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計，可以提高供暖和空調(diào)的環(huán)境性能，改善建筑的整體外觀，使居民的生活條件更加舒適。這符合當前綠色低碳發(fā)展的趨勢。因此，建筑部門必須將節(jié)能減排的理念融入供暖和氣候規(guī)劃的各個方面，以降低建筑的能源消耗。

參考文獻：

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［3］李欣航.節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用前景分析［J］.居業(yè)，2022（2）：142-144.

［4］唐爾隆.節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用［J］.磚瓦世界，2021（24）：159-160.

［5］李蕾蕾，韓冬.節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用分析［J］.安防科技，2021（2）：283-284.

［6］裘偉冬.節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用前景分析［J］.前衛(wèi)，2021（15）：19-21.