中国建设信息化2023年12期

建筑暖通空调工程节能设计要点分析

宋晨

天津市建筑设计研究院有限公司 天津 300074

摘要：随着社会和经济的发展，建筑工程的规模也越来越大，暖通空调的应用越来越广泛。但是由于各种因素的影响，暖通空调系统的能耗很高，对建筑的综合效益有很大的影响。因此，相关设计人员应以绿色设计为原则，以提高资源利用效率为目标，尽量降低能耗，实现人与自然的可持续发展。本文对建筑暖通空调系统的节能设计方法进行了论述。

关键词：暖通空调；建筑节能；变频；蓄冷

前言：

建筑暖通设计是整个工程中极为重要的环节，其直接影响到建筑竣工后的经济效益，以及建筑购入者的居住舒适程度。采暖通风和空调的设施非常重要，但其实际的能源消耗非常大，如何合理的应用绿色建筑技术，是当前首要解决的问题。为有效促进建筑业的可持续发展，必须要节能减排，加强对暖通系统的节能改造，促进建筑节能和环境保护的目的，确保建筑的整体节能效益。

1、建筑暖通空调节能设计概述

经济社会的快速发展使得能源消耗越来越大，所谓建筑节能，既保证了建筑结构的舒适性和有效性，又全面降低建筑不必要的能源消耗，提高能源的利用率，归根结底就是满足现代人的生活方式，促进经济社会的可持续发展。暖通设计是建筑节能重要组成部分，对其自身赋予了极大的能效作用，暖通工程的实施完善与否对居住者的居住舒适度起到决定性的影响。所谓建筑暖通设计，细化可以将其划分为供暖、通风和空气调节三大方面，为有效促进建筑业的可持续发展，必须要节能减排，加强对暖通系统的节能改造，确保建筑的整体节能效益。暖通空调的设计优化从内部入手，将空调整体划分为多个子系统，对具体系统的功能进行单独设计，这样可以促进空调的整体性能，科学避免产能损耗。同时，暖通空调节能技术的应用符合可持续发展的理念， 合理利用可再生能源和热回收技术的应用可以实现建筑本身的节能。同时，在设计暖通空调时，要发展节能环保设备，利用低位热能和水源，并使用高能效设备。暖通空调节能技术的应用结合了采暖技术、通风技术、分布式制冷、采暖、供电技术，并通过使用新型散热器，营造舒适的室内环境，保证室内空气的质量，使生态环境得到有效保护。

2、暖通空调工程节能设计原则

现代社会迅猛发展的今天，能源消耗量也在不断加剧，导致现代社会逐渐出现了严重的能源匮乏问题，不利于现代社会的可持续发展。由于暖通系统消耗的电能在建筑总体能源消耗中占据的比例比较大，在设计的时候采用先进的节能技术，才能达到降低能源使用量的目的。所以，为了改善这一情况，在暖通设计优化时，必须要遵循节能性原则，进一步降低暖通系统的能耗率，以减少对能源的需求量。首先，在暖通设计优化时，必须要遵循节能性原则，通过科学合理地布设管路系统，利用设备的热传导性，取得调节温度湿度的效果，既要方便施工，又要简约节能，进一步降低暖通系统的能耗率，以减少对能源的需求量。其次，加大对绿色建筑暖通设计实施要点和节能技术应用，合理设计绿色建筑的暖通系统，不但可以实现能源资源的节约，还要有效设计管理系统设计中的各种材料费用，以及调节运行各个环节的相关费用。最后，暖通工程在现代建筑的各组成部分中占据重要地位，将先进的绿色节能技术巧妙地应用到暖通空调系统中，在满足人们日常生活所需的前提下，尽量节能减排，兼顾经济效益和环境效益。

3、暖通工程节能减排技术要点

3.1低温送风技术

通风是建筑的主要功能之一，这项功能的好坏，直接关系到建筑对居民用户的服务效果。在对暖通系统进行设计的时候，工作人员不要刻意调节暖通系统的风量，应该确保最佳的舒适程度以及最好的节能效果。营造出有效利用的通风对流环境，在绿色建筑中构建其空气的自然循环系统，是绿色设计的一个重要原则。实施冷暖通风绿色化设计时，需要确定其使用条件及功能特点，通过此方法分析冬季冷暖通风的实际排向，并判断其周围的使用情况，既可有效地避免因通风而引起的太阳污染问题，又可最终实现中央空调系统的优化，从而保证系统设计的完善性和合理性。所以，在暖通设计过程中，设计人员应针对相关规定要求，结合建筑功能需求，合理对通风问题予以规划，以赋予整个建筑更高的空气流通率，使得建筑为居民用户提供更加良好的服务。相较于普通空调体系而言，低温送风体系具有风温低和温差明显的特征，可以在很大程度上降低设备和传输管道的能耗。低温送风体系的工作流程是，把空气灌进处理设备后获得低温空气，然后再将这部分空气输送到室内。由于低温送风可以将风温降低4-5℃，因此该节能措施的实施不仅能够降低暖通工程所需设施的大小，而且还能有效提升体系的工作效果，并在降低电能消耗和项目资金投入的同时，全面激发体系的实用功能及节能功能。

3.2变频节能技术

变流节能技术，目前已被广泛运用在各个节能环节，压缩机通常可以在掌控室内温度的基础上，自动化调控制热量或制冷量，既能保障室内温度的稳定性，又能降低因空调多次启动而产生的能量损耗。变频调速技术可对空调机组、水泵等全部耗能设备进行变频调速，即空调机组在低负载情况下仍能有效地工作，各装置的起动和停机都可以实现灵活的控制，将变频控制装置应用于风机、压缩机和泵上，可有效节能超过30%，通过变频调节实现压缩机供电频率的变化以调节制冷功率，持续的低速运行避免了压缩机的反复启动，从而实现高效节能的目的。所以，设计的过程需要全面的考虑到空调负荷方面的动态特征。空调循环水泵及空气处理机组，应该配置变频调速方面的电机，以促使水泵、风柜能适应空调负荷方面的规律。如果空调负荷明显比峰值负荷低，可利用变频器进行对风机、水泵转速的调节，以降低送风量、水泵循环方面的流量，从而显著控制风水系统方面的输送能耗情况，即空调机组在低负载情况下仍能有效地工作，各装置的起动和停机都可以实现灵活的控制，使人们生活在一个舒适的环境中。

3.3优化蓄冷系统

暖通系统中的优化蓄冷技术其实就是将冷量进行有效的储存，在需要使用冷量时在将能量转化过来。暖通系统中的蓄冷技术其实就是将冷量进行有效的储存，在需要使用冷量时在将能量转化过来。而蓄冷程序则具体包含两类模式：冰蓄冷和水蓄冷，两者的主要区别在于介质的体积，冰蓄冷要用到的介质体积一般会小于水蓄冷，具有温度稳定系数高、波动范围小的特性，但是此模式实际作用成本较高。但是其运行原则却具有一致性，皆是在介质内借助潜热或显热的方法，以实现冷能储备的需求。蓄冷系统的具体使用模式如下，在夜间用电量降低的时段，来实施制冷工作，随后通过冰或是冷水的方式来储存产生的冷量，在用电量较大的白天在把冷量释放到空调中进行运转，如此空调在使用的过程中就实现了运行费的有效节约。蓄冷技术指根据昼夜不同时段电力负荷的差异，将制冷机组的制冰时间安排在夜间或者用电负荷低的时段，以冰的形式将水的潜热贮存，等白天或者电力负荷大的时段再融冰以达到空调的制冷效果，即削峰填谷。

3.4重视可再生能源应用

暖通空调的能量的耗损比较大，在使用中会对周围的环境有一定的影响，利用可再生能源和先进的科学技术，落实国家节能减排的政策，促进低碳经济的发展。太阳能节能技术，是近年来备受瞩目的一种新型能源。太阳能节能技术在暖通工程设计中的运作，一般表现在热能传递方面。具体工作模式是借助太阳能供暖体系的运行，把太阳能转换为工程所需的热能，然后再通过热岛循环机制来完成对太阳能的合理利用，目前已发展成为暖通工程减少能源消耗的重要举措。具体而言，它可分为主动式与被动式两种，其中主动式太阳能系统节能环保的设计要求，需要综合利用电力作为辅助能源，才能构成采暖降温系统。被动式太阳能系统节省了环保设计，就是不需要设置任何其它辅助能源，就能在整个布局中正确处理建筑构件和系统占据的方位。该应用模式以太阳能系统为基础，采用自然热交换的形式，实现太阳能资源的利用。

地源热泵在经济和技术方面则具有较高的使用优势，能够促进空调和供热问题的有效解决，这也是一种高效的替代技术。工作的原理主要以传统空调冷凝器、蒸发器进行延伸至土壤内，和浅层岩土热交换。冬季会从土壤中提炼部分热量，将其转化至建筑的室内供暖中。与此同时，可储存一定的冷能，以保证夏天进行应用。而夏季会从土壤中提炼一些冷能，将其转化至建筑的室内进行制冷，还可以储存一定的热能，以确保冬天进行应用。储存在地表浅层的热源，能够循环进行应用，其为典型的绿色能源，以及可再生能源的方式，同时为绿色建筑技术的主要表示方式。根据地热交换系统的形式差异，地源热泵系统主要包括三种形式，分别是地埋管热泵系统、地表水热泵系统、地下水热泵系统，这样节能环保的系统设计效果不仅实现了制冷，更好的实现了供暖。

4、结语

暖通设计中绿色建筑技术的应用，属于现阶段社会进行暖通设计方面的主要发展趋势。相关设计人员可以对系统的各个部分进行技术优化，从而控制其运行效果的稳定性和节能效果，注重节能、低碳、减排的监测，对可能存在的环境污染问题进行整改，以保护环境。

参考文献：

[1]苏鹰.绿色建筑暖通设计的技术措施[J].建材与装饰,2016(10):138-139.

[2]毛栋.建筑暖通空调的节能及优化处理研究[J].工程技术研究，2021(24)：92-95.