探討建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計

摘要：針對目前我國的能耗現(xiàn)狀進行了分析，提出了對民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計的措施，以期有效地減少建筑上的能源消耗。

關鍵詞：能源消耗，節(jié)能設計，暖通空調(diào)系統(tǒng)

一、建筑的節(jié)能設計

1、注重建筑規(guī)劃設計。規(guī)劃設計在暖通空調(diào)節(jié)能設計中十分重要，設計進程中我們應全面考量當?shù)丨h(huán)境的自然調(diào)節(jié)作用，進而通過規(guī)劃布局的合理、全面充分考慮當?shù)氐匦巍L向、大氣環(huán)流與太陽輻射等因素，使建筑的能耗處于一個較低的水平。（1）建筑群的規(guī)劃設計，單體的平、立面設計和門窗的設置應考慮冬季利用日照并避開主導風向，夏季利用涼爽時段的自然通風。（2）體形系數(shù)的大小對建筑能耗的影響非常顯著，體形系數(shù)越小，單位建筑面積對應的外表面積越小，外圍護結構的傳熱損失越小。因此建筑平立面宜規(guī)則，不應出現(xiàn)過多的凹凸，控制體型系數(shù)在一個較低的水準上。

2、改善建筑維護結構的保溫性能，減少冷熱損失。我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結構的空調(diào)負荷占有很大比例，而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結構的空調(diào)負荷的大小。改善圍護結構的保溫性能可從以下幾方面著手。（1）控制窗墻面積比。由于外窗的耗熱量占建筑物總耗熱量的35%一45%，因此，在保障室內(nèi)采光的前提下，合理確定窗墻面積比十分重要。嚴寒地區(qū)各朝向的窗墻比一般不得大于：北向25%；東、西向30%；南向45%。（2）降低窗戶傳熱和太陽輻射得熱。提高門窗氣密性和保溫性能，以減少空氣滲透和傳導熱量損失，采用適當?shù)恼陉柎胧?，減少陽光的輻射得熱。（3）外墻采用節(jié)能保溫墻體。經(jīng)過多年的實際應用，證明采用該類保溫系統(tǒng)的建筑，無論是從節(jié)能效果和減輕樓體自重還是居住的舒適程度，都是一項值得在全球范圍內(nèi)推廣應用的節(jié)能新技術。

二、采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設計

1、采暖系統(tǒng)設計。采暖系統(tǒng)設計的合理與否關系著建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)是否能實現(xiàn)節(jié)能運行的功能。管路系統(tǒng)結構簡單，易于操作，相關設備耗材使用量少，前期建設成本低后期維護費用少；能夠?qū)崿F(xiàn)不同建筑空間溫度獨立調(diào)節(jié)控制；實現(xiàn)熱量消耗分戶分攤功能；以上三個原則是民用住宅和公共建筑科學合理設計暖通空調(diào)系統(tǒng)的原則。通常我們所采用的采暖系統(tǒng)形式有下供下回垂直雙管系統(tǒng)，上供下回垂直雙管系統(tǒng)，上供下回垂直單雙管系統(tǒng)，上供下回全帶跨越管，水平單管系統(tǒng)，水平雙管系統(tǒng)，高層建筑豎向分區(qū)供暖系統(tǒng)等，在具體的設計過程中應當依據(jù)不同的情況而定。

2、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設計。依照相關國家標準，設置多臺冷凍水系統(tǒng)節(jié)能設計時，以能夠跟隨負荷變化實現(xiàn)自動改變系統(tǒng)流量為目標，盡量降低系統(tǒng)運行中的能耗。當前我國常用的空調(diào)冷水系統(tǒng)有一次泵變流量系統(tǒng)，一次泵定流量系統(tǒng)，二次泵變流量系統(tǒng)，兩管制及四管制系統(tǒng)等。

三、采暖與空調(diào)水系統(tǒng)的補水及定壓設計

系統(tǒng)補水管道的大小、補水量的多少以及水泵水箱和水處理設備等的確定需要嚴格依照采暖和空調(diào)系統(tǒng)的單位時間泄漏量來進行。在實際工程設計中應當根據(jù)系統(tǒng)的整體規(guī)模和不同系統(tǒng)的實現(xiàn)形式按系統(tǒng)的用水容量來計算。在供冷和采用換熱器供暖的空氣調(diào)節(jié)方式下，全空氣系統(tǒng)應按照0.5（偏差±O.1）左右的單位水容量進行計算，在水空氣系統(tǒng)下應按1.0（偏差±0.3）左右進行計算；在熱水鍋爐供暖時，全空氣系統(tǒng)下按1.3～2.0計算，水空氣系統(tǒng)下按1.2～1.9進行計算。封閉式采暖空調(diào)系統(tǒng)補水定壓點應當設置在循環(huán)水泵人口處。

四、風系統(tǒng)設計

1、空調(diào)風系統(tǒng)設計?？照{(diào)風系統(tǒng)的設計關系著空調(diào)系統(tǒng)能耗的大小和運行的成本，同時也關系著人體的舒適度。依據(jù)我國相關標準，在保證室內(nèi)二氧化碳濃度在國家規(guī)定的標準范圍內(nèi)，對空調(diào)風系統(tǒng)設計時應當嚴格依據(jù)相關規(guī)定進行設計不能隨意更改。對于人員分布比較集中的地區(qū)可以進行相應的集中供暖，這樣可以提高能源的利用率。而對于建筑面積大人員多的場合要進行集中的供暖控制時，應當采用全空氣空調(diào)系統(tǒng)。此外，對于建筑空間高度較大時也可采用分層空調(diào)系統(tǒng)。

2、通風系統(tǒng)設計。電氣設備在正常的運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生大量的熱量，如果熱量不能及時的排走將會嚴重影響電氣設備的正常運轉(zhuǎn)甚至發(fā)生設備故障，從而降低了節(jié)能的目標要求。因此，通風系統(tǒng)的設計不僅保障了建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行，同時還是整個建筑電氣設備正常運轉(zhuǎn)不可或缺的條件。集中空調(diào)通風系統(tǒng)的排風熱回收應當符合相關規(guī)定；對于排風熱回收設備的選型也要依據(jù)相關的原則。一些對于環(huán)境通風要求不高的場合可以采用自然通風的方法降低建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

五、冷熱源的節(jié)能選擇

暖通空調(diào)系統(tǒng)中，選擇冷熱源時最好采用集中設置冷水機組或者供熱、換熱設備的方法。在選擇機組設備時，要將建筑的實際規(guī)模、功能特征、當?shù)氐哪茉唇Y構價格政策以及相關的環(huán)保規(guī)定等各種因素綜合考慮進來，因此在確定的過程中要遵循以下幾點要求：（1）如果附近有城市區(qū)域供熱、工廠余熱等條件，可以將其作為空調(diào)的熱源。（2）如果區(qū)域內(nèi)有熱力發(fā)電廠，則可以使用利用熱電廠余熱的供熱、供冷技術。（3）如果區(qū)域內(nèi)天然氣供應充足，則可以采用分布式熱電冷聯(lián)供與燃氣空調(diào)系統(tǒng)，這樣可以進行天然氣與電力的消峰填谷，提升能源的綜合利用率。（4）如果區(qū)域內(nèi)的能源形式比較多，可以采用復合式的能源進行供冷或者供熱。（5）如果區(qū)域內(nèi)有天然的水資源、地熱源等，可以采用水源熱泵實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的供冷與供熱等。（6）采用帶熱回收的空調(diào)主機與生活熱水系統(tǒng)相結合，回收空調(diào)制冷系統(tǒng)中的冷凝熱，既可以避免冷凝熱排放到大氣中造成熱污染，又可以節(jié)省為提供熱水而設的鍋爐及其附屬設備。

六、可再生能源的應用

1、自然風能的應用。自然風的供冷是可再生能源在暖通空調(diào)應用中的重要組成部分。當室外空氣的焓值和溫度低于室內(nèi)時，在供冷期內(nèi)就可以利用室外風所帶有的自然冷量來全部或部分滿足室內(nèi)冷負荷的需要。通常，這種情況出現(xiàn)在供冷期的過渡季和夜間，可采用的方法為新風直接供冷和夜間通風蓄冷。由于利用了自然風提供建筑所需要的冷量，與常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)相比，在運行中不用電或少用電，既節(jié)約能源，又減少對環(huán)境的污染，同時也改善了室內(nèi)空氣品質(zhì)。

2、太陽能的應用。太陽能在暖通空調(diào)中的應用主要有：被動式和主動式。其中主動式主要包括：太陽能采暖和太陽能制冷2個方面：

首先，太陽能采暖。主動式太陽能采暖用電作為輔助能源，驅(qū)動用太陽能加熱的水在管道中循環(huán)流動向房間供熱。隨著太陽能集熱器的研制開發(fā)，具有工作溫度高、承受壓力大、耐冷熱沖擊和抗冰雹等優(yōu)點的熱管式真空管太陽能集熱器使主動式太陽能采暖系統(tǒng)的應用成為可能。

其次，太陽能制冷。太陽能制冷主要包括太陽能壓縮式制冷、太陽能吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。太陽能壓縮式制冷是將太陽能有效地轉(zhuǎn)換成電能，再用電能去驅(qū)動壓縮式制冷系統(tǒng)。

以太陽能作為熱源的吸收式制冷是利用太陽輻射熱能驅(qū)動溴化鋰一水溶液或氨一水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。太陽能吸附式制冷是將系統(tǒng)中的加熱器和冷卻器去掉，將太陽能集熱器與吸附床合二為一，冷卻功能則利用夜間室外空氣的自然冷卻來完成。

七、結語

民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計關系著降低建筑能耗的實現(xiàn)，我們應當充分利用相關技術手段推進暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計，并在具體設計中嚴格遵循相關規(guī)章制度。