淺談暖通空調系統的節能設計方案

何 娜

（陜西三秦工程技術質量咨詢有限責任公司，陜西 西安710015）

0 引言

隨著暖通空調的廣泛應用，用于暖通空調系統的能耗將進一步增大。再加上暖通空調系統往往以高品質的電能為能源，根據建筑暖通空調系統各個方面要求的不斷提高，相關設計人員要做好暖通空調系統設計方案的細節處理和整體優化工作，以高質量的設計方案來保證建筑暖通空調系統的功能、質量和效益。

1 暖通空調系統能耗結構和特點

隨著我國國民經濟的迅速發展，能源和環境問題日益尖銳，城市化的飛速發展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發達國家已達到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內部空氣環境適宜的溫濕度，現代建筑中通常采用設置暖通空調系統來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調系統的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風負荷引起的能耗及輸送設備（風機和水泵）的能耗。影響暖通空調系統能耗的主要因素有室外氣候條件、室內設計標準、圍護結構特征、室內人員及設備照明的狀況以及新風系統的設置等。

暖通空調系統的能耗還有幾個特點表現在：第一，系統的設計、選型、運行管理的不合理將會降低能量使用效率。第二，維持室內空氣環境所需的冷熱能量品位較低且有季節性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地熱能、廢熱、淺層土壤蓄熱等。第三，暖通空調系統涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統的能耗，有效利用能量。

2 建筑暖通空調系統設計方案原則

2.1 設計方案要針對建筑實際需要

首先，在工程的方案設計階段要讓設備工程師參加設計工作，目前還存在一些工程只有建筑師參與設計而難免照顧不到設備空間，使得設備工程師難以完成設備設計，設備工程師可以在建筑師設計時提出相應的要求，進而避免出現不合理的設備設計，例如機房位置過于偏僻導致風道過長而影響功能和效益，或是進風口和排風口擠到一處、機房處在管道夾層等等不合理的情況；其次，方案設計前要清晰的了解建筑物情況，弄清建筑物的位置和附近各種管線的設置地點和方式，明確建筑使用時間、人員數量和是否要排除廢氣等情況，清楚建筑物的層數、層高和總高度，知道建筑物內防火、防煙分區和防火墻、火災疏散路線等情況，了解建筑結構和暖通空調系統設備的可能位置等等，以便方案設計能夠更好的滿足實際要求。

2.2 暖通空調系統設計方案原則

首先，設計方案要具有可行性，必須按照相關的法規和規范進行設計，要能夠滿足系統的使用要求和供電、供水等方面的要求，以保證設計方案可行、可靠；其次，設計方案要考慮經濟性的問題，在滿足設計要求并采用相同的設備檔次、舒適情況、節能情況等條件時選擇最科學、合理的方案，不能單單考慮經濟性而不關注基準條件的不同；再次，設計方案需要讓系統擁有盡量好的可調節性，能夠滿足全年氣候條件的要求，并根據實際情況決定采用何種控制方式以滿足系統的操作要求；第四，設計方案要考慮系統的安全性能，按照相關防火設計規范做好防火安全設施，考慮系統運行可能對室內環境和人員、物品的不利影響，并根據煤礦、鍋爐房等具體情況做好易燃易爆環境的安全防護措施；最后，設計方案要堅持最合適的就是做好的原則，評定設計方案不能僅看投資額和技術含量的高低，任何一個設計方案都有著自身的優勢和局限性，要根據實際情況和實際需要來制定和選擇方案。

3 應采取的節能設計措施

3.1 從設計入手，合理選擇、設計暖通空調系統，使其在高效、經濟的狀況下運行。

設計是工程的龍頭，系統設計的優劣直接影響其使用性能。而建筑負荷計算是設計的重要內容之一，當前普遍存在一個現象就是設計工期短，許多設計人員為了節省時間，錯誤地利用設計手冊中供方案設計或初步設計時估算冷、熱負荷用的單位建筑面積冷、熱負荷指標，直接作為施工圖設計階段確定冷熱負荷的依據，往往使得總負荷偏大，從而導致空調采暖設備偏大，初投資增高，運行費用增加，能量消耗增加。

3.2 采用新型節能舒適健康的空調方式

影響人體熱舒適性的環境參數眾多，不同的環境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環境參數組合空調系統的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統的空調方式，把整個室內的空氣加熱，通過空氣實現人體與環境的熱濕交換，就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結構的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果我們根據熱濕環境的研究成果，改變傳統的空調方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時所需要的空氣溫度顯著下降，一般可達到12～14℃，而傳統方式一般在18～20℃，顯然后者比前者具有顯著的節能效果。在夏季也有類似的結果。

3.3 結合實際情況，合理選擇空調冷熱源，力求實現冷熱源的多元化

隨著暖通空調系統的廣泛應用，對不可再生能源的消耗也大幅度上升，同時對生態環境的破環也日趨加劇。如何合理的選擇冷熱源，已經引起了各方的廣泛關注。

3.4 加強冷熱回收利用的研究運用工作，實現能源利用的最大化

提高暖通空調系統的能源利用率也是實現空調節能的途徑之一。熱回收主要是通過系統中安裝的能量回收裝置，用排風中的能量來處理新風，就可以減少處理新風所需的能量，降低機組負荷，達到節能的目的。在選擇熱回收裝置時，應當結合當地氣候條件、經濟狀況、工程的實際情況、排風中有害氣體的情況等多種因素綜合考慮，以確定選用合適的熱回收裝置，從而達到花較少的投資，回收較多的熱（冷）量的目的。

3.5 著力開發可再生能源，積極推廣新能源

由于空調系統中所使用的高品位、不可再生能源所引起的資源環境問題也日益突出，必須開發一些合理有效的可再生能源以緩解目前的緊張局面。地熱（冷）能和太陽能等可再生資源應用于空調制冷，具有一定的優勢，而且清潔無污染。地源熱泵是一種利用淺層和深層的大地能量，包括土壤、地下水、地表水、海水、污水等作為冬季熱源和夏季冷源，是既可供暖又可制冷的新型中央空調系統。

4 總結

節能對于我國現代化建設來說，具有更重大的意義。暖通空調系統的設計方案直接關系到工程項目的質量和效益，優秀的建筑暖通空調系統設計方案不僅有著最高的綜合效益，還要有完善的細節設計。設計人員應遵循設計方案的可行性、經濟性等原則，重視設計方案的比較和選擇，做好各細節的設計工作，堅持三審制以保證設計方案的質量。

［1］齊力鵬.暖通空調設計中存在的問題及注意事項[J].黑龍江科技信息,2011,(07).

［2］陸耀慶,主編.實用供熱空調設計手冊：上冊、下冊[M].2版.北京：中國建筑工業出版社,2007.

［3］羅伯特·貢薩洛.建筑節能設計[M].北京：中國建筑工業出版社,2011.