建筑暖通設計中新型節能設計理念的應用與體現

施全彬

（江蘇天地遠大機電系統工程有限公司，江蘇常州213000）

0 引言

《建筑節能與綠色建筑發展“十三五”規劃》中明確提出推動建筑節能與綠色建筑發展，對于建設節能低碳、綠色生態、集約高效的建筑用能體系，實現綠色發展具有重要的現實意義。作為建筑用能體系的重要組成部分，暖通系統的節能水平直接影響著建筑整體節能效果，因此需要從設計階段做好節能把控工作。

1 新型節能設計理念

開展建筑暖通節能設計，要貫穿節能設計理念，做好設計把控。暖通節能設計理念如下：

（1）低碳設計理念。開展暖通系統設計，基于低碳設計理念，盡可能做到綠色、環保，實現建筑和自然的和諧相處，減少暖通空調污染。

（2）協調設計理念。開展節能設計，要注重協調設計。以暖通空調系統為例，其包括通風系統、采暖系統、空氣調節系統，要做好調節工作，落實節能理念。

（3）可循環設計理念。堅持可循環理念，開展暖通設計，重點是利用各類可再生資源，減少非再生能源的使用，強化成本控制。

2 建筑暖通設計中新型節能設計理念的應用

2.1 優化暖通空調系統設計

建筑暖通空調系統的使用，能夠滿足建筑使用者的基本需求。基于節能設計理念設計暖通空調時，要做好優化設計，著重考慮不同房間的溫度控制需求。在暖通空調系統中，中央空調系統是主要組成部分，其質量和壽命直接影響著系統運行的效果。設計時，要從業主需求角度出發，結合實際情況，做好系統設計。開展暖通空調系統設計，要做好以下要點的把控：（1）采用高性能水平的圍護結構。因為暖通空調系統運行時，若穿越圍欄，則會產生大量的負荷，冷熱損失較大。（2）堅持舒適度原則。

2.2 優化蓄冷和變頻系統設計

暖通空調設計中，需要考慮到蓄冷系統在不同時期發揮的作用差異，比如用電高峰期和低谷期，可以在高峰期蓄冷，在低谷期釋放，進而緩解供電系統運行壓力，減少空調系統運行的能源消耗。因為在實際運行的過程中，空調系統受到環境變化的影響會發生不同的變化，通常不會呈現全負荷運轉狀態。利用變頻技術，將空調系統運行的額定功率有效控制在合理范圍內，能夠避免空調系統全負荷運行，實現節能減排。利用地下水或土壤等作為地源熱泵空調系統運行的冷熱源，能夠達到節能的效果。以土壤熱源為例，其具有溫度適宜和性能穩定等優勢，使用地源熱泵，不需要使用其他設備，便能夠實現冬季供暖和夏季供冷。

2.3 優化熱循環和中央空調設計

開展暖通空調系統節能設計，可利用余熱循環利用技術。從實際應用效果來說，能夠實現資源節約，提高暖通空調系統設計水平。余熱循環原理為熱量傳遞，分離熱傳輸回路與動力，避免熱傳遞的過程中液體污染動力回路。對于中央空調設計，要合理選擇盤管，在安裝時做好長度控制，優化中央空調設計方案。總的來說，開展通風系統設計，要合理選擇通風裝置，做好以下要點的把控：

（1）廚房通風。對于建筑廚房通風，要設置機械送風和排風裝置。若為普通建筑廚房，則可設置局部排氣風扇。對于風機的選擇，若選擇離心風機，要布置排油污裝置[1]。

（2）地下車庫通風。在設計通風系統時，要按照稀釋廢氣量計算排風量。考慮到汽車出入頻率具有隨機性特點，難以有效確定廢氣量，需要做好設計要點的把控，均勻分布風口，選擇離心機裝置或者軸流風機裝置。在送排風系統穿越防火分區位置，要布置70℃關閉的防火閥。若和排煙系統合用，則需要按照排煙需求來設置。

3 建筑暖通設計中新型節能設計理念的具體體現

某展覽館建設用地面積為6 hm2，建筑總面積為10 518 m2，總計3層，地上2層。按照綠色建筑標準，設計建筑工程。按照綠色節能標準，在設計時，做好能源節約、資源節約的把控。現結合此建筑暖通系統節能設計實際情況，對節能設計理念的體現作如下論述：

3.1 設計空調冷熱源系統

冷負荷和熱負荷計算結果分別為1 356 kW和1 085 kW。按照綠色建筑標準的相關要求，使用兩臺水冷螺桿式熱泵機組，功能為供冷和供熱。在夏季供冷時，可為使用者提供7～12℃的冷水，單機容量700 kW，運行耗電量為124 kW，COP為5.6。在冬季供熱時，可為使用者提供40～45℃的熱水，單機容量能夠達到770 kW，COP為4.8。通過設置閉式冷卻塔，來穩定土壤溫度，確保系統運行的穩定性。使用一次泵變流量系統，機組配置情況如下：（1）冷水泵總計1臺；（2）熱水泵總計1臺；（3）冷卻水泵總計1臺。系統傳送能效比為0.016 5，能夠達到綠色建筑標準要求。

3.2 應用變頻技術

開展建筑暖通空調系統設計，要嚴格按照相關標準，做好能源利用率的把控[2]。按照綠色建筑標準，此工程通風空調系統設計中，考慮到暖通空調負荷具有動態特性，為循環水泵以及空氣處理機組配置了變頻調速電動機，進而保證水泵裝置和風機裝置運行能夠適應空調負荷變化。當空調運行負荷小于峰值負荷時，利用變頻器對水泵裝置和風機裝置的轉速進行調節，進而減少水泵循環流量以及送風量。

3.3 應用多元通風技術

此建筑暖通系統設計應用了多元通風技術，來使建筑室內保持熱舒適狀態[3]。在新風入口、通路位置，按照全新風配置。系統運行時，調節新回風閥門，可實現空調新風比調節，使其按照最小風比運行。對于過渡季節，采取機械通風方式，將建筑室外的新風引入到室內，消除建筑室內的余熱以及不潔空氣。在氣候較為舒適的時候，采取開啟外窗的方式，實現自然通風換氣，消除建筑室內的余熱以及異味，縮短空調運行時間，減少能源消耗。從技術應用效果模擬分析情況來看，此建筑室內溫度處于15～30℃范圍內的時間達到1 320 h，占據總運行工作時間的91%左右；室內溫度＞15℃的時間集中分布在08：00—20：00時間段，占據比例為95%，能夠滿足空調使用需求。

3.4 應用可再生能源

按照綠色建筑標準可再生能源技術應用相關要求，此建筑應用地源熱泵技術，采取地埋管方式提供冷熱源。將空調裝置的冷凝器或蒸發器伸到土壤層中，使得裝置和土體之間能夠換熱[4]。在冬季供熱期間，從土壤中提取空調運行需要的熱量，為建筑室內供熱，并且儲存冷量。在夏季供冷時，釋放冷量，并且儲存熱量，實現能源節約。通過節能技術，采取節能運行方案，每年耗電量為254 010 kW·h，同傳統的暖通運行方案相比，節約了400 500 kW·h，節能達59%。

4 結語

綜上所述，應用節能設計理念，開展建筑暖通系統設計，要將此理念貫穿工程設計的全過程，做好各環節的節能把控。利用可再生能源、多元通風技術、變頻技術等，提高建筑的節能水平。

[1]傅曉耕.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計的應用[J].自動化與儀器儀表，2017（8）：204-205.

[2]黃璞潔，許伊那，何耀炳，等.綠色建筑理念在中國（泰州）科學發展觀展示館暖通空調設計中的體現[J].暖通空調，2012，42（8）：50-54.

[3]安瑞楠，劉兆勇.綠色公共建筑項目中暖通空調節能設計淺析[J].制冷與空調（四川），2014（6）：668-671.

[4]劉足文.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計的應用[J].江西建材，2016（21）：55.