暖通空調系統設計與運行階段的節能探討

文/孫佳英 北京華茂中天建筑規劃設計有限公司 北京 100053

劉波 北京智慧路通科技有限公司（建誼集團） 北京 100071

建筑暖通空調系統設計是一項較為復雜的工作，為進一步降低系統能耗，設計人員可在具體工程中，對綠色理念進行合理運用，以此來實現整個系統設計過程的優化，通過各種有效的方法和措施，達到系統節能的目標。同時，綠色理念的應用，還能使暖通空調系統的廢氣和廢物排放量顯著減少，有利于自然生態環境的保護。

1、暖通空調節能設計引入綠色理念的重要意義

首先，有助于能耗的全面降低。通過對既有建筑的能耗情況進行分析后發現，暖通空調系統的能耗占比呈現出不斷上升的趨勢，這對于建筑節能十分不利，若是任由該情況繼續發展，則極有可能引起能源耗費問題。而在建筑暖通空調系統節能設計中引入綠色理念，可以實現從材料采購、運輸、安裝直至運行全過程的能耗控制目標，有利于系統能耗的全面降低；其次，有助于減輕周邊環境污染。建筑暖通空調系統在進行節能設計的過程中，通過各種節能技術措施的運用，可以使系統的總體能耗隨之降低。但是，這一過程可能會對建筑周邊環境造成污染和破壞。而綠色理念的引入，能夠使暖通空調系統在節能降耗的同時，減少各種污染物的排放，從而達到保護自然生態環境的目的。

2、綠色理念在建筑暖通空調系統節能運行設計中的運用

2.1 應用清潔能源

清潔能源和可再生能源是低碳經濟積極倡導的能源形式，在暖通空調系統的節能設計中，應融入低碳經濟理念，結合建筑資源管理要求，合理采用清潔型和可再生能源。暖通空調系統節能設計應重視太陽能的有效利用，通過設置太陽能集熱器將太陽輻射轉換為熱能，用于水加熱、熱發電等方面。

2.2 圍護結構節能

建筑暖通空調系統節能設計可利用建筑圍護結構增強建筑外墻的保溫性能，降低冬季室外低溫對室內溫度的影響，節約取暖的能源耗費。具體設計時，應當依據GB50189-2015標準中的規定要求，遵循被動節能措施優先的原則，對天然采光和自然通風加以充分利用，結合圍護結構保溫隔熱及遮陽措施，降低建筑用能需要，從而達到節能降耗的目標[1]。

2.3 降低損耗

在建筑暖通空調系統節能設計中，對綠色理念進行運用時，設計人員必須充分認識到系統輸送能源過程所產生的損耗情況。因此，應對能量輸送方式進行優化改進，以此來達到降低損耗的目的。在實際設計中，選取高性能的保溫材料，借助建筑CAD工具，對能量輸送過程進行精確計算，從而降低能源輸送中的消耗。

3、工程應用實例

某建筑工程為綜合辦公樓，建筑面積約為1.45萬m2，工程所在地的氣候特點為夏季炎熱、冬季寒冷，該建筑工程在暖通空調系統的初始設計方案中，由中央空調進行采暖和制冷，整個設計方案包含了數百個風盤，由此導致暖通空調系統的能耗過高，與我國提出的節能減排、綠色環保理念相違背。經過研究后，決定對暖通空調系統進行節能設計，并在設計過程中引入綠色理念。

3.1 冷熱負荷的計算

在建筑暖通空調系統設計中，冷熱源及其容量、水泵的配置情況、介質輸送管道的尺寸等關鍵技術指標，全都與冷熱負荷相關。基于這一前提，在運用綠色理念對本工程中的暖通空調系統進行節能設計時，必須確保冷熱負荷的計算準確無誤，從而為系統能耗的降低提供保障。在計算冷熱負荷時，可從專業的角度出發，對計算方式進行優選。同時，設計人員可結合以往的工程經驗，對相關的設計指標進行獲取，并運用冷負荷系數法或是諧波反應法計算冷熱負荷[2]。

3.2 溫度取值

建筑暖通空調系統節能設計中，需要對室內溫度進行合理取值，通常情況下，是按工程所在地的氣候條件、地理因素，并綜合考慮使用者的需求，確定出一個最佳的溫度范圍。由于夏季室外溫度較高，暖通空調系統需要通過制冷的方式降低室內溫度，當室內溫度提升1℃時，系統的能耗大約會增加10%左右。而冬季時，因室外溫度較低，所以系統需要制熱，滿足使用者對室內溫度的要求，在這一過程中，室內溫度每降低1℃，系統制熱的能耗會增大8%。為了達到節能的目的，設計人員必須結合各方面資料，對室內的溫度值進行合理確定，從而確保系統的運行能耗最低，這樣既可以節省能源，還能減少排放，符合節能減排、綠色環保的要求[3]。

3.3 優化水系統

冷熱水系統是建筑暖通空調系統設計的關鍵環節，為達到預期中的節能目標，應當在冷熱水系統的優化設計中引入綠色理念，在節能降耗的過程中體現綠色環保。同時，可在系統節能設計中，對閉環模式進行應用，從而減少系統運行時的總體能耗量。閉式循環又被稱之為介質法循環，具體是指介質在封閉的回路中循環，節約冷卻時的熱量散失。設計人員在運用綠色理念對系統進行節能設計時，必須對工程所在地的氣候條件加以了解和掌握，這樣才能使設計出來的系統達到節能的目的。如果建筑所在地干旱少雨，則可在暖通空調系統設計中采用冷卻塔循環模式，并將系統安裝在通風條件良好的區域，由此可提升冷卻效果，從而在制冷時降低能耗。同時，應采用變速調節的方法對系統中循環水泵進行控制，以此來降低水泵的運行能耗，并對空調水系統的管路和管徑進行合理設計，采取水力平衡措施，使系統并聯環路之間的壓力損失控制在15%以內，進而達到節能的目的。

結論：

簡而言之，在建筑工程中，暖通空調系統的能耗較高，為降低該系統的能耗，可在節能設計中引入綠色理念。從分析建筑暖通空調節能設計引入綠色理念的重要意義入手，闡述了綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的運用，最后論述了工程應用實例[4]。