節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用

王立

（大同市二院建筑設計研究有限責任公司，山西 大同037000）

眾所周知，暖通空調是建筑中能源消耗較大的系統，如果不對其加以處理和優化，將會與我國節能減排發展理念相背離，進而阻礙建筑行業的前行，降低我國經濟的效益。為此，在建筑暖通空調設計中，除要考慮暖通空調系統結構、性能外，還應從節能減排方面入手，對系統設備實行優化調整，以降低建筑能耗，提高資源的利用率。

1 節能減排理念

節能減排理念中包含兩方面內容，即節能和減排。節能指的是節約能源，控制能源損耗，減排則是抑制污染物排放，控制環境污染，兩者既獨立又緊密聯系。減排要求科學使用節能技術，減少因片面性的控制污染物而引起的能源過度損耗問題，實現環境效益和社會效益的共同進步。節能則是利用科學的管理方式，對能源使用的各個環節實行管理和控制，從而降低損耗量，減少能源使用后污染物的排放，緩解現存能源危機，提高能源利用率。

2 節能減排對于暖通空調節能降耗的意義

建筑行業的快速發展加劇了我國能源消耗。據現有數據統計，建筑能耗已達到總能耗的一半以上，其中以暖通空調帶來的能耗問題最為嚴重，能耗量已經達到建筑能耗的2/3。但隨著城市化進程的加快，暖通空調系統已經成為建筑必備設施，如果不能對暖通空調加以優化和調整，則帶來的能耗問題也將得不到解決，反而有增加趨勢，這不利于我國對非可再生資源的管控。再者，暖通空調系統運行中產生的廢物雜質較多，排放到空氣中會對環境帶來較大污染。因此，有必要將節能減排理念融入到暖通空調設計中，做好能源控制，改善環境品質。

具體來說，節能減排理念在暖通空調設計中的應用意義為：

首先，提高可再生能源利用率。節能減排理念的融入，可加大清潔型能源在暖通空調設計中的應用率，以清潔型能源替換部分非可再生能源，促進暖通空調的正常運轉，降低污染物排放量。

其次，降低運行成本。在節能減排理念影響下，暖通空調設計中以可再生資源的轉換做到電能的供應，降低電能損耗量，節約更多資金成本。

最后，實現人與自然的協調發展。節能減排理念下的建筑暖通空調設計，更加注重能源節約、環境保護，以科學有效的方式和先進技術，減少暖通空調使用中污染物的排放，控制對自然環境帶來的破壞，提高環境質量，為人們營造舒適、健康的生存空間，達到人與自然協調發展的目標。

3 暖通空調系統節能減排的設計方法

3.1 參數設計

參數設計是暖通空調系統運行的基本保障，要加強其合理性、可行性。由于建筑所在區域特征的不同，對暖通空調系統的要求也會有所不同，在性能參數設計中，應對所在區域氣候、環境變化予以調查和了解，在標準設計方法的指導下，綜合各項影響因素，對系統內部組成及冷熱源設備運行參數加以調整和確定，促進暖通空調系統的正常運轉。另外，參數設計中，除性能參數的設定外，還需做好系統尺寸參數、占地面積、機組零部件尺寸等參數的計算和設定，預留合適位置完成安裝作業。

3.2 運行模式規劃

在參數設計基礎上分析和確定系統運行模式，對提高系統運行穩定性，密切系統內部設備間的關聯，降低能源損耗有顯著效果。傳統的暖通空調系統運行以非變頻模式為主，帶來的能耗問題較為嚴重。現階段設計中，可直接通過變頻技術的引入，提高系統運行效率，達到自動化調節目標。如在公共商業建筑內，變頻技術的應用可降低暖通空調系統運行中的功率和負荷，減少能源損耗，在增強商場內部舒適性的同時，也達到節能減排目標。再比如某建筑工程項目在設計過程中，融入了冰儲冷技術（見圖1），在用電低谷期，儲冷系統作用下，水變冰，完成儲冷；在用電高峰階段，將冰變為水，緩解供電壓力，且減少能源消耗，將額定功率控制在一定范圍內。

圖1 冰儲冷技術

3.3 圍護結構

暖通空調系統的運行目的是調整建筑內部溫濕度，為人們提供舒適的居住環境。圍護結構其實與暖通空調系統有相似性，圍護結構是利用保溫材料，減少建筑內部熱能散失及外部的干擾，增強建筑內部的舒適性。如果在設計中，將兩者有效結合起來，利用圍護結構減少暖通空調系統應用，可有效降低能源損耗及環境污染，達到節能減排目標。

3.4 新風系統

新風系統可以說是暖通空調系統的一項改革，通過新風系統的合理控制，可在維持建筑內部舒適性，降低能源損耗，見圖2。不過在設計中需注意新風系統送風量的把控，風量過大會增加系統運行負荷，使電能轉化不充分，出現部分能源上的浪費。因此，在設計過程中需要對新風工況和送風比例展開科學調整，最大限度降低能源損耗問題。如某地區夏季室內空氣露點為23.1℃，送風溫度要控制在24℃左右，在此基礎上，進一步計算送風量，為人們提供舒適的室內環境。

圖2 新風系統

3.5 可再生能源的應用

在節能減排理念的作用下，可再生能源得到進一步開發和利用，可替代傳統能源，為暖通空調系統的安全高效運行提供保障。目前常見的可再生能源以太陽能、風能、地熱能、潮汐能這四種為主，其中太陽能和地熱能是建筑中較為常見的能源，尤其是太陽能在暖通空調中得到最為廣泛的應用。如太陽能熱泵系統在實際應用過程中，可以將太陽能轉化為電能和熱能，這不僅可以降低電能損耗，也可減輕環境的污染。

3.6 熱回收裝置

建筑暖通空調系統在長時間運轉中會產生多余熱量，如果放任這些熱量不管，其實也是一種能源浪費的表現。而將這些熱量進行回收重新利用，不僅可實現節能目標，也可提高暖通空調系統的運行效率。熱回收裝置就是開展多余熱量回收再利用的重要裝置，其可將不同狀態下、不同熱性質的流體實施回收處理，轉化成濕熱和總熱重新運轉在系統內，從而降低冷熱源能量損耗，做好室內溫度的科學調控。不過在設計過程中，熱回收裝置與新風系統間的運轉會存在一些矛盾，導致系統散熱能力變差，增加熱能的損耗。

為此，要求設計人員準確計算新風系統的投入量，讓余熱得到充分的利用。如某商業建筑利用熱泵系統，將熱水供應系統和循環制冷系統相結合，利用回收的熱量加熱水源，滿足熱水供應的同時，也合理利用了冗余熱量，減輕了機組的運行負荷。

3.7 能耗指標

能耗指標指的是熱媒介質傳輸中能量降低指標參數，對其實行科學管控，可達到優化和調整暖通空調運行模式的效果，完成熱能傳輸方式及傳輸材料的科學選擇，從而加強暖通空調系統中動力傳輸系統設置的合理性，維護系統運行的效率和安全。

這里以某建筑工程項目為例，其在進行暖通空調節能減排設計中，充分利用計算機技術，對暖通空調運行情況展開實時的全動態監測和管控，準確計算能源損耗量，增強設計效果，達到節能減排目標。同時在暖通空調設計中，增設控溫系統，將冷水機組的標準溫度控制在16℃左右，并做好溫度變動管控，一旦出現超出或低于現象，立即報警，找出變化原因并加以調試，以此減少能源損耗。通過該方式，最終計算能耗降低了30%左右，還讓建筑外的噪聲得到有效隔離。

4 結束語

總而言之，建筑暖通空調設計中，務必加大節能減排理念的重視力度，遵循節能減排的要求開展各項分析和處理工作，優化熱回收裝置，掌控能耗指標，且提高可再生資源利用率，以降低系統能耗，在加強建筑內部舒適性的同時，提高建筑的經濟效益，做到建筑與環境的協調發展。