綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的運用

于海

摘 ?要：暖通空調系統是現代建筑的重要組成部分之一，在發展過程中，綠色建筑在全世界的發展越來越有優勢，綠色建筑不但提高了建筑的舒適度，而且有效地節約了資源。為了有效地確保建筑節能措施在建筑的建設過程中能夠落實，必須將節能材料與節能設計和相關的節能技術一起使用。在實際的空調系統節能設計中，必須按照某些原則進行。這不僅對空調設計制造行業有一定意義，而且對社會發展和經濟發展也有一定的意義。

關鍵詞：綠色公共建筑 ?暖通空調 ?節能設計 ?節能材料

中圖分類號：TU83 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）04（c）-0090-03

Application of Green Concept in Energy-saving Design of Building HVAC System

YU Hai

（China United Northwest Institute for Engineering Design and Research Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710077 ?China）

Abstract： HVAC system is one of the important components of modern buildings. During the development process， green buildings have more and more advantages in the development of the world. Green buildings not only improve the comfort of buildings， but also effectively save resources. In order to effectively ensure that building energy-saving measures can be implemented during the construction of the building， energy-saving materials must be used together with energy-saving design and related energy-saving technologies. In the actual energy-saving design of air-conditioning systems， certain principles must be followed. This not only has a certain meaning for the air-conditioning design and manufacturing industry， but also has a certain meaning for social and economic development.

Key words： Green public buildings; HVAC; Energy-saving design; Energy-saving materials

暖通空調系統（簡稱暖通空調）設計是一種基于人類對建筑物舒適性的需要進行的建筑物室內環境控制設計，可以應用于各種類型的建筑物，使居住在這些建筑物中的人們比傳統建筑物更舒適。為了更好、更方便地使用建筑設施。暖通空調的設計需要不斷地進行改進，以滿足時代的發展。國家頒布的各類綠色建筑設計及施工規范、標準、法規，為開發和應用暖通空調技術打下理論基礎。暖通空調的未來發展方向正受到國家建筑行業的廣泛關注，將對建筑行業的發展方向產生直接的影響。暖通空調綠色節能設計還提供大學課程，以供進一步研究。向行業引進相關技術人才，進行暖通空調系統的節能創新設計，以便更好地開發暖通空調系統。

1 ?綠色概念在建筑暖通空調系統節能設計中的重要性

建筑物暖通空調系統已成為我國大部分建筑物中幾乎必不可少的配置，除了確保暖通空調系統運行的穩定性外，還應該使能量損耗降至最低。過去，建筑物暖通空調系統通常會消耗大量能源，并且由于設計的不合理，造成大量的能源浪費，因此有效地預防和控制能源消耗已成為環保節能設計的重要環節。建筑行業是一個能耗較高的行業，而暖通空調系統占建筑能耗的35%左右。如果能夠實現綠色節能設計，那么將有效緩解我國目前的能源短缺問題。為我國實現2030年碳達峰，2060年碳中和做出重要貢獻。將綠色概念應用于建筑暖通空調系統的節能設計通常可也可以更好地保護環境。例如，在建筑暖通空調系統中積極引入和應用一些高端綠色環保材料，必然會優化暖通空調系統的運行效果，提高室內和室外的環保效果，創造更舒適的居住環境。可以通過優化暖通空調系統的冷、熱源選擇，增加可再生能源應用的比例，可以更好地實現環保效果，使綠色效果更加突出[1-2]。

2 ?綠色理念下建筑暖通空調系統節能設計原則

2.1 回收利用原則

具有綠色理念的暖通空調設備必須遵守可回收利用原則。能夠拆卸回收是具有綠色理念的暖通空調設備的重要特征。如空調設備發生故障，則通過拆卸、修理或更換有缺陷的部件反復使用，可有效地防止了整個空調設備的維護或更換，可以最大程度地節省維護成本。利用專業的手段和技術對某些空調設備進行再生后可以重復利用，對節約能源和資源有一定的作用。在設計具有綠色理念的建筑暖通空調系統時，在空調設備的選擇時，應注意避免設計一次性產品，關注空調設備材料的回收成本，可以在一定程度上控制設計和制造成本，這對經濟發展和社會發展具有一定的意義。

2.2 環保原則

為了實現人類健康發展的長期目標，必須將環境保護意識納入生產和生活的各個領域。城市化進程是經濟社會發展的重要體現，但城市化進程也給生態環境的保護帶來一定壓力。在設計城市建筑時要注意環境保護是必然的發展趨勢。因此，空調節能系統的設計和制造也必須按照環境保護的原則進行，充分考慮污染排放，碳排放和資源再利用，可以切實開展節能環保工作，促進相關制造業和設計業的發展

2.3 靈活性原則

所謂的設計靈活性主要是指暖通空調設計的可調原則。暖通空調系統可以根據室外氣候變化進行多種模式轉換，因此要求空調系統的設計必須具有多種運行模式。對于全空氣系統推薦采用VAV空調系統，空氣-水系統推薦可變新風量系統。這兩類系統都具有可操作性強，運行時能耗低的特點，不僅節省資源，而且節省運行成本。

3 ?暖通空調設計思路

3.1 參考優化設計方法

改革開放以后，經濟水平不斷發展，并在發展過程中消耗了大量的自然資源。而當下世界不可再生能源短缺的現象已經引起了我國的高度關注。為了滿足國家節能減排大的方針政策，我國的綠色建筑發展工作從20世紀80年代就已經開始，但總體水平仍然很低，與國外發達國家相比還有很大的差距。因此，在設計綠色建筑時，可以從外部綠色設計概念中學習研究，結合我國的特點及國情，在綠色建筑設計中實現暖通空調系統的節能，減少環境污染，使我國的節能技術得到質的飛躍。

3.2 滿足用戶需求

在暖通空調設計中，不僅要滿足國家相關規范、規程，還要滿足業主的個性話需求，主要設計是在滿足國家相關規范、規程的前提下，圍繞用戶需求進行設計。暖通空調設計不僅僅是冬天供暖、夏天供冷，還要考慮系統的穩定性、可靠性、耐久性以及能耗損失，業主的特殊功能需求等因素。因此，要求暖通空調設計時需要滿足許多條件，因此為了更好地適應不斷變化的業主需求，需要根據相關的最新暖通空調技術，不斷地優化暖通空調設計。

3.3 減少能量損失

由于建筑物暖通空調系統的能量傳遞過程經常會造成一定的能量傳遞損失，因此，在綠色理念下進行建筑物暖通空調系統的節能設計時，應注意減少暖通空調系統的能量傳遞損失。一方面，暖通空調系統的輸送管道需要選擇具有較高隔熱性能的材料，同時設計時應精細化設計，以減少傳輸過程中的能耗損失，并有效地提高能源利用率。另一方面，通過有效地防止建筑物的暖通空調系統運行期間的加熱或冷卻的比率偏差對供水和回水之間的溫差的控制，減少能量傳遞損失。

4 ?綠色理念下建筑暖通空調系統節能設計途徑分析

4.1 合理選擇熱源

熱源在暖通空調系統的設計中非常重要。當前，用于暖通空調系統的最常用的熱源按熱源的來源可分為自備熱源、城市供熱、工廠余熱和廢熱等，能量消耗和利用效率根據熱源來源不同而各有差異。選擇有效的能源控制系統對改善損耗和提高能源效率非常關鍵。冷熱電聯產技術、熱泵技術是最近被廣泛使用的新型綠色熱源供應技術，通過不斷地實踐研究，發現將這兩種熱源供應技術應用于暖通空調設計中不但可以降低能耗，而且有效地提高了能源利用效率。另外，使用這兩種熱源供應技術可以減少二氧化碳、二氧化硫等空氣污染物的排放，實現了低消耗、低排放的綠色理念，并遵循了綠色3項設計原則：節約、環保和綠色。

4.2 積極使用可再生能源和清潔能源

對于建筑暖通系統來講，能源是保證空調系統正常運行的前提。所以，在建筑暖通空調系統應用綠色理念前，首先應選擇可再生的清潔能源，設計空調系統節能時，采用新型能源來滿足綠色理念的要求，減少空調中的碳排放。將暖通空調系統與太陽能或地源熱泵技術相結合，在使用太陽能時，將空調系統內的集熱器安置與換熱水箱相連，控制集熱器的安裝位置在太陽光照射最近的位置，保證換熱水箱中的水溫為恒溫，控制太陽能在轉換為熱能時發生的損耗[3-4]。采用地源熱泵技術時，對冰蓄優化后產生的蓄冷量比水溫低的原理，減少熱量的散失。在空調內部形成低溫送風的效果，協調空調系統在制冷與供熱方面的關系，規劃制冷供熱消耗能源的利用率，控制空調系統在排放廢氣時的污染物，保護建筑外部環境。

4.3 明確建筑物的暖通空調系統的節能設計與周圍環境之間的協調

在建筑工程暖通空調系統的節能設計，以及在實施節能設計理念的過程中，設計人員需要弄清當地的能耗構成結構，并通過優化設計能源結構來控制建筑能耗。避免由于能源結構的不合理利用而產生不必要的能源消耗。重視能源結構設計中采用清潔能源和可再生能源。此外，在設計工作中，理清空調系統的性能狀態與當地資源和環境之間的關系，并結合了建設項目周圍的環境條件分析，積極地將環境保護概念融入設計過程。對周圍環境條件的具體分析最大程度地減少外部環境對建筑物的暖通空調系統的不利影響。

4.4 優化暖通空調熱工性能

暖通空調的最主要的功能就是保溫功能，保溫時，暖通空調內部的冷水因外部環境溫度變化，產生吸熱作用，破壞了暖通空調內的溫度平衡，所以，在優化暖通空調熱工性能時，將保溫及節能作為主要考慮暖通空調系統受外部溫度干擾的所有因素，具體包括太陽能發熱板的朝向、導熱材料以及建筑內部布局的形態系數。科學使用新型的保溫管道材料，輔助室內裝飾增強暖通空調的保暖，按照建筑房屋的設計規范，以室內恒溫為控制對象，結合室內裝飾的面積，損耗能量的數量選擇室內裝飾的材質[5]。保證建筑門窗的密閉工作，避免建筑產生不必要的能源浪費。將綠色理念貫穿在整個熱工性能的過程中。設計人員應充分考慮建筑的外部四季環境，排除環境的外部干擾，最大化發揮綠色理念的作用。在基礎暖通空調熱工構件的基礎上，配合建筑的窗戶滲入室內的太陽光輻射，在建筑內部的墻壁上，選用光熱能轉換能力較強的涂刮材料，間接性地減少暖通空調管道的溫度差[6]。綜合上述理論分析，最終完成對綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計應用上的研究。

5 ?結語

綜上所述，暖通空調系統在建筑節能項目中占有非常重要的地位，關系到人民的生活質量、環境污染等，也關系到國民經濟、民生和社會的可持續發展。因此，在設計具有環保概念的暖通空調系統時，設計人員應注意節約資源和清潔能源的利用，以提高暖通空調的使用效率，真正實現環保節能，并為社會的發展做出更大的貢獻。

參考文獻

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[2] 胡燕，梁天生.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計上的應用[J].現代工業經濟和信息化，2019，9（8）：47-48，55.

[3] 崔治國，曹勇，魏景姝，等.數據挖掘技術在建筑暖通空調領域的研究應用進展[J].建筑科學，2018，34（4）：85-97.

[4] 張雨婷.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計上的應用分析[J].建材與裝飾，2019（36）：82-83.

[5] 白魯建，楊柳.不同區劃方法在建筑節能設計氣候區劃中的應用研究[J].暖通空調，2018，48（12）：2-11.

[6] 王博.綠色工廠建筑內部環境溫濕度控制及能耗分析[D].華南理工大學，2020.