基于綠色理念的建筑暖通空調系統節能設計思路及運用

謝輝

【摘要】現階段，在建筑行業的發展過程中，生態環境受到了較大的破壞，基于國家可持續發展戰略目標，為了實現對生態環境的有效保護，綠色建筑逐漸興起。暖通空調是綠色建筑中的能源消耗大戶，因此在綠色建筑暖通空調設計過程中需要遵守節能減排的理念，確保空調設計與可持續發展目標相符合，實現能源的有效節約。

【關鍵詞】綠色理念;建筑暖通空調;系統節能設計思路;運用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.135

暖通空調系統是集采暖、通風、空氣調節三大功能為一體的系統裝置，其可以調控室內溫濕度，讓室內環境變得更加舒適宜人，為人們的學習、工作和生活營造良好環境，從而深受廣大社會公眾的青睞。然而從暖通空調系統設計和應用現狀來看仍然存在一些不足之處，導致系統運行時能量損耗居高不下，智能化水平較低，難以體現出暖通空調系統的優勢所在。為了打破這一局面，需要智能建筑暖通空調系統的設計人員能夠基于建筑、結構和實際需求出發，對暖通空調系統的控制策略、控制權限、控制網絡等實施全面優化，爭取實現對各個分項的精準控制，最大程度地利用好自然資源，適時地調節溫濕度和送風量，暖通空調系統將能夠切實滿足智能建筑運行需求。

1、暖通節能空調的設計原則

實現暖通節能空調的設計需要遵循以下幾點設計原則。首先，暖通節能空調設計所遵循的基本原則為節能。在對空調節能設計過程中，實際應用指導指標以熱舒適度為準。在空調熱舒適度指標中，影響因素有多個方面，如溫度、空氣、濕度、勞動強度、輻射溫度等。通過對空調以上方面的數據進行調整，能夠在確保空調熱舒適度的同時，實現空調能源的節能。通過對空調所處建筑物的導熱性進行調查，對室外溫度變化進行及時感應，確保室內溫度的舒適程度。另外，在相應空調設計管路上可實現簡化型設計，確保好材料與投資，節約成本。其次，暖通節能空調的設計原則需要滿足日常生活環境的要求。除了必要的舒適溫度，環境的舒適程度同樣能夠對人體的舒適性造成影響。因此在進行暖通節能空調設計過程中，可以從環境的光線、聲音以及相應的空調外形、色彩上與整個環境進行搭配。再次，空調節能設計要正確處理局部與整體之間的關系。例如，在北方，冬季大多采取集體供暖的方式，該方式不僅能夠確保能源的消耗，同時還能提升能源的利用率。因此，在確保集體供暖的前提下，使用暖通節能空調設計可以從以下兩個方面考慮：第一，考慮空調對應的獨立房間內的溫度;第二，暖通空調設計的熱量能夠實現分戶分室的分擔。最后，暖通空調節能設計要確保對室內空氣質量的保障。暖通節能空調當前的設計趨勢以通風量大為主，在此過程中，需要解決一定的空氣質量問題。對室內氣流進行合理的排風處理與設計，能夠在保障空氣質量的同時大大減少資源的浪費。

2、綠色理念的建筑暖通空調系統節能設計思路及運用

2.1空調負荷設計要點

在進行空調負荷設計的過程中，對于不同類型的民用高層建筑，冷負荷參數的設置也是存在差異性的，但是在實際設計過程中，工程設計人員設計方案中的參數經常會與建筑空調系統的實際裝機容量存在出入，這樣一來會導致建筑空調系統的投入成本顯著增加，而之所以會出現這種問題，主要原因可能源于以下兩點。首先，工程設計人員在進行符合參數設置的時候只是單獨應用了系統負荷指標進行估算，這種計算方式很容易導致系統制冷機的裝機容量計算結果偏高，最終使得系統的投入成本增加，提升系統能耗，與此同時還會對系統的冷機效率造成嚴重的負面影響。第二，如果工程設計人員進行參數設置時候綜合考量了多種安全系數，會使得空調系統的單位制冷面積不符合設計規范，導致系統冷負荷概算出現誤差，這樣一來，空調系統運行過程中單位制冷面積中產生的冷風量也會嚴重超標。立足于全年設計視角可知，建筑負荷的持續峰值一般時間比較短，相應的冷機負荷率在大多數時間段都會處于相對較低的狀態，COP本身也相對較低。針對這種情況，設計人員應根據暖通空調負荷計算書的數值進行設備的選型，以便滿足日常的基本使用規定和要求。

2.2優化控制權

通常情況下，BAS系統運用集中管理的方法對智能建筑內部溫濕度和風量進行調節，但是考慮到智能建筑不同房間用戶對溫度要求有著一定區別，而DDC控制器并不具備分項控制功能，建筑用戶對環境溫濕度提出的個性化要求無法得到滿足，將會影響到他們的生活品質。所以需要對暖通空調系統的控制權加以優化，按照實際需求配置足夠數量的設備，借助VRV控制面板對各個房間進行采暖、通風、空氣調節的差異化控制，可以促使暖通空調系統更具實用性，給建筑用戶帶來極大的便利，未來這種新型控制理念必然會在智能建筑暖通空調系統中得到推廣應用。

2.3水系統節能技術

為了降低暖通空調設備能耗，控制系統應該根據空調負荷的變化對水系統進行節能控制，具體可以采用以下技術方案：①采用變頻調速取代冷卻水回路中的調節閥，在部分負荷下，將冷卻水流量在一定范圍內降低，輔以冷卻塔風機的開關控制或變速驅動，將大大降低冷卻水系統的能耗;②根據不同制冷方式的冷水機組的實際運行特點，可采用不同的控制策略，對冷卻水泵進行控制，以達到最佳的節能運行工況;③使冷凍水變流量控制，可以有效地降低空調系統提供單位制冷量的運行成本，因此，本工程制冷采用二次泵變流量系統，在水回路中廣泛采用二次泵變流量系統，以降低冷凍水回路的運行成本主泵系統用于直接改變蒸發器中的冷凍水流量。

2.4地源熱泵技術

這項技術的主要原理為將建筑周邊地層中所分布的地熱資源作為主要供熱、制冷能源。在建筑暖通空調系統運行過程中，僅需輸入一定的高品位電力能源，系統即可將熱泵所采集地熱資源轉換為高溫熱源，從而起到建筑暖通供熱效果。即使是在炎熱的夏季，系統也可以持續提取建筑室內空間所釋放的熱量，完成冷系統、余熱系統之間的功能性轉換操作，將多余熱量向建筑周邊地層中釋放，起到控制地層溫度均衡的作用。根據地源熱能采集方式，可以將地源熱泵系統細分為地埋管地源熱泵、地下水地源熱泵、地表水地源熱泵。此外，在采取地源熱泵技術時，設計人員可選擇構建配套的溫度調節系統，根據用戶需求控制所轉換高溫熱源的具體溫度，確保可以滿足用戶個性化使用需求。同時，采取防漏保護措施可以避免地源熱泵系統在長期運行過程中出現泄露安全事故。在我國北方區域，由于氣溫溫度較低，地源熱泵系統很難從地層中采集到充足的地熱資源，因此應額外設置輔助供熱設備。

結語：

隨著環保意識的增強，對建筑節能環保屬性、暖通空調系統運行質量提出了更高的要求在當下實現暖通節能空調設計是確保空調節能及建筑節能的基礎和關鍵。實現暖通空調節能設計不僅可以在一定程度上降低能源的消耗，實現對環境的保護，同時還符合我國當前綠色可持續發展道路的國策要求。因此，相關設計人員需要在堅持節能設計理念的基礎上結合空調節能設計原則，根據我國發展實際情況提出針對性的暖通空調節能設計方案，提高能源利用率，降低能源消耗，實現經濟可持續發展。

參考文獻：

[1]程朝陽.基于綠色理念的建筑暖通空調系統節能設計思路及運用[J].綠色科技，2020（8）：182-183.

[2]劉超，趙天怡，張吉禮，等.基于建筑信息模型的建筑熱工系統與暖通空調系統設計應用分析[J].暖通空調，2016，46（3）：27-32.

[3]姜新豐，曹利明，邱曉楓.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的應用[J].科技經濟導刊，2019，27（11）：70.

[4]金香菊.建筑節能中暖通空調節能系統的應用現狀和技術優化措施研究[J].工程技術研究，2019，4（2）：58-59.

[5]楊麗萍.公共綠色建筑中的暖通空調設計分析[J].工程技術研究，2020，5（13）：202-203.