基于節能理念下的民用建筑暖通空調設計探究

周賀

中國建筑科學研究院有限公司，中國·北京 100100

1 引言

隨著社會的不斷發展，能源開發及利用程度不斷提升，這不可避免地出現資源的嚴重損耗、生態環境破壞等，這必然會對社會的可持續發展造成阻力，同時對社會大眾的生命財產安全等帶來威脅。在中國建筑領域中，民用建筑暖通空調設計存在污染、耗能等特征。所以，在實際規劃中必須引入節能理念，由此能夠體現出工程設計的綠色化、節能化等發展趨勢，這對于降低能源損耗率、避免生態環境污染、增強綜合效益等發揮積極作用。

2 基于節能理念下的民用建筑暖通空調設計原則及價值

2.1 原則

把節能理念與民用建筑暖通空調設計全面融合，則是實現社會經濟發展與生態文明建設同步發展的一個必要路徑，也是促進國家經濟可持續發展的一個重要戰略。對此，民用建筑暖通空調設計原則包括三點。

2.1.1 低碳環保原則

民用建筑暖通空調設備存在比較嚴重的能耗問題，其表現之一是碳排放量超標。所以，工程技術人員在進行系統規劃與設計的過程中一定要對這一指標給予嚴格限制。對此，必須遵循低碳設計原則，這也是實現暖通空調設計行業綠色化、節能化的一個必要過程。站在某種層面來看，低碳設計原則與整個設計過程全面融合，設計工作者一定要對整個設計流程進行全面考慮，逐步增強項目設計的綜合效益。

2.1.2 協調控制原則

在節能理念的作用下，加強民用建筑暖通空調設計質量必須體現出“協調設計原則”，其一般是指暖通空調工程中的三個重要構成即采暖、換氣、通風等保持協調性，對于這三個構成來說，其功能不一樣，所以在進行整體設計與規劃的過程中，必須彰顯出其綜合效能[1]。

2.1.3 循環應用原則

在民用建筑暖通空調設計過程中，一般需要耗用大量的原料，同時也通常會出現剩余等。假若剩余物料和中間冗余得不到循環利用，必然會引起資源的大量浪費，甚至會變成環境、生態污染的一個重要源頭。對此，在設計民用建筑暖通空調的過程中，必須遵循循環應用原則，科學、高效地在整合冗余資源，大大提高其利用率，這不但能夠控制設計成本，而且還能夠避免生態環境遭到破壞，對加強生態文明建設發揮積極作用。

2.2 價值

2.2.1 生態效益

關于民用建筑暖通空調設計而言，工程師一定要嚴格遵循低碳、可循環、協調性等三大原則。對此在挑選設計材料、施工技術、維護保養方案等過程中，必須滲透節能環保理念，逐步減少能源損耗，避免環境污染。那么關于設計過程中的一些細微之處的分析來說，設計人員必須謹慎、認真。例如，靈活地應用太陽能、地熱能、潮汐能等，這些都屬于循環清潔能源，在將其靈活應用的過程中，能夠避免設計元素過于單調，同時還能夠避免由此造成的能源損耗。也就是說，在加強民用建筑內部空間設計的過程中需要體現出環保特點，而且還需要逐步改善所在區域的生態環境。由于可持續發展理念的不斷滲透，對于民用建筑空調系統的供暖、通風等模式來說，其工藝已經發生明顯的占比，對此設計人員必須精簡工藝，擴大室內空間，促使空調設計系統更優化、更高效。

2.2.2 經濟效益

把節能環保理念與民間建筑暖通空間設計互相滲透，能夠大大減少電能損耗，降低經濟費用。對此在節能設計過程中，能夠間接性地降低企業的投資飛躍，增強其經營效益。此外，由于時代的持續性發展，再加上社會文明建設步伐持續加快，人們的環保理念愈發成熟，尚有節能環保已經變成各個領域的一個主流設計趨勢。特別是對于同時兼備實用性、環保性的暖通設備而言，其市場需求量也在持續提升，這必然能夠增強各個行業的市場發展活力，為刺激市場經濟的全面發展做鋪墊[2]。

2.2.3 社會效益

由于城市人口的不斷增加，其內部空間的可利用土地數量在持續縮減。高層建筑和超高層建筑逐漸變成現代化城市發展的一個必要選擇。若民用建筑的能耗指標無法得到有效控制，社會資源過于緊張，則會誘發社會矛盾與沖突，對社會和諧發展造成阻力。對此，滲透節能環保理念非常重要，這是優化資源配置、提高資源利用率的一個必要策略，這對于減輕社會矛盾、保障社會關系穩定、創建和諧的社會主義等發揮一定的推動作用。

3 基于節能理念下的民用建筑暖通空調設計路徑

3.1 減少能源輸送期間的損耗率

在啟動暖通空調系統的過程中，往往會引起動力損耗，從而出現能源浪費。對此在進行空調節能循環設計過程中，必須降低能源損耗率，促使能源轉化利用率大大提升。所以，把節能理念滲透到暖通空調設計體系中，不但能夠減少能源傳輸過程中的消耗量，而且還能夠降低動力損耗帶來的壓力。所以，必須考慮兩個處理策略：

①降低暖通空調內部系統介質流速，從而改善能源損耗耗量指標，進一步降低動力損耗用來。其操作方式包括：將冷源機組與水泵通過45°管路對接主管，選利用兼備低壓蒸發、冷凝等功能的冷水機組，盡可能地減少高阻力閥門的數量，通過系統及管路自身布置實現水利平衡，并利用增加管徑尺寸，達到降低冷凍水、冷卻水管路的沿程阻力等目的，從而彰顯出循環高效等特征。

②調節暖通空調內置系統溫差。若暖通空調內置系統的水介質溫差偏高，設計者必須相應地控制水量，把溫度差限定在合理范圍內，其操作方式包括：將冷凍水出水溫度由7℃提高至10℃，冷卻塔冷卻水溫度降為31℃，降低冷卻塔的逼近度等措施，以此來降低其能源耗用量，盡可能地減少能源損耗，力爭實現生態效益的不斷提升。

3.2 高效整合變頻調速技術

通過市場調查能夠發現，大部分民用建筑暖通空調的內部結構都配置了供風系統、供電系統、疏水泵系統等。以上系統的耗能占比約有20%之多，由此來看，必須給予嚴格控制。把變頻調速技術與暖通空調系統全面結合，能夠避免能源的過度損耗。在配置變頻調速技術的過程中，設計工作者必須結合具體情況，持續優化暖通空調系統的經營制度，科學設置其運行頻率。其操作方式包括：配置冷卻塔風機的變頻系統，通過調整空調新風機組變頻參數、廚房排油煙風機需求量等，靈活應用變頻控制技術，然后由此能夠使動力設備輸出能更接近真實使用需求，減少不必要的耗能。所以，在嚴格限制暖通空調系統運用耗能損耗的前提下，能夠保證生態污染控制在最小范圍內。

3.3 增強民用建筑的熱工性能

對于民用建筑設計來說，熱工性能覆蓋一些復雜的內容，其作業空間比較大，例如：建筑物的氣密性、保溫性等。現今，大部分民用建筑帶來的熱量一般是利用主體建筑附件的防護結構給予擴散的。主體建筑四周的防護結構面積一般與熱量傳播速度存在很大的相關性。并且，建筑物的氣密性和室內空間的供暖能源損耗率有直接的相關性。若室內往室外分散的熱能持續增加，其它熱能通常會分散到氣密性比較低的區域，如供暖管道、供風管道、門窗等。這是民用建筑暖通空調系統必須重點關注的一個耗能問題。所以，設計人員必須配置氣密性極強的材料，由此能夠大大降低室內空間的熱空氣分散率。同時，在安裝門窗期間必須保障氣密性，增強室內空間的熱工性能。其操作方式包括：利用送、排風系統的聯動、連鎖控制，再借助于風量平衡法明確合理、有效的控制策略，保證建筑物內氣流組織條件可測、可調、可控，促使能源損耗得到有效控制，并實現循環利用。

3.4 引用采暖技術完善取暖管道規劃

供暖管道屬于暖通空調的一個關鍵構成元素，在進行管道設計期間，必須體現出精簡、便捷等特點。只有對整個過程進行精簡設計，方可大大提高材料的利用率，預防材料損耗及浪費，為下一步進行設備維修做鋪墊。由此來看，簡單的取暖管道設計，不但能夠增強管道的實用性，而且能夠盡可能地減少其維護費用，確保經濟效益持續提升。

另外，還需要通過用戶分攤熱量的供熱模式，保障各個建筑空間中的調溫系統的獨立啟動，促使其調溫功能不斷增強。由于技術的持續發展，取暖設備愈發成熟和完善，能夠在不同的類型建筑物中得到廣泛應用[3]。一般來說，適合在高層建筑物中廣泛應用的采暖系統包括豎狀分區系統、供水單管道系統等。

4 結語

總之，在嚴格遵循可持續發展理念的宏觀背景下，把節能環保理念與其全面融合，則是建筑暖通空調設計的一個重要應用趨勢。對此在實際設計過程中，必須嚴格限制能源損耗，促進資源得到科學配置，由此能夠逐步增強暖通空調項目的綜合效益，為實現社會經濟的可持續發展做鋪墊。