暖通工程施工中的節能設計分析

王正瑩 中國電力工程顧問集團華東電力設計院有限公司

1 節能理念下暖通設計的問題

1.1 暖通設計忽視節能設計

在建筑設計工作開展過程中因設計師需要兼顧方方面面，所以有時候設計師就不會把關注點放在節能設計上。其實，節能設計對于后期的施工技術要求比較嚴格，需要消耗大量的資料；而且節能設計工作較為復雜，不僅需要詳細計算各種能源的消耗情況，還必須嚴格按照國家的節能建筑標準要求來完成才行。因此，只有專業的設計人員才能夠做好暖通節能設計，但當前還有很大一部分設計人員的專業能力達不到要求，導致其在暖通設計時忽視節能設計。

1.2 對綠色理念與節能設計理解不透徹

現階段我國的暖通設計依然采取傳統的設計理念和設計方式。這是因為設計人員接受的是傳統教育，了解的是傳統設計理念，還沒有過多的接觸綠色設計理念和節能設計理念。一些設計人員雖然對此類設計有所了解，但卻從未涉及過，在短時間內無法接受。雖然，也有一部分觀念先進的設計人員開始主動學習綠色理念和節能設計，但沒有接受過系統性的培訓，缺少實際設計經驗，無法完成標準化的綠色節能設計工作。

2 新型節能設計理念

2.1 協調設計理念

暖通空調系統是由空氣調節、通風等不同的系統組合而成，要求設計人員必須擁有協調設計的理念，在進行節能設計時應考慮到暖通空調系統的方方面面。如果不能考慮到各個系統的協調性，就難以提高整個系統的節能性，因此要進行全面分析、整體設計。

2.2 可循環設計理念

可循環設計簡單的理解就是在設計建筑暖通空調系統的過程中，高效率利用可再生資源。現階段，我國大部分地區都使用了取暖設備，有一部分地區的使用頻率比較高，每年都會消耗大量的能源。如果不能解決這個問題，我國依然會出現較為嚴重的能源損耗。因此，在進行節能設計時即使使用的是可再生資源，也要考慮到充分利用的需求。

3 綠色理念及節能設計的暖通設計應用

3.1 使用合理的節能建筑材料

隨著科技的發展及人們越發重視節能環保工作的開展，建筑行業出現了很多新型節能技術和具有較好的保溫隔熱性能的綠色環保型建筑材料。

為了推動建筑行業朝著綠色節能的方向發展，可以從建筑工程設計這一環節就選用一些綠色節能技術以及新型建筑材料。新型建筑材料都能夠減少室內外的溫差，如在夏季阻擋外部的高溫、在冬季留住內部的溫度等，讓居住者處在較為適宜的環境中，并減少暖通系統的使用，延長暖通系統的使用壽命，減少相關可再生資源的消耗。

但在選擇設備時，也應當考慮到節能方面的需求，如冷源機，此類設備的能耗比較高，盡量選擇能效高、能耗低的設備；同時，在具體選擇時也應當考慮到建筑工程的實際使用情況和應用需求。

3.2 優化暖通設計方案

暖通設計時需要考慮到多方面的因素，設計者不僅要了解人體最適宜的溫度、最佳節能效果的溫度等，還要找到兩者間的平衡，才能夠得到理想的設計效果、滿足節能環保方面的要求，給人們提供舒適宜居的環境。

一般情況下，建筑物內部是人們工作、生活的主要場所，有時候可能會出現人員密集、流動性大的情況，室內的空氣流通度就會下降，溫度和濕度也會受到影響。這就要求，在暖通設計時就要考慮到室內二氧化碳濃度的標準參數，并以此為依據設計新風系統，一旦檢測到室內的二氧化碳濃度超標新風系統便會自動啟動。因此，將新風系統應用到暖通設計工作中后，不僅能夠提高設備間連接的緊密性，而且能夠為后期的高效應用、管理提供便利。

3.3 優化蓄冷以及變頻系統

暖通空調系統設計時有兩個部分比較重要，即蓄冷系統和變頻系統。這兩個系統的使用頻率比較高，也是能耗最大的部分，如果在設計時將節能型理念融入兩個系統中，則能大大提高暖通空調系統的節能性。

3.3.1 蓄冷系統設計

在用電低谷時期蓄冷系統會自動進行制冷工作，將冷氣儲存在設備中；到了用電高峰期就會及時將儲存在設備中的冷氣釋放出來，降低室內的溫度。這個過程既能緩解用電壓力，也能得到理想的節能環保效果。因此，在進行蓄冷系統設計時需要注意提高設備的智能性以及蓄冷性，只有這樣才能夠智能識別用電的低谷和高峰時期，并在無人操控的情況下自動完成蓄冷工作。當然蓄冷設備的高效率運行，還離不開蓄冷材料的支持，也應當保證材料的蓄冷效果。

3.3.2 變頻系統節能設計

在針對變頻系統進行節能設計時，需要調控水泵和風機控制室內的溫度，確保室內溫度在宜居的范圍內。如果外部溫度較高、輻射較強，室內外會產生較大的溫差，此時要想均衡室內的溫度，減少能量輸出，就可以降低水泵頻率，減緩風機轉速。就實際設計工作來看，應用變頻系統不僅能夠降低整體的使用成本，還能夠減少能源消耗。

3.4 改進能量管理模塊

建筑暖通空調在運行的過程中需要運輸或轉換一些能量，如果將節能理念應用到此環節，不僅做好能量管理工作，也可以減少能量損耗。因此，可以制定一個能量消耗值，超過這個范圍，控制設備便會自動調節進行能量管理，此時就不會再消耗能量。

3.4.1 優化啟動和停止模塊

根據設備的實際情況，設置一個臨界溫度，如果檢測到設備的溫度超過臨界溫度，停止模塊就會自動工作，同時一旦溫度下降啟動模塊也會自動工作，整個過程不需要人工操作就能智能化進行。

3.4.2 負載循環

設置一定的時間周期，按照周期啟停設備，也能節省能量。

3.4.3 能量管理與統計模塊

計算節能控制前所消耗的能量和整體的成本，對比節能控制工作開展之后的能量消耗以及成本，并在此基礎上生成數據圖標，按照日、月、年等不同的周期開展分析工作。

3.5 能量回收技術

在眾多的節能技術中，應用比較成熟的技術有很多，如能量回收技術，既能高效率的回收再利用能量，也能節省能量消耗。在暖通設計時應用時，由于暖通系統運行過程中換熱器和空調回收器等設備會產生一些熱量，如果能收集這些位置的熱量，將其儲存到能量站中，之后轉化為熱能輸送給各個房間，就能夠在節約成本的情況下高效率供暖，并可得到理想的環保、節能效果。

3.6 運用可再生能源

將新型節能理念融入到暖通空調系統的過程中，不僅要考慮到整體的節能效果，還要創新設計方案融入節能理念以及創新能源的使用種類。現階段暖通空調系統應用比較廣泛的新能源技術有風冷熱泵技術、地源熱泵技術2種。

地源熱泵技術是將地下水或者是底層土壤作為低溫熱源，把這些熱源輸送至地熱能交換系統并轉化為空調系統所需要的電能；風冷熱泵技術需要利用風機進行強制熱交換，這個過程會排出或是吸收熱量，因此如果能夠合理利用這些新能源技術，就能夠在暖通空調系統中引入更多新能源，節省更多資源消耗。如，某個建筑物周圍有豐富的地下水，就可以利用地源熱泵技術，從地下水中獲取熱量或排放熱量。而熱泵機組也會利用這些熱量制冷水或制熱水，并將這些冷水和熱水輸送給各個房間，滿足各房間的供熱和供冷需求。

3.7 優化設計注重低碳環保

設計人員在進行建筑暖通系統設計時，時刻遵循低碳環保理念，并進行高階優化和改進，確保暖通系統低碳環保。

為了降低建筑物能源損耗，應確保其具有較好的采光和通風，然后借助自然資源降低對暖通設備的消耗就達到低碳環保的目的。同時，設計過程中，可明確規定建筑材料和技術，并要求在合理控制成本的條件下，優先采用低能耗的環保設備。此外，設計人員還要注重對可再生資源的利用，如太陽能是當下利用頻率較高的一種可再生資源，將其與暖通設備相結合用在暖通系統中，能顯著降低設備能耗，實現低碳環保的目標。另外，如果建筑所在地有著豐富的太陽能源，支持暖通設備后還有富余，可以將其應用在照明、供暖等系統上，進一步降低建筑能耗。

4 結語

為響應我國“雙碳”的目標，在暖通工程施工中對暖通系統進行具體設計時，應根據具體情況適當變通。應考慮到建筑物的實際需求和應用情況，才能提高建筑暖通設計的節能性。因此，在暖通系統節能設計時，可將新型節能理念融入其中、不斷改進設計思路、豐富建筑物的使用功能，以及引入新技術、新建筑材料和大膽使用新能源，緩解我國能源供需方面的壓力，助力經濟和環境方面的飛速發展。