节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用

王立

（大同市二院建筑设计研究有限责任公司，山西 大同037000）

众所周知，暖通空调是建筑中能源消耗较大的系统，如果不对其加以处理和优化，将会与我国节能减排发展理念相背离，进而阻碍建筑行业的前行，降低我国经济的效益。为此，在建筑暖通空调设计中，除要考虑暖通空调系统结构、性能外，还应从节能减排方面入手，对系统设备实行优化调整，以降低建筑能耗，提高资源的利用率。

1 节能减排理念

节能减排理念中包含两方面内容，即节能和减排。节能指的是节约能源，控制能源损耗，减排则是抑制污染物排放，控制环境污染，两者既独立又紧密联系。减排要求科学使用节能技术，减少因片面性的控制污染物而引起的能源过度损耗问题，实现环境效益和社会效益的共同进步。节能则是利用科学的管理方式，对能源使用的各个环节实行管理和控制，从而降低损耗量，减少能源使用后污染物的排放，缓解现存能源危机，提高能源利用率。

2 节能减排对于暖通空调节能降耗的意义

建筑行业的快速发展加剧了我国能源消耗。据现有数据统计，建筑能耗已达到总能耗的一半以上，其中以暖通空调带来的能耗问题最为严重，能耗量已经达到建筑能耗的2/3。但随着城市化进程的加快，暖通空调系统已经成为建筑必备设施，如果不能对暖通空调加以优化和调整，则带来的能耗问题也将得不到解决，反而有增加趋势，这不利于我国对非可再生资源的管控。再者，暖通空调系统运行中产生的废物杂质较多，排放到空气中会对环境带来较大污染。因此，有必要将节能减排理念融入到暖通空调设计中，做好能源控制，改善环境品质。

具体来说，节能减排理念在暖通空调设计中的应用意义为：

首先，提高可再生能源利用率。节能减排理念的融入，可加大清洁型能源在暖通空调设计中的应用率，以清洁型能源替换部分非可再生能源，促进暖通空调的正常运转，降低污染物排放量。

其次，降低运行成本。在节能减排理念影响下，暖通空调设计中以可再生资源的转换做到电能的供应，降低电能损耗量，节约更多资金成本。

最后，实现人与自然的协调发展。节能减排理念下的建筑暖通空调设计，更加注重能源节约、环境保护，以科学有效的方式和先进技术，减少暖通空调使用中污染物的排放，控制对自然环境带来的破坏，提高环境质量，为人们营造舒适、健康的生存空间，达到人与自然协调发展的目标。

3 暖通空调系统节能减排的设计方法

3.1 参数设计

参数设计是暖通空调系统运行的基本保障，要加强其合理性、可行性。由于建筑所在区域特征的不同，对暖通空调系统的要求也会有所不同，在性能参数设计中，应对所在区域气候、环境变化予以调查和了解，在标准设计方法的指导下，综合各项影响因素，对系统内部组成及冷热源设备运行参数加以调整和确定，促进暖通空调系统的正常运转。另外，参数设计中，除性能参数的设定外，还需做好系统尺寸参数、占地面积、机组零部件尺寸等参数的计算和设定，预留合适位置完成安装作业。

3.2 运行模式规划

在参数设计基础上分析和确定系统运行模式，对提高系统运行稳定性，密切系统内部设备间的关联，降低能源损耗有显著效果。传统的暖通空调系统运行以非变频模式为主，带来的能耗问题较为严重。现阶段设计中，可直接通过变频技术的引入，提高系统运行效率，达到自动化调节目标。如在公共商业建筑内，变频技术的应用可降低暖通空调系统运行中的功率和负荷，减少能源损耗，在增强商场内部舒适性的同时，也达到节能减排目标。再比如某建筑工程项目在设计过程中，融入了冰储冷技术（见图1），在用电低谷期，储冷系统作用下，水变冰，完成储冷；在用电高峰阶段，将冰变为水，缓解供电压力，且减少能源消耗，将额定功率控制在一定范围内。

图1 冰储冷技术

3.3 围护结构

暖通空调系统的运行目的是调整建筑内部温湿度，为人们提供舒适的居住环境。围护结构其实与暖通空调系统有相似性，围护结构是利用保温材料，减少建筑内部热能散失及外部的干扰，增强建筑内部的舒适性。如果在设计中，将两者有效结合起来，利用围护结构减少暖通空调系统应用，可有效降低能源损耗及环境污染，达到节能减排目标。

3.4 新风系统

新风系统可以说是暖通空调系统的一项改革，通过新风系统的合理控制，可在维持建筑内部舒适性，降低能源损耗，见图2。不过在设计中需注意新风系统送风量的把控，风量过大会增加系统运行负荷，使电能转化不充分，出现部分能源上的浪费。因此，在设计过程中需要对新风工况和送风比例展开科学调整，最大限度降低能源损耗问题。如某地区夏季室内空气露点为23.1℃，送风温度要控制在24℃左右，在此基础上，进一步计算送风量，为人们提供舒适的室内环境。

图2 新风系统

3.5 可再生能源的应用

在节能减排理念的作用下，可再生能源得到进一步开发和利用，可替代传统能源，为暖通空调系统的安全高效运行提供保障。目前常见的可再生能源以太阳能、风能、地热能、潮汐能这四种为主，其中太阳能和地热能是建筑中较为常见的能源，尤其是太阳能在暖通空调中得到最为广泛的应用。如太阳能热泵系统在实际应用过程中，可以将太阳能转化为电能和热能，这不仅可以降低电能损耗，也可减轻环境的污染。

3.6 热回收装置

建筑暖通空调系统在长时间运转中会产生多余热量，如果放任这些热量不管，其实也是一种能源浪费的表现。而将这些热量进行回收重新利用，不仅可实现节能目标，也可提高暖通空调系统的运行效率。热回收装置就是开展多余热量回收再利用的重要装置，其可将不同状态下、不同热性质的流体实施回收处理，转化成湿热和总热重新运转在系统内，从而降低冷热源能量损耗，做好室内温度的科学调控。不过在设计过程中，热回收装置与新风系统间的运转会存在一些矛盾，导致系统散热能力变差，增加热能的损耗。

为此，要求设计人员准确计算新风系统的投入量，让余热得到充分的利用。如某商业建筑利用热泵系统，将热水供应系统和循环制冷系统相结合，利用回收的热量加热水源，满足热水供应的同时，也合理利用了冗余热量，减轻了机组的运行负荷。

3.7 能耗指标

能耗指标指的是热媒介质传输中能量降低指标参数，对其实行科学管控，可达到优化和调整暖通空调运行模式的效果，完成热能传输方式及传输材料的科学选择，从而加强暖通空调系统中动力传输系统设置的合理性，维护系统运行的效率和安全。

这里以某建筑工程项目为例，其在进行暖通空调节能减排设计中，充分利用计算机技术，对暖通空调运行情况展开实时的全动态监测和管控，准确计算能源损耗量，增强设计效果，达到节能减排目标。同时在暖通空调设计中，增设控温系统，将冷水机组的标准温度控制在16℃左右，并做好温度变动管控，一旦出现超出或低于现象，立即报警，找出变化原因并加以调试，以此减少能源损耗。通过该方式，最终计算能耗降低了30%左右，还让建筑外的噪声得到有效隔离。

4 结束语

总而言之，建筑暖通空调设计中，务必加大节能减排理念的重视力度，遵循节能减排的要求开展各项分析和处理工作，优化热回收装置，掌控能耗指标，且提高可再生资源利用率，以降低系统能耗，在加强建筑内部舒适性的同时，提高建筑的经济效益，做到建筑与环境的协调发展。