建筑暖通工程节能设计研究

王凯 巩茂康 冯小涛 济南金曰公路工程有限公司

据统计，目前，空调能耗占建筑能耗的55%左右，约占社会总能耗的20%。因此空调系统的节能不容忽视，降低空调系统的能耗对减少建筑系统总能耗的意义重大，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。安装暖通空调是为室内提供舒适的工作和生活环境。其作用主要包括控制空气温度、湿度、气流速度和洁净度等。在正常的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足舒适感为目标，在恒温恒湿或有清洁要求的工艺性空调室内，主要以满足生产工艺为标准。但由于建筑物的密闭性逐渐增加，装修档次也越来越高，从而导致室内污染物的滞留量增加及延长停留时间。如烟雾、病菌及从家具、墙面、地毯和油性漆中散发出的多种致病化学物质，加上通风换气量的明显不足，空气在室内循环造成室内空气品质严重不合格。如何才能有效地解决空调房间存在的空气品质问题，已引起人们的广泛关注。

一、暖通空调的节能设计

空调节能系统的设计必须根据工程具体情况，对空调运行季节进行全方位、全过程的分析，找出一个合适的方案，使空调系统在不同的室外气候参数或室内状况下都可以经济、合理、正常地运行。

一是采用合理的冷热源。对系统设计中的设备进行合理选型是影响空调节能的关键因素，合理配置中央空调系统的冷热源对节能和能源合理利用关系重要。中央空调系统常用的冷热源配置方式有水冷冷水机组加锅炉、热泵型机组和溴化锂吸收式机组。比如：溴化锂机组的能效比（制冷量/消耗的热量）比较低，省电但并不节能适用于有废热和余热的地方，如热电厂等附近。

二是采用蓄冷系统。各地区经济发展不平衡，但程度不同地存在着电负荷峰谷差较大的实际，在用电高峰时电力供应不足，而在低谷用电时供应过剩的浪费。在实施电力峰谷电价的地区，就可以采取低电价时段采用冰蓄冷系统将水制成冰来储存冷量，高电价时段再将冷量释放出去，这会对整个电力负荷的移峰补谷工作起到很好的效果，并能产生较好的经济社会效益。

三是采用变频应用系统。变频技术在现在空调系统的使用中成为一种必然性，不仅能有效地改造空调系统的某些不足，还能较大地降低能耗、节省运行费用。采取变频技术的原因包括以下几点。（a）设计人员在进行设备选型时，通常会预留一定的富余量，事实上设备很少会在全负荷下运行，甚至不可能出现全负荷运行的情况。（b）建筑物由于使用环境的变化，负荷也会发生相应的变化。（c）建筑物的实际负荷会随着室外气候的变化而产生波动。正常情况下，空调设备只能按设备的额定功率运行。当负荷降低时，设备仍以额定功率全负荷输出运行。这就必然造成能量的浪费。如果使用变频技术，使空调设备的输出功率随着负荷的增减而变化，就会起到明显的节能效果。根据空调负荷状况，改变水流量或风流量能有效地实现节能。变风量（VAV）空调系统是通过末端装置来补偿室内负荷的变动，调节室内送风量以维持室温。变水量系统（风机盘管）是通过水量控制的方法来调控温度的。通过对水量、风量及主机的变频控制调节，可以实现所需空调负荷的用时匹配，使其达到节能的目的。

二、目前新的环保节能技术应用

一是热回收技术。主要是将空调机组排放出的热量进行回收，避免排风系统直接将空调房内的空气排出室外，造成能量的浪费。

二是低温地板辐射采暖技术。主要是在地板中直接埋设热水管用以加热地板，由地面辐射产生的热来加热室内空气。

三是地源热泵空调，主要是利用在冬季吸收土壤、地下水、地表水等天然资源的能量，向建筑物提供热能，夏天向天然资源释放热量，给建筑物供冷的一种高效节能的空调系统，具有经济、节能、环保等多方面的优势，也不存在分体空调那样影响建筑外观造型美观，同时弥补了我国传统的供暖制冷方式存在的许多问题，更重要的是在很大程度上为社会节省了能源，为环境减少了污染，缓解了电荒，也节省了开支。

四是太阳能空调，主要就是将太阳能转化为热能或电能进行制冷的一种方式。太阳能是公认的未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、无污染、安全性好等优点。

三、选择节能环保技术应用

一是选择节能的采暖空调方式。同一个采暖对象采用不同的采暖方式，其能耗、室内环境的舒适程度是大不相同的。如北方采用低温地板辐射采暖 不仅舒适而且此时的室内温度与采用散热器方式相比可以低2℃~5℃，能耗当然大为降低；在选择空调方式时选择辐射式空调方式一般比对流方式舒适节能。

二是选择高效的隔热保温材料。对墙、窗等围护结构使用保温性能好的材料，对暖通空调系统的管道系统也要选择高效的保温隔热材料，防止能量在输送过程中损失过大。

三是选择可再生能源或低品位能源的空调系统。不可再生能源的大量使用造成能源的日趋枯竭，环境日益恶化，开发利用天然可再生能源成为必然。在天然可再生能源中，太阳能、风能发电，太阳能供热或制冷系统，地源热泵空调系统等技术已经成熟，应大力推广使用。利用可再生能源的暖通空调系统，不仅有着显著的环境和社会效益，也是节能的最有效途径。

四是选择优良的暖通空调设备系统。选择优良的暖通空调设备才能使整个系统实现有效的冷热回收利用，如空调系统排风的全热回收，夏季利用冷凝热的卫生热水供应，负荷的灵活调节，使得系统能始终处在高效的状态下运行。

四、结语

综上，暖通空调系统是现代建筑中非常重要的组成部分，该系统节能水平在绿色节能建筑能耗中也起着非常重要的作用，因此被认为是具有战略性的问题，要实现暖通空调系统节能则必须从设计入手，研发更为高效的节能系统，并在整个施工中实施全过程控制确保施工质量，方能最终实现更为高效的节能效果。