建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用与体现

常国成 中铁建工集团有限公司北京分公司

一、建筑暖通新型节能设计理念

现代物质生产和社会生产的日益快速健康发展，人们生活质量意识的持续快速进步，足以使许多传统建筑难以满足新节能建筑设计的理念。只有充分适应新时代经济大发展、顺应未来低碳生活理念、积极倡导采用新型节能建筑设计理念，才能充分满足现代城市人对现代建筑暖通空调系统节能的更高标准和要求。首先，在节能理念上，我国首先应该清醒和正确地认识到，只有真正保证个人能够与周围的自然环境和谐相处，才能真正保证我国未来的可持续健康发展。因此，在节能建筑规划设计和采暖空调设计过程中，要更加积极、准确地体现保护自然环境的基本理念，并将如何保护生态环境资源作为一个基本而重要的建筑设计和规划理念，纳入相关项目的总体设计中；其次，要充分注意建筑各耗能部分在建筑暖通空调系统结构中形成的空调系统的整体协调，确保整个建筑暖通空调机组的安全稳定；最后，合理的控制成本也是建筑暖通空调系统设计开发过程中需要考虑的一个非常重要的因素，以最大限度地减少用户对室内能耗的不必要浪费，充分体现追求绿色节能的发展理念，确保建筑暖通空调系统设计和开发过程中的健康和安全。

二、新型节能设计理念在建筑暖通设计中的具体运用及体现

（一）积极应用地源热泵技术

地源热泵设备主要是指利用地冷直接将中低品位热源自动加热转化为低品位热源和高品位热源的热泵设备装置。目前，主要用于有效替代和利用天然地下水、水库水等各类优质地下水资源，以河流、湖泊、海水等液体源的优质人工土壤源热为主要地面冷热源。土壤源热泵系统的基本性能参数也大致可分为三种常见的换热器类型，包括埋管式、地下热水源式和地下及地表水源式换热器。其中，地埋管换热地源热泵技术系统在热力工程中的应用研究是目前最深入、最成熟、最广泛的，其其主要技术结构是由主换热器和地下埋管换热器组成。通过热循环介质进行热交换，可以实现快速传热，实现循环传热。在冬季寒冷时，地源热泵机组能充分吸收地下产生的大部分热量，并将能量均匀地传递到每栋建筑，为建筑供暖创造条件；另一种场源热泵设备可以充分吸收每栋建筑内部散发的大部分热量，从而适当降低这些建筑表面的温度。一般来说，地源热泵产品的主要功能有以下几个特点：第一，热源可以回收和再生，也就是说，正因为如此，它基本上是最终产品，可以重复利用其所有可持续的可再生热能，真正实现其两个基本功能之一：夏季自动快速冷却，冬季自动加热；二是可以兼顾环保节能和环保节能，即其优点是对现有的人类自然环境资源带来的污染相对较小，甚至基本没有潜在的污染，能同时节约大量可利用的清洁电能资源和能源消耗。

（二）积极应用变频节能技术

变频调速、高效、环保、节能热泵技术主要是指利用太阳能热泵的技术方法，是指当室内温差和室内外地温异常升高时，阳光和热光通过变频大功率水泵变频驱动系统，各种外部环境因素发生变化，或由于一些与环境有关的物理或人为变化等多种因素，导致室外室内或暖通空调机组的室外热负荷突然异常增加，变频系统采用大功率变频调速功率调控设备和大功率变频大功率风机系统的运行调节，根据室外热负荷急剧增加引起的室外温度的实际负荷，逐步降低室外能源的实际浪费负荷，该技术可以有效地逐步降低室外能源的实际消耗负荷。鉴于当前实际运营阶段整个建筑行业的实际能源状况，变频建筑综合节能建筑系统本身的技术方案确实会有很好的发展前景，施工企业实现显著节能的技术推广和作用非常积极和明显，年综合平均能耗和实际能耗的年均节约率将至少达到45%左右。目前，我国大多数中小型建筑工程公司通过加强内部节能技术的设计和改造，以及相关工程设备的设备改进，利用自己的技术开展变频施工技术，可以更直接、更有效地用于加强我国建筑节能技术项目效果的评估和论证，有效提高经济效益，避免额外的能源消耗和经济成本增加等社会能源投资过多。例如，在确保冷冻水泵在冬季全年正常高效运行的整个过程中，剩余水量通常需要根据其设计温度标准保持在12%左右。如果冷冻水泵全年正常、连续、高效地运行，则全年始终保持最大冷冻水流量，而在冬季，由于秋冬温差较小，通常需要确保实际负载水温略低于冬季计划的最高负载温度。在设计冬季最高冷冻水温度时，水泵负荷水温的调节范围通常仅维持在零下8℃左右。如果水泵机组要在整个冬季持续高效运行，制冷运行过程中会导致能量不断增加，电能消耗高，那么在冬季可能会出现大量能源和电能浪费的尴尬问题。采用智能变频技术的节能水处理系统技术，能及时、良好地有效改善和解决这两大矛盾，并能及时实现冰箱水泵流量的智能变频智能管理，在很大程度上，它有效地避免了一个令人尴尬的矛盾现象，即浪费大量的能量，并因加速而耗尽。

（三）积极应用余热循环技术

近年来，余热发电高效循环水处理应用技术已逐步应用于建筑暖通工程和给水系统设计中。作为一种节能高效的新型节能建筑设计和余热循环节能技术，在系统中广泛应用余热高效循环设计和节能设计技术，可以真正达到有效降低建筑暖通空调系统中建筑能耗的程度，并能有效减少建筑暖通空调系统本身造成的建筑环境和室外空气污染。热循环与余热回收节能技术原理是指建筑基于热循环或传热的循环原理，通过直接加热和组合，形成热循环利用系统，从而整个建筑余热的最终热源可以更顺畅地从房屋内的任何供暖部分组合，或直接或转移或加热到其室内或其他部分。在国外许多大型反应堆工程建设方案中，电力系统、热液输送循环等操作系统往往包括许多不同操作类型组成的液体循环回路，它可以完全避免运行循环过程中各种放射性同位素对回路设计中的热液输送循环可能产生的辐射影响，如反应堆内的热流体输送，防止反应堆动力回路中严重的辐射污染安全问题造成的悲剧再次发生。在暖通空调系统工程建设中，通过回收利用系统，不仅可以节约能源，还可以有效降低整个系统的热资源消耗，这将更有利于暖通空调系统的供暖和热环境质量，可谓一举两得。

（四）优化利用清洁及可再生能源

在暖通空调系统优化改造设计和开发的施工工艺设计中，施工组织单位应积极引导和落实能源绿色理念，并加强在系统总体设计中充分有效地利用节能设计的优势和特点。首先，在系统能源类型设计目标选择的基础上，积极转变节能降耗设计的发展思路。考虑到当前我国严重的环境污染天气现象，以及全面反映社会能源供需矛盾的各种热点问题和考虑，能源目标选择方法的设计应侧重于服务于清洁燃料或具有可持续可再生经济最显著特征的传统能源的使用。本次设计预期的节能效果将体现在，它不仅可以完美地突出节能系统产品在高效、环保方面独特的技术功能优势，同时也有效避免了过度浪费资源所带来的不可避免的节能弊端。在这些新型高效能源设备的大力支持下，建筑工程暖通空调系统技术能够实现健康、深入、持久的高效发展，真正为我国建筑工程体系生命周期的延长和建筑工程质量的整体优化发展提供一定可靠的技术储备支持。同时，在室内暖通空调系统优化设计的具体实施过程管理中，施工服务单位需要进一步积极探索和引进各种环境监测和技术手段。在整个系统设计和运行之前，应在整个过程中对室内和周围空气环境参数进行动态监测。还可以根据周围环境条件的变化加强智能技术创新，有效实现暖通空调温度指标运行的远程智能自动控制，有效控制室内环境能耗的降低。

（五）采取各种措施降低能量传输损耗

在建筑暖通空调系统设备的长期运行和管理中，通常需要长时间连续输送一些有用的能量。在这些可用电能数据的实时传输和使用过程中，用户往往会受到许多其他有害因素的影响，造成一系列不必要的电能资源的严重浪费。面对上述自然现象，应尽快采取一些有效的技术措施，尽量减少空调和暖通空调系统中这部分能源系统在输电和用电过程中带来的其他不必要能源的直接损失，从而提高建筑节能措施的综合效果。例如，在室内能源系统的传输和使用中，尽可能选用隔热性能好的节能材料，以显著降低直接能耗的能量损失；灵活运用当前先进有效的数字计算机技术，方便用户动态、实时、准确地计算室内空气参数，从而灵活、自动地调整环境暖通空调系统，达到大幅降低运行能耗总消耗率的最佳目的；用户可以广泛使用具有良好稳定的传能机械性能条件的系统作为热能传输系统运行的基本动力源，快速提高能源输送和利用能力，降低系统能源在输送和利用过程中运行所带来的热能消耗风险；可以考虑大幅度或减少管道物料能量的回收，缩短循环管道，从而大大降低管道能量和整个循环输送过程系统的循环损失。

（六）科学设计空调系统

在空调系统的设计上，第一个要保证的就是良好的调节功能，随着环境中各种因素的变化，空调系统要能适应全年周期性的负荷变化，并且在适应的过程中也要能保证良好的系统运行情况，虽然这种适应性上的性能要求会对工程造价有着较大的压力，但是从长远的角度来看，这种要求在系统投入使用后的维护和运行成本是极低的。此外，为了考虑到经济性原则，空调系统在特殊的工作环境中要能采取自动化的运行方式。例如在公共的办公用建筑中，工作时间大多数为白天，因此在夜晚就需要根据工作需求减少能源上的损耗，而这就对技术人员提出了更高的要求。

三、结语

综上所述，在低碳理念的要求下，将新的节能设计理念应用于建筑暖通空调设计是建筑发展的必然趋势。为了更有效地减少对生态环境的影响，降低能耗和成本投资，建筑行业不仅需要技术创新和提高，还需要加强暖通空调设计的综合水平。通过采用新的节能设计理念和节能建材，最大限度地保证建筑的低碳环保，实现可持续发展。