建筑暖通空调节能优化设计策略探讨

贾晓飞

（北京维拓设计有限公司太原分公司，山西太原 030006）

0 引言

近些年，我国经济的高速发展，社会公众的日常生活水平有了明显的提升，与此同时，相对于社会公众生活环境的要求也随之提高。而空调行业已经逐步落实社会公众的日常生活中，并且逐渐变成发展的重要趋势。暖通空调在使用时，会消耗掉一些能源，依据对之前收集的数据信息进行统计可知，暖通空调运行过程中产生的电能消耗在整体建筑电能消耗的比例中占据较高的比重，因为季节不同，导致存在一定的差异性，而相对比春季与秋季，夏季消耗的比例最大，依据进行的相关调查结果能看出，如果将节能优化策略应用至暖通空调设计中，能有效降低空调电能的消耗，因此，对暖通空调的节能优化进行设计，是目前暖通空调高速发展的重要内容，健康舒适的居住环境是居住人民的基本居住要求，暖通空调系统在营造舒适的居住环境具有直接作用[1]。当前我国大力倡导建设绿色建筑工程，但同时也对建筑暖通空调系统提出的基本要求也随之增高，需要相关设计人员对建筑中的暖通空调进行优化设计和自动控制技术的不断更新，进而降低暖通空调系统产生的能耗，在确保居住环境的舒适度还能降低碳排放，保护生态环境。

本文以某地区某酒店为例，对建筑暖通空调的节能优化设计进行研究，该酒店位于市中心，建筑面积是120021m2，该酒店地上建筑楼高是22 层，地下建筑是一层，建筑的高度约为91m。该项目属于五星级酒店，地下建筑的主要功能是建设地下停车场以及一些设备用房。该酒店夏天供冷，冬天供热。

1 暖通空调节能优化的概念与意义

1.1 暖通空调的概念

暖通空调主要是指暖气以及通风和空气调节的设备，利用制暖达到空调使用的意义，增加空气对流使风不断流动，进而实现空气的调节，增加空气中的湿度，让生活环境更加舒适。暖通空调属于是空调中的一种重要形式，而普通空调只是能解决冷暖的问题，但不能解决空气的质量与湿度问题，暖通空调主要的特点是相对比普通空调来说人们生活的环境更具舒适性。暖通空调能对空气进行处理，处理的过程是先让外面的空气进入到室内，待进入室内的空气冷却之后在进行过滤处理，利用过滤能将空气中含有的细小颗粒过滤掉，使空气变得更加纯净，另外，还能对空气的湿度进行处理，让空气含有的湿度更符合人体感觉[2]。

1.2 暖通空调节能优化的意义

1.2.1 有助于提升可再生资源利用的效率

建设绿色建筑是我国建筑行业高速发展的重要方向，增加对暖通空调系统的节能优化研究的力度，有助于通过可再生的循环利用技术提升能源利用的效率。从目前暖通空调系统运行的现状能看出，日常运行以及维护产生的费用较高[3]。由于暖通空调系统应用的能源价格比较高；且暖通空调系统再能源利用和处理能力较差，致使能源产生严重损耗。暖通空调的节能优化能帮助暖通空调解除由于传统能源存在的限制问题，而应用可再生的资源能有效达到暖通空调运行过程中对于能耗的需求，有助于提高可再生资源利用效率。

1.2.2 有助于提升建筑相关材料利用的效率

建筑中暖通空调节能优化与完善会对空调系统在建设材料的选择产生直接的影响。如，建筑建设的资源节约与环保建设的基本要求，在对暖通空调建设材料进行选取时，必须尽量选取对环境污染以及产生影响比较小的空调材料，或选取处理过并进行回收在使用的保温材料，有效应用这些空调材料，不但能满足暖通空调运转的基本要求，还能将建筑材料对生态环境以及居住人民产生的影响降到最低[4]。出于对节能以及环保考虑，在建设材料的选取上尽可能就近取材，在最大限度上降低建筑材料运输的经济成本与人工经济成本，有助于提升绿色建筑材料利用的效率。

1.2.3 有助于进行加强冷热的回收利用

在暖通空调使用时，空调的热回收主要是指空调中对于能量进行有效回收的具体装置，利用空调中的排风扇对新风进行有效处理，从而减少对新风进行处理时花费的能量与经济成本，空调冷回收也是同样的道理。例如，为了达到暖通空调的节能优化目标，在对热回收的装置进行热回收时，要对建筑所处的建筑施工现场的自然环境与气候条件和建筑工程的现实情况等多种因素进行分析与调查，对排风中存在的有害气体比例等因素进行考虑，最后形成暖通空调系统。

2 建筑中暖通空调设计时遵循的原则

2.1 节能减排的基本原则

在可持续发展的背景下建筑暖通空调系统的设计需要遵循节能减排的基本原则，通过现代化的技术与设施对暖通空调系统的性能进行优化，减少空调系统运行过程中产生的能耗，是每个设计人员重要的使命，因此大力开发新能源以及使用新能源，例如太阳能以及地热能等，不同地区资源的现状存在明显的差异，必须找准优势资源，逐步提升新能源利用的效率，借助新能源具有的不破坏生态环境以及取之不尽的特征，逐渐取代传统的能源，这样会降低传统能源使用量，起到缓解能源危机的作用，由此达到节能减排的理念[5]。

2.2 先进性的基本原则

伴随科学技术的逐渐发展，市场上出现很多高新科技产物，将这些科技产物应用至建筑暖通空调系统中去，赋予空调系统智能化特征，有效推动我国建筑行业展示新气象，人们会被建筑的新类型吸引，并发出赞叹。通过研究与实践，我国建筑行业关于建筑暖通空调系统的建立形成宝贵经验，通过借鉴和参考一些发达国家成功的案例，与我国建筑工程相结合，对先进的技术与设备进行引进[6]。

2.3 舒适性的基本原则

人们每天会花费很多时间待在室内，室内的温度和湿度是否具有舒适度，空气质量如何，这些都与人们的身体健康具有密切联系。在进行建筑暖通空调系统设计时，一定不能为了经济利益使用一些对人体健康和自然环境产生损坏的材料，应该给建筑居住用户创建适合居住的空间，遵循人性化以及舒适性原则，对暖通空调系统进行优化，保证暖通系统空调系统的稳定运行以及更适合人们的身体和心理上的需求，真正的给居住人们带来享受，在这种情况下，建筑会博得用户的好感，发展前景非常广阔[7]。

3 建筑暖通空调节能优化策略

3.1 强化能耗传输设计

对暖通空调系统的节能优化进行设计时，发现暖通空调能源消耗比较多的是在空调系统进行传递的过程中，与此同时，建筑内部环境的温度和建筑气密性等一些因素也容易对暖通空调运行能源的使用率产生影响，为了尽量获取较好的节能效果，在提前做好建筑外部环境防御的基础上，依据社会公众对建筑内部结构环境的温度要求与湿度要求，对建筑暖通空调的热能消耗进行不断优化，掌握网络信息技术等一些先进技术发展的现状，将这些先进的技术应用在暖通空调节能设计中，利用网络信息技术以及相应的监测技术，配置出达到暖通空调基本工作要求的计算机系统，在暖通空调工作的过程中，进行监测，后台的相关人员能依据检测设备传递的数据信息，对暖通空调系统运行的情况进行分析，如果出现能源消耗异常或是其他状况，能及时派遣相关人员进行处理，进而有效提高暖通空调系统对能源使用更具合理性，从而达到节能优化效果[8]。

3.2 使变频空调设计得到完善

对暖通空调节能优化进行设计的环节中，为了有效提高暖通空调运行的效果，必须对相关技术的有效应用予以重视，当中变频调速属于是暖通空调设计的重点内容，强化对变频空调的使用能获取较好的节能效果，相关设计人员使用变频空调前，必须充分掌握建筑的内部环境建设对于暖通空调具有的功能提出一些要求，然后对建筑内部的结构环境进行调查研究，对空调的变频调速应用的具体情况进行详细分析，考虑到居住用户对于暖通空调使用的需求，对空调系统进行优化与调试，使相关参数得到调整，为建筑居住用户提供更优质服务[9]。使用变频调速能有效对建筑能源产生消耗量进行控制，从而达到较好的暖通空调节能效果，在多数建筑暖通空调使用的过程中，发现暖通空调由于电机以及风机和水泵等一些设备产生比较大的消耗，依据以前调查的相关资料进行统计，暖通空调中消耗的能量几乎都是应用在空调电机以及空调中的水泵等一些电器设备上，采用变频调速能提高空调工作的效率，将暖通空调设备工作的频率控制在稳定区间，满足暖通空调使用的需求，还能具有良好的节能效果。

3.3 使建筑热工性能得到优化

对建筑中暖通空调进行节能优化设计事，还要对节能要求予以重视，为了确保暖通空调使用的效果不会受到影响，需要针对建筑物的热功能涵盖范围的具体情况，如果发现建筑物的保温性能以及气密性等一些方面出现问题，则会对制热作业的效果产生影响，需要花费很多能源，才能使室内温度达到用户的满意温度。因此，必须对建筑中的热量维持和建筑的保温性以及气密性等具有的联系进行综合考虑。另外，建筑中的热量必须借助建筑内部围护才能得到扩散，考虑到建筑内部的热量进行传递速度以及传递的效果和建筑物外层表面之间的联系，针对建筑采暖能源伴随建筑体形的系数和暖通空调节能存在的关系，在建筑采暖过程中受到空气的渗透，建筑气密性比较差的部位容易导致建筑中产生的热量损耗情况进行及时调整，对建筑内部一些气密性比较差的位置进行严格重视，灵活选取节能的建筑材料，提高建筑物内部构建的安装精确度，增强建筑物内部密封的性能，以此减少由于空气的渗透为对暖通空调的调温能量的损耗值。

3.4 对地源热泵系统进行改进

地源热泵系统应用至暖通空调系统中，能有效提高暖通空调在建筑室内的制热和制冷方面的效果，在我国加大力度推进建筑节能环保过程中，将地源热泵应用至暖通空调中能借助地源热泵具有的优势，使建筑内部暖通空调在原有的功能上增加一些节能功能，将地源热泵应用至暖通空调中去，不仅能优化空调的节能效果，还不会对生态环境产生污染，符合国家对于绿色建筑设计以及建设施工要求。例如，当前很多设计人员依据项目工程所在地区提出的工程建设要求，及国家相关部门中具有规范性的文件，与业主对于建筑暖通空调提出的相关要求进行结合，由此引入地源热泵对空调系统进行设计，进而能在地源热泵产生作用下，使暖通空调能在夏季通过地源热泵对土壤中含有的热量进行吸收，然后进行制冷工作，减少冷却对能量产生的使用量，地源热泵能承担空调制冷过程中的负荷，使空调能一直保持在高效的运行状态下。在冬季时，空调在地源热泵的作用下，将热泵系统与空调供暖系统进行连接，以此减少建筑暖通空调供热过程中不存在任何作用的环节，有效减少制热工作而消耗的能源，从而达到较好的节能效果。

4 结语

结合上述内容，在可利用的能源逐渐紧张以及能源的利用和经济发展间存在的矛盾日渐突出的背景下，如何落实节能减排的目标成为各行业领域重点关注的课题。建筑行业是各个领域中能耗问题最严重的行业之一，在节能减排方面存在巨大潜力和发展的空间。为了更好的实现节能减排的目标，建筑工程设计的相关人员在暖通空调设计的过程必须将节能理念引入设计中去，利用对建筑的围护结构进行优化，减少输送产生的能耗，利用可再生的能源和风能设计等一些相应措施应用，在保证暖通空调系统再安全且高效运行的基础上降低能耗。