暖通工程施工中的节能设计分析

王正莹 中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司

1 节能理念下暖通设计的问题

1.1 暖通设计忽视节能设计

在建筑设计工作开展过程中因设计师需要兼顾方方面面，所以有时候设计师就不会把关注点放在节能设计上。其实，节能设计对于后期的施工技术要求比较严格，需要消耗大量的资料；而且节能设计工作较为复杂，不仅需要详细计算各种能源的消耗情况，还必须严格按照国家的节能建筑标准要求来完成才行。因此，只有专业的设计人员才能够做好暖通节能设计，但当前还有很大一部分设计人员的专业能力达不到要求，导致其在暖通设计时忽视节能设计。

1.2 对绿色理念与节能设计理解不透彻

现阶段我国的暖通设计依然采取传统的设计理念和设计方式。这是因为设计人员接受的是传统教育，了解的是传统设计理念，还没有过多的接触绿色设计理念和节能设计理念。一些设计人员虽然对此类设计有所了解，但却从未涉及过，在短时间内无法接受。虽然，也有一部分观念先进的设计人员开始主动学习绿色理念和节能设计，但没有接受过系统性的培训，缺少实际设计经验，无法完成标准化的绿色节能设计工作。

2 新型节能设计理念

2.1 协调设计理念

暖通空调系统是由空气调节、通风等不同的系统组合而成，要求设计人员必须拥有协调设计的理念，在进行节能设计时应考虑到暖通空调系统的方方面面。如果不能考虑到各个系统的协调性，就难以提高整个系统的节能性，因此要进行全面分析、整体设计。

2.2 可循环设计理念

可循环设计简单的理解就是在设计建筑暖通空调系统的过程中，高效率利用可再生资源。现阶段，我国大部分地区都使用了取暖设备，有一部分地区的使用频率比较高，每年都会消耗大量的能源。如果不能解决这个问题，我国依然会出现较为严重的能源损耗。因此，在进行节能设计时即使使用的是可再生资源，也要考虑到充分利用的需求。

3 绿色理念及节能设计的暖通设计应用

3.1 使用合理的节能建筑材料

随着科技的发展及人们越发重视节能环保工作的开展，建筑行业出现了很多新型节能技术和具有较好的保温隔热性能的绿色环保型建筑材料。

为了推动建筑行业朝着绿色节能的方向发展，可以从建筑工程设计这一环节就选用一些绿色节能技术以及新型建筑材料。新型建筑材料都能够减少室内外的温差，如在夏季阻挡外部的高温、在冬季留住内部的温度等，让居住者处在较为适宜的环境中，并减少暖通系统的使用，延长暖通系统的使用寿命，减少相关可再生资源的消耗。

但在选择设备时，也应当考虑到节能方面的需求，如冷源机，此类设备的能耗比较高，尽量选择能效高、能耗低的设备；同时，在具体选择时也应当考虑到建筑工程的实际使用情况和应用需求。

3.2 优化暖通设计方案

暖通设计时需要考虑到多方面的因素，设计者不仅要了解人体最适宜的温度、最佳节能效果的温度等，还要找到两者间的平衡，才能够得到理想的设计效果、满足节能环保方面的要求，给人们提供舒适宜居的环境。

一般情况下，建筑物内部是人们工作、生活的主要场所，有时候可能会出现人员密集、流动性大的情况，室内的空气流通度就会下降，温度和湿度也会受到影响。这就要求，在暖通设计时就要考虑到室内二氧化碳浓度的标准参数，并以此为依据设计新风系统，一旦检测到室内的二氧化碳浓度超标新风系统便会自动启动。因此，将新风系统应用到暖通设计工作中后，不仅能够提高设备间连接的紧密性，而且能够为后期的高效应用、管理提供便利。

3.3 优化蓄冷以及变频系统

暖通空调系统设计时有两个部分比较重要，即蓄冷系统和变频系统。这两个系统的使用频率比较高，也是能耗最大的部分，如果在设计时将节能型理念融入两个系统中，则能大大提高暖通空调系统的节能性。

3.3.1 蓄冷系统设计

在用电低谷时期蓄冷系统会自动进行制冷工作，将冷气储存在设备中；到了用电高峰期就会及时将储存在设备中的冷气释放出来，降低室内的温度。这个过程既能缓解用电压力，也能得到理想的节能环保效果。因此，在进行蓄冷系统设计时需要注意提高设备的智能性以及蓄冷性，只有这样才能够智能识别用电的低谷和高峰时期，并在无人操控的情况下自动完成蓄冷工作。当然蓄冷设备的高效率运行，还离不开蓄冷材料的支持，也应当保证材料的蓄冷效果。

3.3.2 变频系统节能设计

在针对变频系统进行节能设计时，需要调控水泵和风机控制室内的温度，确保室内温度在宜居的范围内。如果外部温度较高、辐射较强，室内外会产生较大的温差，此时要想均衡室内的温度，减少能量输出，就可以降低水泵频率，减缓风机转速。就实际设计工作来看，应用变频系统不仅能够降低整体的使用成本，还能够减少能源消耗。

3.4 改进能量管理模块

建筑暖通空调在运行的过程中需要运输或转换一些能量，如果将节能理念应用到此环节，不仅做好能量管理工作，也可以减少能量损耗。因此，可以制定一个能量消耗值，超过这个范围，控制设备便会自动调节进行能量管理，此时就不会再消耗能量。

3.4.1 优化启动和停止模块

根据设备的实际情况，设置一个临界温度，如果检测到设备的温度超过临界温度，停止模块就会自动工作，同时一旦温度下降启动模块也会自动工作，整个过程不需要人工操作就能智能化进行。

3.4.2 负载循环

设置一定的时间周期，按照周期启停设备，也能节省能量。

3.4.3 能量管理与统计模块

计算节能控制前所消耗的能量和整体的成本，对比节能控制工作开展之后的能量消耗以及成本，并在此基础上生成数据图标，按照日、月、年等不同的周期开展分析工作。

3.5 能量回收技术

在众多的节能技术中，应用比较成熟的技术有很多，如能量回收技术，既能高效率的回收再利用能量，也能节省能量消耗。在暖通设计时应用时，由于暖通系统运行过程中换热器和空调回收器等设备会产生一些热量，如果能收集这些位置的热量，将其储存到能量站中，之后转化为热能输送给各个房间，就能够在节约成本的情况下高效率供暖，并可得到理想的环保、节能效果。

3.6 运用可再生能源

将新型节能理念融入到暖通空调系统的过程中，不仅要考虑到整体的节能效果，还要创新设计方案融入节能理念以及创新能源的使用种类。现阶段暖通空调系统应用比较广泛的新能源技术有风冷热泵技术、地源热泵技术2种。

地源热泵技术是将地下水或者是底层土壤作为低温热源，把这些热源输送至地热能交换系统并转化为空调系统所需要的电能；风冷热泵技术需要利用风机进行强制热交换，这个过程会排出或是吸收热量，因此如果能够合理利用这些新能源技术，就能够在暖通空调系统中引入更多新能源，节省更多资源消耗。如，某个建筑物周围有丰富的地下水，就可以利用地源热泵技术，从地下水中获取热量或排放热量。而热泵机组也会利用这些热量制冷水或制热水，并将这些冷水和热水输送给各个房间，满足各房间的供热和供冷需求。

3.7 优化设计注重低碳环保

设计人员在进行建筑暖通系统设计时，时刻遵循低碳环保理念，并进行高阶优化和改进，确保暖通系统低碳环保。

为了降低建筑物能源损耗，应确保其具有较好的采光和通风，然后借助自然资源降低对暖通设备的消耗就达到低碳环保的目的。同时，设计过程中，可明确规定建筑材料和技术，并要求在合理控制成本的条件下，优先采用低能耗的环保设备。此外，设计人员还要注重对可再生资源的利用，如太阳能是当下利用频率较高的一种可再生资源，将其与暖通设备相结合用在暖通系统中，能显著降低设备能耗，实现低碳环保的目标。另外，如果建筑所在地有着丰富的太阳能源，支持暖通设备后还有富余，可以将其应用在照明、供暖等系统上，进一步降低建筑能耗。

4 结语

为响应我国“双碳”的目标，在暖通工程施工中对暖通系统进行具体设计时，应根据具体情况适当变通。应考虑到建筑物的实际需求和应用情况，才能提高建筑暖通设计的节能性。因此，在暖通系统节能设计时，可将新型节能理念融入其中、不断改进设计思路、丰富建筑物的使用功能，以及引入新技术、新建筑材料和大胆使用新能源，缓解我国能源供需方面的压力，助力经济和环境方面的飞速发展。