绿色建筑暖通空调节能设计分析

陈晓花

中国电子工程设计院有限公司 北京 100142

引言

现今，在国内，采暖通风及空气调节系统（简称“暖通空调系统”）的设置已经相当普及，在大型商场、人群密集的车站、办公场所、学校都随处可见。暖通空调是利用设备来调节建筑内空气的温度、湿度及新风含量，以达到升温、降温及通风的目的。本文主要探讨了暖通空调系统的节能设计和降低设备噪声的措施。

1 绿色理念及其在建筑暖通空调系统节能设计中应用中的重要性

1.1 绿色理念的含义

绿色理念是在面对过去不合理的发展方式对人类自身和环境带来威胁的背景下产生的，它指导着21世纪的生态建设。绿色理念的实施，要求设计师在设计过程中充分考虑环境因素，通过采取创新的绿色技术及环保材料实现降低建筑能耗，减少废弃物的产生来保护环境，以实现可持续发展的目标。同时，绿色理念鼓励追求适度的消费和生活方式，以减少对资源的过度消耗。绿色理念的实践还涉及产业经济结构的优化调整，通过推动绿色技术和清洁能源的应用，来实现生产模式的转变，促进产业结构的优化升级，这为可持续发展提供推动力，使经济发展与环境保护相协调。

1.2 绿色理念应用于建筑暖通空调系统节能设计的重要性

1.2.1 实现商业、理念与环保的均衡协调。应用绿色理念于建筑暖通空调节能设计中，旨在充分挖掘建筑内外多个模块的节能环保潜力，最大限度地减少能源消耗。通过此举，既能让我们享受绿色生态环境带来的福祉，同时也让绿色理念根植于生产、生活中，逐渐实现商业、理念和环保之间的平衡与协调。在节能设计中，采用高效节能的暖通空调设备和系统，结合智能控制技术，实现能源的有效利用和管理。同时，注重建筑的隔热保温设计，合理利用自然采光和自然通风等被动节能手段，降低对人工能源的依赖。

1.2.2 降低诸多类型能量因子的无价值损耗。在现代市场经济变革与升级的进程中，作为“绿色”概念具体化的环保材料与装备得到了迅速的发展。例如，使用橡塑保温材料，具有抗腐蚀、防尘、耐老化、隔热、降噪等特征，能够明显提高暖通空调的质量，降低暖通空调系统的运行能耗，避免暖通空调系统能源的无用或低效损耗。另外，采用安全、耐久的新材料，还能降低建筑暖通空调系统的维修频率，使总体的经济利益处于更合理的水平。新型环保材料及设备应用能够提升系统的性能和可持续性，实现更高效的能源利用和环境保护，为建筑行业的发展注入新的动力[1]。

2 绿色建筑暖通空调设计要求

2.1 绿色环保

绿色建筑的核心是自然、舒适和环保，因此，在设计中，暖通空调要符合绿色环保的需要，从技术的应用、材料的选择、系统的运行3个方面着手，以达到节约资源，降低污染的目的。在保证暖通空调能够满足使用功能的前提下，提高了能源利用效率，降低了制冷剂的环境污染，减弱了暖通空调在运行过程中所产生的噪音，从而提升了暖通空调运行的生态效益。

2.2 节能降耗

如今，能源紧张已经成为影响社会发展的重大问题，受到广泛关注。在现代建筑中，暖通空调是必不可少的基础功能。然而，由于暖通空调本身能耗占比较高，其成为建筑能源消耗的主要构成。因此，在暖通空调的设计中，节能降耗成为一个重要的考虑因素。在进行设计时，优先提倡建筑物的设计和布局充分考虑自然通风和采光，最大程度利用自然资源来满足舒适的温度需求。再者，暖通空调设计人员要积极尝试应用可再生能源，例如太阳能、风能等。这些可再生能源具有持续的供应和较低的环境影响，可以有效减少对传统能源的依赖，从而降低能耗和碳排放。此外，引入变频技术也是一种有效的节能手段。通过变频技术，暖通空调系统可以根据环境变化自动调节功率来调节能量输出，按需供应，从而提高运行的节能水平，减少能源浪费。除了技术手段，还提倡在使用暖通空调系统时，合理调整温度设定，避免过度制冷或制热。

2.3 循环利用

通过对暖通空调材料的回收和再利用，可以提高材料的利用率，减少资源的浪费，实现能源的节约和成本的降低。这种循环利用的做法有助于降低对新材料的需求，减少能源消耗和环境污染。除了回收再利用，还可以注重材料的选择和设计的可持续性。选择环保的材料，如可降解材料或具有良好的循环利用性能的材料，可以降低对自然资源的消耗，减少环境负荷。同时，注重设计的可持续性，考虑系统的能效、耐用性和维护性，以延长设备的使用寿命并减少能源消耗。通过划分功能区、回收再利用和环保材料选择，可以提高暖通空调系统的能源利用效率，降低成本，并推动绿色建筑的发展。这样的设计理念有助于实现资源的有效利用，促进可持续发展的目标[2]。

3 暖通空调的设计原则

3.1 绿色保护原则

当前社会普遍追求低碳环保，这也是各行各业需要遵循的原则。在暖通空调运用中，节约能源和保护环境是至关重要的。虽然暖通空调可以显著提升生活质量，改善室内环境，增加舒适度，但其能耗较高且一些材料可能会引起污染问题。如果没有科学选材，尽管能实现一定的空气调节和温湿度控制功能，却可能对人体健康带来危害，并影响环境质量，与低碳环保的要求相悖。因此，在暖通空调系统设计中，选择采用循环材料和绿色材料，既能满足功能要求，又需考虑到材料的适应性是否对环境和人体有危害。这些材料不仅具备良好的功能性，还要具备环保性能，能够降低能源消耗和降低污染物排放造成的环境负担，从而实现可持续发展的目标。同时，应关注材料的生命周期，从生产、使用到废弃的全过程进行综合评估，选择对环境影响较小的材料[3]。

3.2 舒适性基本原则

暖通空调设计要为改善建筑室内环境质量服务。所以在设计中必须重视舒适性。既要有效调节室内温湿度，改善空气质量，又要积极尝试采用一些绿色环保材料，以减少运行中产生的环境污染问题，与此同时提升使用舒适性。

3.3 技术性原则

在进行智能系统设计时，需要遵循技术性原则。设计人员立足于整体功能的实现，严格按照国家现行法规的各项技术要求进行设计和安装工作。这样可以使工作人员掌握系统运行过程中存在的能源消耗问题，并及时发现系统运行中的异常情况，从而及时进行排查和维修，确保暖通空调系统的稳定运行。此外，技术性原则还包括对新技术的广泛应用。例如，可以尝试采用智能控制技术、变频技术等，通过优化控制策略和运行方式，实现系统能耗的降低和能源的高效利用。此外，还可以考虑使用高效的换热器和节能设备，最大程度地减少能源消耗[4]。

4 合理的安装设计能达到节能减排效果

4.1 冷热同源更节约资源

考虑到我国地域差异的特点以及客户需求的多样性，采用冷热同源的方案可以满足不同用户的需求，避免了单一功能设备的使用。采用冷热同源的空调机具有明显的能源输出优势。它不仅减少了设备安装所需的空间，还提高了设备的工作效率和能源利用率，符合节能减排的要求。然而，需要根据实际应用情况进行选择，避免“一刀切”的行为，因为这样可能导致资源的浪费。每个项目都有其独特的特点和需求，需要综合考虑诸多因素，如建筑结构、气候条件、使用场景等，才能制定最合适的暖通空调方案[5]。

4.2 蓄能技术的应用能减少能源压力

蓄能系统投入成本较低，但却能产生显著的效果，因此这种方法得到了广泛应用。通过采用蓄能系统，可以有效平衡电力供需关系，减少暖通空调系统对电网的冲击，提高电网的稳定性。同时，蓄能系统的使用还能减少能源浪费，提高能源利用效率。这种技术的应用不仅能够带来经济效益，还能减少对环境的影响，符合低碳环保的发展趋势。在应用蓄能系统时，需要充分考虑具体场景和需求，确保系统的稳定性、安全性和可靠性[6]。

4.3 节能的变频技术是空调未来发展的方向

将变频调速技术应用于大型商场、车站等人流稠密的地方，能够根据人流的变化，自动进行最优的节能操作。变频技术的优点就是可以对周围的温度进行智能感知，从而实现最节能、最优化地操作，让室内空气始终处于一种均衡的状态，这样才能保证设备的正常工作，同时也能维持较优的性能。暖通空调变频器的使用，是空调装备向智能化方向发展的一个重要方向，它可以有效地解决空调高能耗和环保的矛盾，同时减少了设备的运行成本。随着技术的进一步创新和推广，预计变频技术将在未来继续发挥重要作用，推动空调行业向智能化方向发展[7]。

4.4 使用变频技术

变频技术是一项在各行业广泛应用的重要技术之一，在暖通空调系统中也具有广泛的适用性，能够满足不同的应用环境和节能需求。研究表明，合理应用变频技术可以显著降低能耗，节能效果可达到50%左右。由于其卓越的节能效果，在现代暖通工程中得到广泛应用。在设计节能系统时，将变频技术纳入考虑，可以有效优化暖通空调系统的设计，不仅可以确保舒适度，还可以降低能源消耗，实现对生态环境的合理保护。因此，合理应用变频技术对于提升暖通空调系统的节能性能具有重要意义，并能够推动可持续发展的目标实现。

4.5 自然通风技术

在自然通风技术的应用方面，可以利用风压来实现建筑内部空气的流通，为人们创造更加绿色环保的生活环境。为此，我们需要注重建筑设计中的通风要素，合理设置通风口和窗户位置，最大程度地利用自然风力，使空气流动起来，并通过科学的建筑布局和材料选择来实现最佳通风效果。科学地应用自然通风技术，可以改善室内空气质量，减少对人体健康和环境的影响，实现被动节能。

4.6 冷热负荷计算

在当前的节能形势下，进一步加强冷热负荷计算具有重要价值。随着生活水平的提高，社会对空调的需求量明显增加，人们对空调性能也有更高的期望。因此，空调需要具备良好的冷热负荷调控能力，通过准确计算冷热负荷来提升空调的运行质量和节能水平，以实现在实际场景中的优异应用效果。在进行空调系统设计时，首先需要确认冷热负荷的相关指标，并以这些指标为基础进行相应的设计工作。如果经过计算后发现负荷值偏高，就需要考虑是否存在能耗过大或设备尺寸过大的问题，并采取适当的措施来缩减尺寸、降低能耗，以减少成本投入。因此，在确定暖通空调的冷热负荷时，需要全面考虑各种影响因素，找出关键因素，并确定合理的指标，以满足设计要求，实现最初的设计目标。

5 结束语

通过综合考虑和运用绿色理念，可以为建筑暖通空调系统的节能设计提供支持，为创建绿色生态环境做出贡献。同时，也需要加强宣传和培训，提高人们对绿色建筑和节能设计的认识和理解，以推动绿色理念在建筑暖通空调系统中的广泛应用。