绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用

聂斌霞

伴随城市化进程的日益加快，房屋建筑的数量日益增加，而暖通空调系统在建筑工程项目的应用中起到了轻重的作用，直接影响着社会大众的日常居住与生活的舒适性。绿色理念可实现社会环境的高效保护，提高生态效益。因此，探究绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用具有重要的现实意义和理论意义。

1 工程介绍

新干中等专业学校建设项目教学楼工程包括A 栋、B 栋、C 栋、D 栋4 栋教学楼，建筑面积12399.76 m2，用地面积105318.72 m2，其中计容建筑面积12399.76 m2，无地下室，工程项目结构如表1 所示。

表1 新干中等专业学校建设项目教学楼工程结构

1.1 防火分隔物

本工程屋面保温材料采用的是挤塑聚苯板，燃烧性能等级为B1 级；屋面保护层材料为混凝土，燃烧等级为A 级；外墙面保温材料采用的是半硬质矿（岩）棉板，燃烧性能等级为B1 级；屋面保护层材料为细石混凝土，燃烧等级为A 级；防火墙采用烧结页岩多孔砖及实心砖，耐火极限不少于3 h；主楼梁、板、柱耐火极限均符合二级耐火标准。

1.2 防火分区

地上建筑耐火等级均为二级，地上每层分为2 个防火分区，每个防火分区都设置2 个安全疏散出入口。

1.3 安全疏散

1.3.1 疏散楼梯

本 工 程A 栋、B 栋、C 栋、D 栋教学楼各栋每层均有1 个防火分区，每个防火分区都设有疏散楼梯。

1.3.2 疏散出口

本工程的疏散出口门，需要根据地面或墙面粘贴的消防指示图标向着箭头指向方向开启。

2 建筑暖通空调系统节能设计的原则

2.1 低损耗性

在建筑工程项目的建设过程中，能源耗损不可避免，而暖通系统设计作为重要步骤，应加强对暖通系统能源消耗的严格控制，积极响应国家“双碳”目标，将绿色环保、循环经济的理念融入各个环节，多措并举推进节能减排。暖通系统设计中存在较多的高消耗问题，为更好地处理消耗较高的问题，节能设计人员需注重优化创新，积极运用新型的科学技术[1]。

2.2 实用性

实用性始终是社会大众的基本需求，在建筑暖通空调系统的设计过程中，应将实用性原则积极融入设计中。例如，应充分考虑能源的价格、机械设备的性价比及使用年限等，进而实现实用性较高和减少能源耗损的目标；充分结合环境的变化进行有效调节，进而设计出智能性、科学性、人性化的系统，充分保障暖通空调系统的后续维护[2]。

2.3 灵活性

在建筑暖通空调系统的设计过程中，需要遵循灵活性的原则，建筑暖通空调系统可根据环境的变化积极调节。目前，常用的空调系统包含变风量空调系统与变频空调系统，其中变风量空调系统具有较强的节能效果，能够防止冷凝水现象发生；变频空调系统安装便利，能够自主调节温度。这2种空调系统都具备较强的灵活性，并且消耗的能源较少[3]。

2.4 可回收

将可循环利用原理运用于暖通空调系统的节能设计，对降低建筑运行费用有一定的指导作用。第1，采用可循环原则，在进行建筑暖通空调系统设计时，使用具有再利用特性的组件，可以在后续的维修工作中降低系统维修成本。第2，可循环利用的原则，有效地贯彻了绿色发展的理念，将可回收原则作为系统节能设计方案的指引，可以让暖通空调系统中的一些部件实现再利用，从而减少生产环节的资源损耗，进而有效地提升暖通空调系统的环保性和经济性。对单一部件进行拆卸和更换，可以避免由于单个部件损坏而给系统整体运行带来较大的影响。同时，回收后的零件还能进行多样化的二次利用，使其剩余价值得到最大程度的发挥，达到资源高效集约利用的目的。

2.5 环保性

在现代社会中，环境保护是一项重要课题，不仅与社会经济全面发展息息相关，还与人的健康和生存联系紧密。在建筑行业中，建筑暖通空调工程是一项十分关键的工程项目，直接关系到整个项目质量及运行效率。在建筑暖通空调系统节能设计的过程中，需要严格遵循环境保护原则和绿色环保理念，高度重视建筑节能工作，通过有效的技术手段提高建筑工程质量，实现环境效益与经济效益双赢。

3 绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用策略

3.1 选择适宜的热源

绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用首先需选择适宜的热源，若选择高效清洁的能源，即可顺利实现节能优化，有利于环境保护。目前，我国北方供暖通常采取集中供热方式，制冷通常选取电能方式；而南方大部分建筑暖通空调系统的冷热源都选择电能方式，利用电热转化模式为建筑物供热或制冷，此模式不但可能出现严重的能耗损失，而且会因电力系统的运行造成环境污染。除了北方地区的集中供热之外，在选择热源方面，应坚持因地制宜的原则，深入分析建筑类型和使用特征，选取适宜的热源，如空气源热泵、太阳能、地源热泵等[4]。

地热能在新干中等专业学校建设项目教学楼工程A 栋、B 栋、C 栋、D 栋教学楼中具有显著优势。利用地源热泵（图1）可替代传统电力能源的应用，推动节能环保作用的充分发挥。地热能源的运用有助于从建筑物所在区域的土壤中获得低品位的热能，并利用少量的电能，为建筑物提供良好的供热服务，促进暖通空调系统功能的充分发挥，地源热泵供暖流程如图2 所示。地源热能的应用通常是建筑物与所在区域的换热，需规避因暖通空调系统的运行为周边环境造成的压力。相关人员需详细检查建筑物所在的环境，对当地能否存有可用的地热能源进行详细分析，为设计人员开展灵活的设计提供帮助。同时，利用地源热泵和相关热能传输体系的科学设计，为建筑暖通空调系统运行的高效性和稳定性提供保障[5]。

图1 地源热泵（来源：网络）

图2 地源热泵供暖流程（来源：网络）

3.2 绿色理念在建筑暖通空调系统总体优化设计中的应用

在暖通空调系统的总体设计中，绿色理念的应用有助于提高建筑项目的舒适性与节能性。在建筑暖通空调系统节能设计中应用绿色理念，可实现建筑内部每个房间温度的调节与控制，有助于实现总体的优化设计。中央空调系统作为建筑暖通空调系统的组成部分，其质量与使用年限对整体建筑暖通系统的应用情况有直接影响，应充分考虑具体情况与业主的要求。暖通空调系统在穿越围栏时较易出现很大的负荷，冷热损失会对能源造成较大的消耗，而应用隔热保温效果性能最佳的围护结构作用显著[6]。

3.3 绿色理念在暖通空调冷热水系统和风系统设计中的应用

冷热水系统与风系统是建筑暖通空调系统设计过程中尤为重要的内容，绿色理念在暖通空调冷热水系统和风系统设计中的应用能够获得冷热水系统的最佳节能效果，有助于降低空调系统冷冻水与供回水的温度差，减少能源耗损，实现闭式循环模式的有效应用。

本项目应用的一泵到底的模式，是如今暖通空调系统设计中较为常见的方式之一，对日后暖通空调系统的维修保养工作意义重大，有利于降低施工投入成本，推动施工单位获得最大的经济效益。

绿色理念在建筑暖通空调系统设计中的应用，需充分结合本地的具体情况，在干旱的地区选用冷却塔循环模式，此模式有助于减少水泵的扬程，并且将其放置在良好通风条件的区域，可获得最佳的冷却效果，减少空调系统获得制冷效果应用的能源。空调系统中冷热水系统的泵流量是132 m3/h，其扬程28 m；地源侧热水循环泵流量的泵流量是100 m3/h，其扬程是23 m；冷却塔侧水泵流量是80 m3/h，其扬程为25 m。空调冷热水泵流量、地源侧热水循环泵流量、冷却塔侧水泵流量的具体效果均处在不低于80%的状态。

充分考虑暖通空调系统的具体运行条件，加强风系统的设计工作，使其符合绿色环保理念的标准要求，在此背景下，需充分考虑空调运行中的日常状态、温度设置、空气湿度等[7]。

3.4 加强可再生能源的应用

本项目在解决能源耗损的问题时，需要加强可再生能源的应用，包括地热能、太阳能、风能等，推动节能环保工作顺利开展。因太阳能十分丰富，还可减少对环境的污染，在建筑工程项目中获得广泛运用。太阳能在建筑暖通空调系统设计中的应用，通常涉及2 种方式：被动式和主动式。其中，被动式空调的使用情况较为复杂，而且需利用电力资源给予辅助，导致施工成本增加；在主动式空调系统的设计中，需应用太阳能集热器、风机、储热器等相关设备，推动其相关作用的充分发挥。

伴随科学技术日新月异的发展，社会大众对地源热泵的接受度不断提高。在地源热泵的应用中，通常采取浅层的地热能源，能够获得供热与制冷的双重效果，具有良好的节能效果。浅层地热能在地球表层以下均匀分布，因此建筑暖通空调系统将地热能作为能源进行供应时，可将夏季的热量传送到温度较低的地下，并且在冬季将地热能传输到室内，实现建筑空调系统能源的高效应用[8]。

3.5 绿色理念在热工性能优化设计中的应用

对于本项目而言，热工性能的优化设计作为尤为重要的工作内容，在开展阶段应明确注意事项，加强耗损指导工作。建筑工程项目自身的性能分析尤为重要，设计阶段兼顾形体的系数、建筑物自身性能等。本项目以底板辐射管理为基础，结合绿色理念的应用，有助于材料与设计方式等明确落实。充分结合采暖设计的指标与标准要求等，以设计规范为核心，加强大众居住环境中地板适宜温度的详细计算与明确，可获得建筑住宅中地板的适宜温度情况[9]。

3.6 减少能量输送损耗

绿色理念在本项目建筑暖通空调系统设计中应用时，设计人员需充分了解空调系统能源输送中耗损的众多能源，做好优化改善，防止能源的大量耗损。第1，建筑暖通空调系统能量输送节能设计中，工作人员需要选取保温性能良好的材料，并且积极利用现代化信息技术，在计算机辅助下严格控制能量输送，减少能源资源输送中能源资源的大量消耗，有效提升能源资源的利用率。第2，为防止小动力系统造成额外的能源资源耗损，在具体设计中，设计人员可优先选取动力强的传输系统，利用动力强的传输系统具有的低流速与强负荷特性，在充分结合建筑暖通空调系统维护结构的条件下，有效减少能量输送损耗。第3，设计人员在建筑暖通空调系统设计中应重视严格控制供水和回水温差，严格控制空调冷冻水比例偏差[10]。

3.7 与周围环境相协调

在本建筑工程项目暖通空调系统节能设计中，应注重贯彻落实节能设计理念，设计人员应明确能源消耗结构，利用能源资源结构优化改善调控能源的消耗情况，防止结构粗略形成导致能源资源消耗增加。不仅如此，在具体的工作设计中，设计人员还需高度重视暖通空调系统的使用性能和环境、资源之间的关联度，充分结合建筑工程周围环境展开详细分析，将环境保护理念积极融入设计中，从而减少外界环境给建筑暖通空调系统带来的不良影响。

4 结语

综上，现代化建筑工程的施工建设中，应注重建筑内部各种设施的健全性，尤其是作为重要组成部分的暖通空调系统。建筑暖通空调系统的设计质量直接影响建筑工程室内环境的舒适度，因此在建筑暖通空调系统的安装过程中，应充分考虑安装工程的成本与建设企业的效益。同时，为了保障建筑暖通空调节能设计获得最佳效果，应积极融入绿色理念，确保建筑暖通空调系统有良好的绿色节能环保特性，从而减少建筑工程对资源与能源的损耗，推动绿色建筑行业的可持续发展。