节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用探析

摘要：近年来，我国建筑业取得了重大进展，暖通空调设计是建筑工程中非常重要的一部分。然而，据不完全统计，建筑的供暖和气候能耗占建筑总量的50%，这间接导致了能源短缺。因此，有必要加快落实节能减排理念，加强建筑供暖和空调系统的稳定设计，最大限度地减少能源消耗，以形成建筑业可持续发展。基于此，本文将结合节能减排理念在建筑暖通空调设计中的必要性，针对建筑暖通空调设计现状及问题展开分析，进而融合节能减排理念下建筑暖通空调设计理念，针对基于节能减排理念的建筑暖通空调设计途径展开探究，旨为相关人员提供参考帮助。

关键词：节能减排理念；建筑；暖通空调设计；应用

文章编号：2095-4085（2024）01-0140-03

0前言

空调是现代建筑业在建筑工程中的重要组成部分，其作用不容忽视。其不仅能有效地调节和控制建筑物的温度，改善建筑物的通风，还显著改善了人们生活的室内环境。将节能减排的理念应用于建筑供暖和空调系统的设计，可以提高供暖和空调的环境性能，改善建筑的整体外观，使居民的生活条件更加舒适。这符合当前绿色低碳发展的趋势。因此，建筑部门必须将节能减排的理念融入供暖和气候规划的各个方面，以降低建筑的能源消耗。

1节能减排理念在建筑暖通空调设计中的必要性

节能是指科学控制废物和污染物的排放。严格来说，这意味着通过科学的方法减少污染物排放，以达到节能的目的。节能和减排是相辅相成的。总的来说，节约能源不可避免地会导致减排，但减少排放并不一定意味着节约能源。因此，在节能降耗的背景下，有必要将这两个因素结合起来，以确保污染物减排与经济和环境效益之间的一致性。在工业化过程中，中国采取了定量、一般和综合的经济模式，通过破坏生态环境和宝贵资源来实现强大的社会经济发展。过去，经济发展侧重于对自然资源的“掠夺性”开发和利用，很少考虑资源价值和环境因素。大量污染物被释放到环境中，造成严重的环境破坏和巨大的资源损失。节能减排对环境保护至关重要。需要依靠各种先进的节能减排技术来减少废气、废水和固体废物等污染物的排放，降低能源消耗，保护环境。首先，确保能源与经济可持续发展是我国未来发展的主要趋势。其次，要节约能源和减少浪费，提高环境保护质量，防止社会非法使用和破坏生态环境，为生态环境的发展奠定坚实的基础。再就是开展适应可持续发展要求的能源减排工作，不断更新和发展绿色技术，有效利用资源，最终实现社会经济环境的协调发展。另一方面，在经济发展过程中，应加大力度不断提高公众的环境意识，提高节能质量，减少浪费，促进人与环境的和谐发展［1］。

2建筑暖通空调设计现状及问题

2.1建筑暖通空调设计现状

近年来，面对日益增加的环境压力，各国纷纷呼吁保护环境，强调资源的可持续利用。节能话题一直受到企业的高度重视，这在一定程度上推动了供暖和空调技术的发展。暖通空调作为一种重要的能源消费出口产品，必须与时俱进，在激烈的市场竞争中保持长期竞争力，才能不被淘汰［2］。

2.2建筑暖通空调设计问题

供暖和空调系统的设计质量决定了整个系统的能耗，节能设计规范和标准在节能紧凑施工中发挥着重要作用。在此基础上，设计院制定了有效保证工程设计质量的方案。然而，一些项目设计过程中过于依赖业主的个人经验或不适当的要求，导致能耗高、投资高，超过了国家能耗指标，因此仍然没有对此给予足够的重视。此外，现有的节能标准主要集中在民用建筑上，公共建筑的节能规则不够明确。尽管我国大型公共建筑总面积约占城市建筑总面积的5%，但其能源消耗总量占社会能源消耗总量的20%。因此，应该在标准方面加强对公共建筑节能设计的要求和建议［3］。

3节能减排理念下建筑暖通空调设计理念

在实践中，有时不可能建立一个单独的集体供暖系统，但其又必须满足当地人口的需求，这就需要更好地监测节能系统。供暖和空调必须确保以某种方式调节每个房间的温度，一切都要在完全控制之下，整个供暖系统要处在已经准备就绪的状态。毫无疑问，在此状态下即可满足不同人群的热量需求，又能大大减少能源消耗。在规划建筑供暖和空调系统以节约能源和减少浪费为目标时，相关管理者必须提供全面的规划，这是最基本的原则。在具体设计过程中，设计师必须充分考虑设计的各个方面，将节能减排理念融入整个建筑的供暖和气候设计体系，这也是设计师面临的一大挑战：他们必须能够系统并全面地协调供暖和空调节能减排设计的现状和作用，并将其整合到各个方面，以便进行全面的研究。要密切监控并完成设计，尤其需要更多的关注设计细节。从设计到竣工，仔细分析问题及其优缺点，以落实节能减排理念。为了贯彻诚信原则，相关设计师不仅需要丰富的知识和经验，还需要高度的专业精神［4］。

4基于节能减排理念的建筑暖通空调设计途径

4.1暖通空调设计

第一，暖通空调设计必须符合国家相关法律法规，禁止任意增加采暖和空调的设计参数。在规划空调系统时，应根据投资成本、实际情况和建设项目的特殊需求，设计不同级别的建设项目和加热温度。通常，风机盘管和新风系统被用作供暖和空调系统的主要操作系统，冷热源供回水温度夏季为7～12℃，冬季为60～50℃。在规划空间供暖和空调时，供暖和空调应尽可能集中热空气和冷空气。同时，房间应该有一个单独的新风系统，通过通道将处理过的新风送入房间。浴室应该配备足够的排气扇。建设项目中的走廊、楼梯、电梯等相邻区域可根据其具体设计要求配备适当的空调。风机盘管有两种类型：水平隐藏或暴露和垂直隐藏或暴露。水平隐藏式风扇一般常在房间里使用。在传统民用住宅中，风机盘管送风口通常位于房间入口上方的天花板上，具有横向气流。风机盘管回风口则在走廊天花板位置。盘管和非标机舱风机的选择和位置应根据具体装修情况确定，并与装修密切配合，毕竟，在安装供暖和空调系统时，也应该使用合理的安装方法。建筑工程中的暖通空调安装一般分为三种类型：变风量安装、集中安装和分散安装。在新风空调系统安装过程中充分考虑节能环保的理念后，采用分散式安装明显满足了建筑环境和新风空调系统节能设计的需要，这样可以更有效地降低送风空调运行的节能环保特性，减少送风空调运营过程中的资源浪费。因此，在建设项目的热控规划中，将供暖和空调中的新风负荷和内部负荷分配到不同的空调系统进行处理，最终形成新风和空调终端的共同运行模式。此外，在安装新风机和空调时，需要注意的是，新风机采用CAV控制模式，以确保在新风负荷变化时有足够的新风进入房间，而终端空调采用变风量。这种控制方法，可以有效控制内部变化和差异，最终确保空调运行过程中室内空气清洁舒适，同时减少运行过程中的能量损失，改善供暖和空调系统的各种功能特征［5］。

4.2实施分时分区供暖

（1）分时供暖。根据施工过程中的热耗特点，适当调整供暖系统的供暖时间，降低能耗。这项措施尤其适用于公共建筑。供暖和空调系统有一个计时器，可以记录室内温度以及回水温度。例如，公共建筑的室内温度在工作和休息期间应在18℃以上，在工作日夜晚和节假日应在5℃以上（以防止冷冻设备造成损坏）。

（2）适当调整室内空调的温度。在规划或操作建筑物的供暖和空调系统时，室内设计师和工人往往会选择更高的室温设置来实现室内的舒适，从而导致不必要的能源损失。室内空调的温度必须满足人们对室内舒适气候的要求，同时其也会直接影响建筑物的冷热负荷。室内外温差越大，传递到建筑物周围结构的能量就越多，内部负荷和新风负荷也就越大，导致建筑物的能量损失。因此，设置最节能的室内温度是在降低能耗的同时保持室内热舒适的必要前提。使用DEST模拟建筑物在不同气候温度下，在相同的热扰动参数、围栏参数和室内湿度值下的夏季和冬季的能耗。结果表明，随着冬季气温的下降，供暖期间年总负荷和最大供暖负荷均下降（室内温度从21℃下降到17℃，年总负荷将下降13.7%）；如果夏季室内气温升高，则年度空调系统运行总负荷和最大冷负荷下降（如果室内温度从24℃上升到28℃，则年总负荷下降25.2%）。从节能、减少建筑供暖能耗和排放以及相应降低冬季目标温度和夏季目标温度上升等方面，修订更高的室内外温度标准，不仅满足了室内活动和员工的需求，改善了室内环境，也有效地降低了能源消耗。

4.3科学运用热回收装置

一般情况下，建筑供暖和空调系统的排气未经处理就直接排放到了室外，并且排气的热量没有得到适当的利用，导致能源损失和热污染。如果这种热量可以在新风中加热，那么在相同的内部负荷下，风扇负荷会减少，室内空气质量会得到改善。我国对余热回收的研究尚处于起步阶段，市场上几乎没有完整的余热回收装置。目前，通常使用两种主要类型：一种是普通热回收，其中普通热交换器用于在废气和新风之间传递热量和水分。传统的热回收设备包括翅片、热泵和转子；另一种类型是开放式热回收，使用可见热交换器在废气和新风之间交换热量。传统的热交换器包括热管、板式和中间型。开放式热回收和全热回收都可以达到节能减排的效果，装有热回收的空调系统的节能效果远高于未装热回收的空调。尽管开放式热回收的运行成本高于全热回收，但开放式热回收初始投资较小且更经济，因此选择开放式热回收更具优势。然而，需要注意的是，并非所有的供暖和空调系统的热回收效率越高其总热回收率就高，应根据实际情况进行综合比较。

4.4水泵变频设计

大多数中央空调根据设计条件选择冷却塔、冷却器、冷却水泵及其型号。在大多数中央空调系统中，实际运行负荷在40%至80%之间，最大负荷通常小于总运行时间的10%。对中央空调系统的广泛调查和分析表明，供水系统的能耗在中央空调系统总能耗中占很大一部分。尽管不同类型空调的能耗各不相同，但水泵的能耗仍比中央空调高出20%至40%。泵流量大、温差小的主要原因是泵的选择太大，在一定负荷下泵无法自动调节流量。因此，空调节能改造应建立在全面了解空调性能和能耗分布的基础上。水系统必须进行必要的变频试验，变频器通过改变电机转速来调节水泵的流量。控制参数是回水和铲斗之间的温差，用作控制的回水温差。该系统通过在水管和回水管中安装温度传感器来实时监测温度变化，并将两根管道的温度变化计算数据传输到控制单元。通过与指定值进行比较，可以根据负载改变泵的流量。然而，当采用这种方法时，可能会遇到峰值温度高的问题（在冷却水泵的工作频率下，顶层由于高辐射可以承受更高的负载，甚至会导致峰值温度高），超过设计极限。这可能是由于观测到的上层与管网沿线的水以及循环回水之间的温差调整造成的。作为调节水流的基础，两端的温度可能会导致冷却性能较差，这直接导致两端无法满足冷却需求［6］。

5结语

空调是现代建筑业在建筑过程中的重要组成部分，其作用不容忽视。其不仅有效地调节和控制了建筑物的温度，还改善了建筑物的通风，显著改善了人们生活的室内环境。将节能减排的理念应用于建筑供暖和空调系统的设计，可以提高供暖和空调的环境性能，改善建筑的整体外观，使居民的生活条件更加舒适。这符合当前绿色低碳发展的趋势。因此，建筑部门必须将节能减排的理念融入供暖和气候规划的各个方面，以降低建筑的能源消耗。

参考文献：

［1］李欣航.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用浅述［J］.居业，2022（2）：142-144.

［2］马晶晶.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用［J］.建筑技术研究，2021，4（5）：85-86.

［3］李欣航.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用前景分析［J］.居业，2022（2）：142-144.

［4］唐尔隆.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用［J］.砖瓦世界，2021（24）：159-160.

［5］李蕾蕾，韩冬.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用分析［J］.安防科技，2021（2）：283-284.

［6］裘伟冬.节能减排理念在建筑暖通空调设计中的应用前景分析［J］.前卫，2021（15）：19-21.