簡述建筑節能與空調設計施工的關系

【摘 要】在全球經濟一體化進程不斷加劇與城市化建設規模持續擴大的推動作用下，我國居民用建筑總面積呈現出了較為明顯的上升趨勢，隨著而來的能耗問題是我們不容忽視的。據相關統計資料數據顯示：居民用建筑設施所消耗的能源總量已占到了我國各行各業能源總消耗的30％左右，而空調作為能源消耗的重點及中心，節能改造已迫在眉睫。本文依據這一實際情況，以別墅住宅為基本研究對象，從空調節能措施的選取、冷凍水循環系統在空調節能改造中的應用分析、熱回收利用技術在空調系統中的應用分析以及低品位能源的探索研究這四個方面入手，圍繞建筑節能與空調設計施工之間的關系進行了較為詳細的分析與闡述，并據此論證了做好這一工作在順應節能建筑發展潮流，深入落實節能減耗的過程中所起到的至關重要的作用與意義。

【關鍵詞】建筑節能；暖通系統；設計施工

我們需要清醒的認識到一點：當前居民用建筑對于各類型能源的巨大需求是導致整個經濟社會能源問題的一大關鍵因素。伴隨著建筑行業在整個國民經濟建設發展中所占據的地位日益關鍵，社會大眾對于建筑設施的節能特性提出了更為全面與系統的要求?？照{作為居民用建筑配套設施的一大分類，在整個居民用建筑能耗總需求中占到了近半數作用的比列，是我們節能改造需要重點關注的對象。有相關研究學者曾經指出：如果將建筑節能各項舉措融入空調設計施工當中，空調系統將會實現50％作用的節能成效，這對于緩解能源供給問題、能源不可再生問題而言所發揮的作用不可小覷。據此，如何尋求到建筑節能與空調設計施工之間的連接點，以此切入建筑設施空調系統的節能改造當中已成為相關工作人員最亟待解決的問題之一。筆者現結合實踐工作經驗，以別墅住宅建筑為例，就其建筑節能與空調設計施工之間的關系，談談自己的看法與體會。

1 空調節能措施的選取

就別墅住宅建筑來說，其空調系統節能目標的實現可以通過后期的節能改造進行彌補，也需要建筑整體規劃在施工前期為其提供保障。簡單來說，空調技能與整個住宅建筑的設計規劃方案之間存在著密不可分的關系。一般來說，別墅住宅在中央空調系統形式上的選取、規劃階段空調系統負荷參數的運算以及空調系統管道的敷設等施工步驟都將直接反應到整個系統的能耗參數當中。在當前技術條件支持下，冷凍水循環系統改造、熱回收技術的應用以及新興能源需求的探索成為了最切合別墅住宅建筑空調系統實際情況的節能改造方式，是我們應當加以著重關注的節能措施。

2 冷凍水循環系統在空調節能中的改造分析

就別墅區域住宅建筑來說，其空調系統的高能耗問題日益凸出，筆者認為造成別墅住宅高能耗問題的最關鍵原因在于整個空調系統在水循環方式的設計工作中存在諸多的不合理。在當前技術條件支持下，我國大部分別墅住宅所采取的空調系統冷卻水與冷凍水循環方式多為開放式循環系統。下圖即為一般意義上空調系統中的開放式循環系統。由圖我們不難發現，水箱在整個冷凍水循環系統中肩負著最核心的循環任務。但是筆者認為盡管水箱的設置能夠較好的確保整個水循環系統的供水穩定性，但其容易在不斷循環降壓的過程中產生一定程度的靜壓損失。在這一情況下，水循環系統的循環任務需要交由水泵進行，這無疑極大的增加了空調系統中水泵的輸出功率。與此同時，冷凍水箱在運行過程中消耗的大量換熱面積缺乏高質量的保溫措施與之相適應，這一缺陷帶來的冷凍水冷量消耗往往需要以更多的能源消耗來彌補。針對這一問題，筆者建議將當前別墅住宅廣泛采用的開放式冷凍水循環系統改變為閉路式冷凍水循環系統（如圖:1所示）。一方面，在取消原有水箱的基礎之上增設膨脹水箱補水系統裝置；另一方面，在整個冷凍水循環系統供水及回水管的頂端增設相應空氣控制閥門裝置，以此實現整個別墅住宅空調系統的建筑節能改造。

圖1 閉路式冷凍水循環系統工作流程示意圖

3 熱回收利用技術在空調系統中的應用分析

從理論上來說，空調系統中的熱回收利用技術就是指以換熱方式及其相關技術為載體，將空調系統在運行過程中所產生的廢棄性熱量回收并再利用的一個過程。它能夠使傳統模式下自我排除的廢棄性熱量變廢為寶，重新為整個空調系統的運行提供熱能供給，這從本質上來說也是空調系統自我節能的一大表現形式。以別墅住宅空調系統為例，相關工作人員需要在空調送排風系統中添加一種全新熱回收裝置對制冷空調系統在運行過程中所廢棄的低溫空氣進行高效的回收與集中，在室外新風進入空調系統之前利用回收的低溫空氣對其進行一定的預處理，使室外新風在進入空調系統時對于冷熱量交換的需求大大降低，從而提升整個空調系統的換熱效率。就當前別墅住宅空調系統所使用的冷凝器裝置而言，要想使其發揮熱回收利用功能，只需要對其水箱及換熱器作出些許的變化，節能改造的工程量不太，比較適合別墅住宅空調系統的節能改造。下圖（見圖2）即為某別墅住宅空調系統熱回收利用技術的節能改造示意圖，筆者現結合該圖對其節能改造成效做詳細的分析與闡述。

圖2 某別墅空調系統熱回收利用技術節能改造示意圖

由上圖所示，該別墅住宅區在屋頂裝設有1330msup2;的太陽能集熱器。在每年的1月初至3月中旬，該別墅住宅區空調系統的主要能源依托于太陽能，傳統意義上的鍋爐房蒸汽僅僅作為空調系統的輔助能源，此時整個空調系統的正常運行對鍋爐的需求大大降低；在每年的3月中旬至來年的1月上旬，太陽能同樣是整個空調系統的主要熱源，而空調冷卻水水源熱泵會同鍋爐房蒸汽一起為整個空調系統的運行提供輔助保障。筆者認為這種將太陽能作為空調系統運行主要來源的節能改造方式，是一種兼顧建筑能耗控制與清潔可再生能源利用的改造方式，值得大力推廣與應用。

4 低品位能源的探索在空調系統中的應用分析

簡單來說，低品位能源就是指那部分利用比較簡單，且能源利用過程中不易造成能源浪費問題的能源統稱，當前技術條件支持下的熱能、生物能等均可以劃分到低品位能源當中。就空調系統的節能降耗工作而言，可值得研究與探索的低品位能源主要包括了太陽能、地熱能這兩種。結合當前我國清潔可再生能源的結構構成與我國別墅住宅空調系統的實際情況，筆者現對地熱能在其空調系統中的應用情況作詳細說明。

地源熱泵技術作為地熱能與空調系統在不斷融合促進的過程中必然發展方向是對我國廣大地源熱泵能量的一種探索與創新。簡單來說，地源熱泵技術能夠將包括地下水水能、地表水水能在內的多種可再生能源作為水源熱泵裝置的冷源及熱源，水源熱泵在空調系統運行過程中所需要的冷熱能量均來自于地源。在冬季狀態下，空調系統中的水源熱泵裝置能夠將地下所存儲的熱能能量調動起來，為別墅住宅室內供暖提供熱能來源；而在夏季季節狀態下，空調系統中的水源熱泵裝置又能夠將室內所存儲的熱量通過熱泵管道全部輸送到地下存儲系統當中，確保別墅住宅室內制冷需求。

筆者現以別墅住宅中的冷媒系統為例，對地源熱泵技術在冷媒系統中的應用情況作詳細說明。當空調系統終端用戶發出制冷指令之后，冷媒系統中的地源熱泵機組能夠控制壓縮機裝置進行相應的運作并參與到氣液循環的轉化過程中當中。與此同時，空氣與冷媒之間的熱交換器能夠將別墅住宅室內空氣所攜帶的熱量完全吸收至冷媒儲存系統當中。在此基礎之上，水循環系統能夠將冷媒儲存系統所收集到的空氣攜帶熱量高效的轉移至地下儲存系統當中。這一工作過程的不斷循環最終會促使冷媒送排風系統以低于13℃的溫度為別墅住宅室內環境輸送高質量的冷風，從而實現大面積室內環境制冷的高質量需求。

5 結束語

總而言之，建筑節能與空調設計施工是一對相輔相成，密不可分的有機整體?？照{設計與施工質量的好壞將直接關系著建筑節能成效的發揮程度；而建筑節能措施的制定與執行又將為空調設計施工提供可靠保障。本文圍繞建筑節能與空調設計施工之間的關系做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

參考文獻：

[1]胡強.暖通空調節能問題研究. [J].城市建設與商業網點.2009.（18）.

[2]劉學來.李永安.地板輻射供暖設計施工中幾個問題的探討. [J].建筑技術.2005.（36）.

[3]劉學來.李永安.張耀鵬等.地埋管地源熱泵空調系統設計施工中應注意的問題. [J].建筑技術.2010.（41）.

[4]邢宇飛.范文晶.綠色建筑的暖通節能問題探析. [J].城市建設.2010.（22）.

[5]楊秀峰.空調系統設計、運行管理中的節能技術淺析. [J].中國新技術新產品.2011.（21）.