簡析民用建筑暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能設計問題

雙 慶（西安市建筑設計研究院，陜西 西安 710054）

我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，相應促進了能源需求的急劇擴大。作為發(fā)展中國家，我國的社會經(jīng)濟及科學技術等都在高速發(fā)展中，但能源有效利用率的整體偏低，使得能源浪費情況較為嚴重，一定程度上阻礙了我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。對此，民用建筑暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能設計也尤為迫切。

1 針對民用建筑節(jié)能設計的相關政策

目前我國建筑行業(yè)的能源消耗僅次于工業(yè)及交通等產(chǎn)業(yè)，建筑工程中空調能暖系統(tǒng)的能源消耗幾乎占據(jù)了整個建筑所消耗能源的一半。建筑暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能設計，同我國可持續(xù)發(fā)展息息相關，自2005年相關部門就頒布了《公共建筑節(jié)能設計標準》和《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》等一系列鼓勵政策。

2 民用建筑暖通空調系統(tǒng)節(jié)能設計分析

民用建筑暖通空調系統(tǒng)的節(jié)能設計主要從兩方面進行優(yōu)化。

一方面，應當在規(guī)劃建筑設計時，充分考慮到當?shù)刈匀画h(huán)境，以科學合理的布局，全面考慮地質環(huán)境、大氣環(huán)流、陽光照射等自然因素，從而降低能源消耗。

另一方面，可以通過優(yōu)化建筑結構提高其保溫調節(jié)性能，降低能源的冷熱損失。包括控制窗戶和墻體比例、提高墻體隔熱恒溫性能等等。

2.1 采暖與空調冷凍水系統(tǒng)的設計

在設計采暖系統(tǒng)時，應該盡量保證空調管路系統(tǒng)的結構簡單化，方便操作，有效降低相關設備的能源消耗，在建筑建設前期就有效降低完工后的維護費用；保障建筑內不同空間之間的調溫系統(tǒng)獨立運行；熱量消耗分戶平攤等等多方面原則。目前多采用下供下回垂直雙管系統(tǒng)作為采暖系統(tǒng)的主要形式，此外，也包含了上供下回垂直雙管系統(tǒng)、水平式雙管系統(tǒng)以及高層建筑豎向分區(qū)供暖系統(tǒng)等多種形式，根據(jù)實際情況選擇相應的系統(tǒng)形式。

在設計冷凍水系統(tǒng)時，結合國家規(guī)定，遵循負荷變化同系統(tǒng)流量的自動調整相適應的基本原則，降低系統(tǒng)運行時的能源消耗。一般多采用同一次泵變流量系統(tǒng)，當然也包含了一次泵定流量系統(tǒng)、二次泵變流量系統(tǒng)以及兩管或四管制系統(tǒng)等個種類，同樣需要結合實際情況進行選擇。

2.2 采暖與空調水系統(tǒng)的補水和定壓等方面設計

一般而言，需要根據(jù)采暖及空調水系統(tǒng)在單位時間內的泄漏量，確定補水管道的規(guī)格、補水量的數(shù)值乃至水泵水箱等設備的規(guī)格。實際設計時，應該考慮到空調整體系統(tǒng)規(guī)模乃至各類系統(tǒng)的不同實現(xiàn)形式，結合系統(tǒng)用水容量確定最終數(shù)值。

通常，以供冷和采用換熱供暖的空氣調節(jié)形式時，若為全空氣系統(tǒng)，則單位水容量多確定在0.5左右（偏差在0.1以內）；若為水空氣系統(tǒng)，則單位水容量多確定在1.0左右（偏差在0.3以內）。若供暖采用熱水鍋爐，全空氣系統(tǒng)情況下，單位水容量取1.3-2.0以內；水空氣系統(tǒng)則取值在1.2-1.9以內。此外，若為封閉式采暖空調系統(tǒng)，那么其補水定壓點的選擇，應該在循環(huán)水泵入口。

2.3 風系統(tǒng)的設計

風系統(tǒng)的設計，包含了空調自身風系統(tǒng)和通風系統(tǒng)兩個部分。

空調自身風系統(tǒng)的設計，首先應當遵循我國規(guī)定，在嚴格控制室內二氧化碳濃度基礎上，對風系統(tǒng)進行設計。若建筑內人員分布為集中式，則使用集中供暖系統(tǒng)；若建筑內人員較多且建筑規(guī)模又較大，人員分布較散時，則可以使用全空氣空調系統(tǒng)；若建筑高度較大，還可以在基礎上，合理應用分層式的空調系統(tǒng)。

通風系統(tǒng)的設計，是為了保障電氣設備的散熱性能以促進其穩(wěn)定運行，更是為了保障室內空氣的健康無害。既關系著空調系統(tǒng)的正常運行，又間接影響著空調系統(tǒng)的節(jié)能性能。集中式空調通風系統(tǒng)的排風與熱回收功能設計乃至設備的選擇，應先符合國家節(jié)能相應原則為基礎，針對部分不需要嚴格環(huán)境通風系統(tǒng)的建筑，可沿用自然通風系統(tǒng)，從而減少暖通空調系統(tǒng)整體能源消耗。

2.4 冷熱源設備的選擇

在選擇冷熱源設備型號時，一方面需要考慮到建筑的整體功能、規(guī)模大小乃至造價等因素；另一方面需要對當?shù)氐哪茉唇Y構、環(huán)境、氣候等多方面因素進行分析。如果當?shù)卮嬖趨^(qū)域供熱系統(tǒng)或工廠余熱等基礎，可以沿用到空調熱原系統(tǒng)中；若當?shù)鼐哂型晟频奶烊粴夤到y(tǒng)，則需要考慮當?shù)氐碾娏Ψ骞绕冢锰烊粴庀到y(tǒng)進行配合，供熱使用電力，供冷則使用兩種能源系統(tǒng)配合，從而提高能源有效利用率；若區(qū)域內能源形式較復雜，相應的可以采用復合式能源冷熱供應系統(tǒng)；此外，針對區(qū)域內的水資源、地熱資源以及生活廢氣熱水等有效能源，均可以合理進行回收再利用，從而在提高其使用率的同時，減少環(huán)境污染，并有效節(jié)省相關設備的資金。

2.5 可再生式能源的選用

目前較為常用的資源包含風能和太陽能兩個組成部分。

風能多用于供冷，是暖通空調節(jié)能設計的重要環(huán)節(jié)。通過利用室內與室外環(huán)境的溫差，從而使用風能所帶的自然冷量，滿足室內供冷需求。多使用夜間通風蓄冷及新風直接供冷等方式。該設計用電量少，對環(huán)境友好，且能有效提高室內空氣環(huán)境。

太陽能在民用建筑暖通空調的制冷供暖方面均可以加以利用，主要又分為被動式和主動式。

在供暖方面，可以將使用主動式太陽能收集設施，利用太陽能對管道內的水進行加熱并在室內循環(huán)實現(xiàn)供熱，目前熱管式真空管太陽能集熱器為太陽能的采暖奠定了良好基礎，具有溫度高、承受壓力大、耐久性能好等諸多優(yōu)點。

在太陽能制冷方面，則主要利用太陽能與電能之間的互相轉換，再使用電能帶動驅動壓縮制冷系統(tǒng)的運行。以太陽能作為熱源的吸收式制冷系統(tǒng)，則主要利用太陽能帶動溴化鋰溶液反應進行制冷。

3 結束語

民用建筑暖通空調的節(jié)能設計需要考慮到多方面因素，與建筑整體能耗密切相關。在實際工作當中，還應當結合相關規(guī)定及國內先進技術對節(jié)能設計方案進行全面優(yōu)化，從而提高系統(tǒng)性能，實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。

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