智能建筑暖通空調系統設計的優化

(山西省第二建筑設計院， 山西 長治 046000)

智能建筑暖通空調系統設計的優化

梁小波

(山西省第二建筑設計院， 山西 長治 046000)

在當前智能建筑行業發展中，暖通空調是建筑行業中不可缺少的重要環節，這是因為暖通空調在調節室內溫度、濕度、空氣質量和提升人民生活品質方面起到了非常積極的作用。但是從暖通空調在建筑行業的長時間運行來看，其使用過程中的高能耗低效率問題比較明顯，這說明暖通空調的設計還存在很大的節能優化空間。從暖通空調的供暖、通風、制冷原理來分析，主要從增設節能設備（傳感器、溫控閥、變頻泵、變頻風機）、提升制冷部件、風機及水泵的高效運行效率幾個方面來加以優化，從而才能真正的實現暖通空調的高效能源節約目的。文章針對智能建筑的暖通空調節能設計優化進行相關的探討。

建筑；暖通空調；節能優化；設計策略

隨著社會經濟的發展，人民生活水平呈現不斷的質量提升趨勢，這就對日常的生活環境也有了更高的要求。因此暖通空調行業已經逐漸貫穿到人民日常生活中，成為一種的必然發展趨勢。暖通空調在使用中需要能源消耗，據統計，暖通空調的電能消耗占建筑整體電能消耗的的比重達30%，夏季比重更大，據相關調查，暖通空調系統中有效應用綠色節能技術，可以節省50%的能源消耗，如何使得暖通空調節能設計得到進一步的優化，是當前暖通空調發展中的一個重要內容。舒適健康的居住環境是每個居住者所向往的，暖通空調系統在創造健康舒適的居住環境方面發揮著直接的作用。現如今，國家倡導建筑工程的節能減排，這就對建筑工程中的暖通空調系統的設計提出了更高的要求，需要設計人員不斷地優化設計和改良相關的自動控制技術，從而減少暖通空調系統運行的能耗，既保證居住環境的健康舒適，又減少碳排放，保護環境。

1 建筑中的暖通空調應用

暖通空調設備是進行室內空氣溫度、濕度及空氣質量調節的系統裝置。現代暖通空調設計中將以上這些功能進行技術上的融合，形成一個統一的暖通空調系統。對于建筑物暖通空調系統來說，需根據建筑物規模來合理選取，然后再經過設計人員深入分析來進行確定。最后通過安裝的暖通空調設備來實現室內空氣溫濕度的調節，從而為提升人民舒適的環境，初期的暖通空調大部分是借助定流量水力系統來進行溫度調節，隨著技術發展，開始以變流量水力及變風量系統來進行功能的實現。當前社會全球環境保護意識的增強，作為能耗大戶的建筑行業，如想要有長遠的可持續發展前景，就必須進行節能環保設計的思路發展。暖通空調因其高度的社會利用率，在其設計中必須更強調節能設計思路。

2 暖通空調節能設計遵循的基本原則

在社會科技力量帶動下，當前的暖通空調設計在節能優化方面的考慮主要是借助了先進的傳感器、調節閥、氣候補償器等，構建了整體的環境舒適指標評價體系。通過舒適與節能的兩項融合，實現了精確和靈活的溫濕度調節目的。暖通空調的節能設計優化必須結合室外氣溫差異性計建筑形式的針對性節能優化。能源的節約是在統籌考慮環境保護基礎上進行的，這就要求對石化能源進行高效利用分析的基礎上，盡可能地降低對社會環境的碳排放量。另外，暖通空調的節能設計還應該充分的考慮當前的一些綠色節能環保新能源的合理利用，比如太陽能、空氣能及地熱能等再生能源,對能源高效利用有積極的作用，對環境污染較小，應在節能設計中的合理利用。

3 暖通空調系統的節能設計優化策略

3.1 建筑熱工性能的優化

負荷的計算與建筑物的熱工性能涉及到建筑物圍護結構的密封性、保溫做法及遮陽涉及等多個方面有著密切的關系。實踐表明，建筑物內部的熱能釋放主要是通過建筑物周圍維護結構來進行傳遞，建筑物的熱量傳遞與建筑物外表面的性能（建筑物體形系數、窗墻比、傳熱系數）關系較大。因此必須加強建筑物的門窗密封性設計，同時外墻、屋頂及不采暖房間的隔墻應選用保溫性能好的圍護結構材料。通過合理降低室內外空氣的滲透來實現能源節約的目的，使節能效果滿足現行居住公共建筑建筑節能的65%.

3.2 實現供暖系統優化設計

供暖系統的日常運作中，需要消耗較大比例的動力，這就要求在供暖系統設計上能夠考慮其節能性。相關的設計優化可考慮幾個要點：

3.1.1 熱媒一次網設電動調節閥，通過設氣候補償器自動調節供熱設備的出水溫度降低能耗。

3.1.2 室外供暖系統宜采用質調節，應根據室外溫度和溫度調節曲線，調節一次網水流量及混合水流量，控制二次水溫度維持室外溫度下的給定值。

3.1.3 當系統較大、阻力較高、各環路阻力相差懸殊時，可在用戶側設二次循環泵或混水泵，循環泵或混水泵宜根據供水溫度調節曲線自動調節水泵轉速。

3.1.4 供暖系統應通過合理劃分和均勻布置外網，并進行水力平衡計算，通過水力計算合理配置水力平衡裝置，使各環路之間的壓力損失差額不大于15%，以達到能源節約。

3.1.5 建筑物單體內設置供暖系統時，室溫調控是節能的必要手段，室溫調控是分戶計量實現節能、保證室內熱舒適要求的必要條件。當采用散熱器采暖時，散熱器供水支管上設置自動溫控調節閥，根據溫度傳感器的變化對水流流量加以動態調節；當采用地板敷設采暖系統時，分集水器的供水支管上設置兩通自動溫控閥，每個分支上設置手動調節閥，通過手動調節閥來控制室內溫度，進而對水流流量加以動態調節，做到水泵轉數及水泵水壓的調節優化，最終實現室內溫度計能耗量穩定少波動的溫度調控效果。

3.3 優化變頻空調及通風系統設計

作為空調節能設計中的重要考慮方式之一的變頻調速設計，其主要是借助變頻調速技術來實現對空調實際運行的科學控制，提供給用戶更加舒適的居住環境。調查顯示，建筑中空調級通風系統的能源消耗占到總體能源消耗的近2成。這就必須通過變頻調速技術并結合實際的建筑物空調、通風運行的需求，來合理控制其運行能耗。主要從以下幾點考慮：

3.3.1 空調水系統采用變頻泵變流量時，根據供回水總管閥的壓力差或供回水溫差改變循環泵的轉速，從而降低能耗。

3.3.2 根據冷卻水供水溫度控制冷卻塔風機變頻器的頻率，當頻率達到設定下線時，減少冷卻塔的運行組數，根據冷卻水供回水溫差與設定值的偏差控制冷卻泵變頻調速運行來降低能耗。

3.3.3 為了對滿足室內空氣質量的要求，機械通風的室內設置CO2濃度傳感器，通過CO2濃度的變化來自動控制風機變頻調速運行。同時，在日常生活中，汽車庫考慮車輛實際出入的頻繁性，為降低機械通風系統風機運行能耗，送風、排風機宜采用變頻調速風機且應設置CO氣體濃度傳感器，根據CO氣體濃度變化，定時啟停風機的運行，來降低能耗達到節能的目的。

3.4 采用地源熱泵系統設計

從近幾年的建筑行業發展來看，地源熱泵在暖通空調設計中的應用得到了廣泛的認可，并且其也顯示了制冷制熱方面的自身優越性。同時地源熱泵的合理利用不會影響周邊環境而具有較高的環境保護價值。炎熱的夏季，地源熱泵能夠吸收土壤熱量并以輔助冷卻塔進行制冷，確保了暖通空調中地源熱泵的高效運行狀態。寒冷的冬季，暖通空調的供暖可以直接通過熱泵，將熱量傳輸到建筑物中，從而降低了能源的消耗。

結束語：

總而言之，隨著全球環境保護意識的不斷加強，各行業的節能環保發展觀念已經逐漸的成為主要的行業發展動向。當前的建筑暖通空調設計作為建筑規劃中不可或缺的一部分，在改善人民生活條件的同時，也應該重點對其設計過程中的節能進行考慮。這就要求設計人員要不斷的提升設計理念和技術，并加強暖通空調節能效果的探究和實際工作的落實，在保障人民正常生活品質的同時實現空調暖通設計的環保節能目的。

[1]孟偉茂.某大型商業建筑暖通空調節能優化設計[J].建筑熱能通風空調,2015,(6):98-100

[2]李石磊,王天利.暖通空調系統節能與優化控制策略[J].資源節約與環保,2015,(3):114

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1007-6344（2017）08-0103-01