民用建筑暖通空調設計與節能方法

高明亮

上海原構設計咨詢有限公司太原分公司 山西 太原 030000

近年來，隨著社會經濟的不斷發展與進步，民用建筑的建設呈現出飛速發展的趨勢。暖通空調系統作為民用建筑中最主要的能耗之一，必須引起業內人士重視。在有關暖通空調行業的研究中發現，在民用建筑現有暖通空調系統中，推廣采用節能技術最大可降低50%左右的能源消耗量，這對于促進建筑業的長期可持續發展而言是非常重要的。

1 民用建筑暖通空調設計中存在的不足

1.1 節能設計意識弱

在目前有關民用建筑暖通空調系統的設計過程中，各方設計人員對節能設計理念的應用不夠充分，缺乏對節能設計核心理念的認知，多數設計人員在展開暖通空調系統設計作業時仍然沿用傳統滯后的設計方式，片面追求經濟利益，以業主方的意見導向為主，對節能問題的關注度不足。民用建筑中大量暖通空調系統設計人員難以在設計方案中實現經濟利益與節能效果的均衡發展，加之有關暖通空調系統的節能設計尚缺乏行業以及社會環境的宏觀支持，最終導致節能設計理念在民用建筑暖通空調系統中的應用缺乏動力與支持。

1.2 缺乏能源再利用

在民用建筑暖通空調系統運行過程中，通過對風能、光能等可再生能源的合理應用，能夠使不可再生傳統能源的消耗量得到有效控制。但在目前民用建筑暖通空調系統的設計過程中，設計人員缺乏對新能源利用問題的考量，再生能源使用成本高，加之政府相關部門對新能源利用的扶持有限，因此導致可再生能源在暖通空調系統中的應用推廣受到阻礙。

1.3 規劃設計不全面

部分民用建筑中的暖通空調系統設計人員缺乏競爭意識，在提出設計規劃方案時難以自我優化并進行監督，導致暖通空調系統設計缺乏應有的科學規劃，設計方案中的關鍵內容與國家現行規范與標準不匹配，缺乏對細節問題的合理處理，節能設計更無從談起。價值，設計人員對民用建筑暖通空調系統設計的重視度不夠，在進行節能設計的過程中未提出多個備選方案進行綜合對比，進而導致方案在實施過程中難以達到理想的節能效果[1]。

2 暖通空調節能設計方法

2.1 降低輸送耗能

從暖通空調系統節能的角度上來說，必須針對系統輸送阻力進行嚴格控制，提高水泵與風機在熱量傳輸過程中的運行效率，以達到降低輸送耗能的目的。在節能設計中，應重點關注以下兩個方面的問題：①合理提高供回水對應溫差，在暖通空調系統運行過程中提升供回水與送回風溫差的方式達到節能降耗的效果。暖通空調系統的運行必須以人體感官舒適度為溫度控制標準，在此基礎之上盡可能提升供回水對應溫差（溫差建議控制在8.0℃范圍內），以達到減少空調系統所需能耗量的目的；②應針對暖通空調系統的運作模式進行合理控制，以低流速為理想運作模式。在變頻控制系統中，水泵與風機能耗以及流速均呈正相關關系，因此為降低泵與風機在熱量傳輸過程中的耗電量，應關注對流速的合理控制，同時確保暖通空調系統的穩定運行。

2.2 采取恰當的空調冷熱源

暖通空調系統在設計時往往采用集換熱、供熱于一體的設備，或采用集中冷水機組的設備進行溫度控制。在選擇機組設備時，需要充分考慮室內的結構特點及所在區域的能源消耗總量，充分考察當地環保政策與規定等多種因素。此外，在確定機組設備的同時，需滿足以下實際要求：①如果當地的暖通空調系統可用能源種類較多，可選擇復合式消耗能源的模式，也就是對多種能源進行比較，選擇出消耗最低的能源組合；②若當地有熱力發電場，可充分利用發電廠的余熱進行空調的供熱；③如果當地的供冷與供熱條件十分便利，則可選擇通過水源熱泵的模式讓暖通空調系統有充足的能源使用。

2.3 加強對變頻調速設計的應用

變頻調速設計屬于民用建筑的暖通空調設計中，一個非常節能的設計方式，經變頻調速不斷控制暖通空調的運行情況，以便為民用建筑提供更加方便的空調服務。根據相關研究資料表明，在一般的民用建筑當中，有超過20%的能源被浪費在風機、電機以及水泵等機械設備上，為有效地解決民用建筑暖通空調的設備在運行過程中所產生的能源損耗，經過變頻調速的設計在暖通空調中的應用，并按照民用建筑對于暖通空調運行的需求，有效地控制好設備運行的頻率，并將變頻調速設計的節能特點充分顯現出來。

2.4 提升建筑熱工的性能

建筑物的熱工性能涉及的內容較多，例如建筑物的氣密性、保溫性以及遮陽等各個方面。建筑物中的很多熱量都是通過建筑物周邊的圍護結構散發出去的，因此建筑物熱量傳遞的速度和建筑物外表面所散發的熱量區域的面積有直接的關系，也就是說，建筑物的采暖能源消耗量會直接受到建筑物體形系數的影響。因此可以通過強化門窗制作、提升門窗的安裝精度，選用密閉保溫性能好的圍護結構材料，同時做好相應的密封工作，從而降低室內空氣的滲透，有效節約采暖能源。

2.5 利用再生能源

如何針對可再生能源以及低品位能源進行合理應用，已成為暖通空調系統設計人員高度重視的一項課題。地泵空調系統正是當前暖通空調領域應用可再生能源的關鍵形式之一，其依托于地下恒溫層土壤熱的方式提高暖通空調系統COP值，從而在暖通空調系統在制冷量或制熱量相同的情況下使能耗量得到大幅度降低。除此以外，以太陽能技術為基礎的制冷、制熱技術也在暖通空調系統領域中發揮著重要的應用價值[2]。

3 結束語

建筑業作為各領域中能耗問題最為突出的產業之一，在節能減排方面具有巨大的潛力與空間。為更好地踐行節能減排的發展目標，民用建筑暖通設計人員必須在暖通空調系統設計過程中充分引入節能理念，通過對建筑圍護結構的合理優化，降低輸送能耗，利用再生能源，以及風節能設計等相關措施的綜合應用，在確保暖通空調系統安全高效運行的前提下，達到降低能耗的目的。

[1] 王瀟瀟,宮林林.暖通空調設計與施工中存在的問題淺談[J].綠色環保建材,2017,(12):56.

[2] 劉超.基于建筑信息模型的建筑熱工系統與暖通空調系統設計應用分析[J].暖通空調,2016,46(3):27-32.