建筑暖通設(shè)計(jì)中新型節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用與體現(xiàn)

施全彬

（江蘇天地遠(yuǎn)大機(jī)電系統(tǒng)工程有限公司，江蘇常州213000）

0 引言

《建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出推動(dòng)建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展，對(duì)于建設(shè)節(jié)能低碳、綠色生態(tài)、集約高效的建筑用能體系，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。作為建筑用能體系的重要組成部分，暖通系統(tǒng)的節(jié)能水平直接影響著建筑整體節(jié)能效果，因此需要從設(shè)計(jì)階段做好節(jié)能把控工作。

1 新型節(jié)能設(shè)計(jì)理念

開(kāi)展建筑暖通節(jié)能設(shè)計(jì)，要貫穿節(jié)能設(shè)計(jì)理念，做好設(shè)計(jì)把控。暖通節(jié)能設(shè)計(jì)理念如下：

（1）低碳設(shè)計(jì)理念。開(kāi)展暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基于低碳設(shè)計(jì)理念，盡可能做到綠色、環(huán)保，實(shí)現(xiàn)建筑和自然的和諧相處，減少暖通空調(diào)污染。

（2）協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)理念。開(kāi)展節(jié)能設(shè)計(jì)，要注重協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。以暖通空調(diào)系統(tǒng)為例，其包括通風(fēng)系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，要做好調(diào)節(jié)工作，落實(shí)節(jié)能理念。

（3）可循環(huán)設(shè)計(jì)理念。堅(jiān)持可循環(huán)理念，開(kāi)展暖通設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是利用各類(lèi)可再生資源，減少非再生能源的使用，強(qiáng)化成本控制。

2 建筑暖通設(shè)計(jì)中新型節(jié)能設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用

2.1 優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用，能夠滿足建筑使用者的基本需求。基于節(jié)能設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，要做好優(yōu)化設(shè)計(jì)，著重考慮不同房間的溫度控制需求。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，中央空調(diào)系統(tǒng)是主要組成部分，其質(zhì)量和壽命直接影響著系統(tǒng)運(yùn)行的效果。設(shè)計(jì)時(shí)，要從業(yè)主需求角度出發(fā)，結(jié)合實(shí)際情況，做好系統(tǒng)設(shè)計(jì)。開(kāi)展暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要做好以下要點(diǎn)的把控：（1）采用高性能水平的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。因?yàn)榕照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，若穿越圍欄，則會(huì)產(chǎn)生大量的負(fù)荷，冷熱損失較大。（2）堅(jiān)持舒適度原則。

2.2 優(yōu)化蓄冷和變頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，需要考慮到蓄冷系統(tǒng)在不同時(shí)期發(fā)揮的作用差異，比如用電高峰期和低谷期，可以在高峰期蓄冷，在低谷期釋放，進(jìn)而緩解供電系統(tǒng)運(yùn)行壓力，減少空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的能源消耗。因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，空調(diào)系統(tǒng)受到環(huán)境變化的影響會(huì)發(fā)生不同的變化，通常不會(huì)呈現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。利用變頻技術(shù)，將空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的額定功率有效控制在合理范圍內(nèi)，能夠避免空調(diào)系統(tǒng)全負(fù)荷運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。利用地下水或土壤等作為地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的冷熱源，能夠達(dá)到節(jié)能的效果。以土壤熱源為例，其具有溫度適宜和性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，使用地源熱泵，不需要使用其他設(shè)備，便能夠?qū)崿F(xiàn)冬季供暖和夏季供冷。

2.3 優(yōu)化熱循環(huán)和中央空調(diào)設(shè)計(jì)

開(kāi)展暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，可利用余熱循環(huán)利用技術(shù)。從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)說(shuō)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源節(jié)約，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平。余熱循環(huán)原理為熱量傳遞，分離熱傳輸回路與動(dòng)力，避免熱傳遞的過(guò)程中液體污染動(dòng)力回路。對(duì)于中央空調(diào)設(shè)計(jì)，要合理選擇盤(pán)管，在安裝時(shí)做好長(zhǎng)度控制，優(yōu)化中央空調(diào)設(shè)計(jì)方案。總的來(lái)說(shuō)，開(kāi)展通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要合理選擇通風(fēng)裝置，做好以下要點(diǎn)的把控：

（1）廚房通風(fēng)。對(duì)于建筑廚房通風(fēng)，要設(shè)置機(jī)械送風(fēng)和排風(fēng)裝置。若為普通建筑廚房，則可設(shè)置局部排氣風(fēng)扇。對(duì)于風(fēng)機(jī)的選擇，若選擇離心風(fēng)機(jī)，要布置排油污裝置[1]。

（2）地下車(chē)庫(kù)通風(fēng)。在設(shè)計(jì)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，要按照稀釋廢氣量計(jì)算排風(fēng)量。考慮到汽車(chē)出入頻率具有隨機(jī)性特點(diǎn)，難以有效確定廢氣量，需要做好設(shè)計(jì)要點(diǎn)的把控，均勻分布風(fēng)口，選擇離心機(jī)裝置或者軸流風(fēng)機(jī)裝置。在送排風(fēng)系統(tǒng)穿越防火分區(qū)位置，要布置70℃關(guān)閉的防火閥。若和排煙系統(tǒng)合用，則需要按照排煙需求來(lái)設(shè)置。

3 建筑暖通設(shè)計(jì)中新型節(jié)能設(shè)計(jì)理念的具體體現(xiàn)

某展覽館建設(shè)用地面積為6 hm2，建筑總面積為10 518 m2，總計(jì)3層，地上2層。按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)建筑工程。按照綠色節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)時(shí)，做好能源節(jié)約、資源節(jié)約的把控。現(xiàn)結(jié)合此建筑暖通系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)際情況，對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)理念的體現(xiàn)作如下論述：

3.1 設(shè)計(jì)空調(diào)冷熱源系統(tǒng)

冷負(fù)荷和熱負(fù)荷計(jì)算結(jié)果分別為1 356 kW和1 085 kW。按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，使用兩臺(tái)水冷螺桿式熱泵機(jī)組，功能為供冷和供熱。在夏季供冷時(shí)，可為使用者提供7～12℃的冷水，單機(jī)容量700 kW，運(yùn)行耗電量為124 kW，COP為5.6。在冬季供熱時(shí)，可為使用者提供40～45℃的熱水，單機(jī)容量能夠達(dá)到770 kW，COP為4.8。通過(guò)設(shè)置閉式冷卻塔，來(lái)穩(wěn)定土壤溫度，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。使用一次泵變流量系統(tǒng)，機(jī)組配置情況如下：（1）冷水泵總計(jì)1臺(tái)；（2）熱水泵總計(jì)1臺(tái)；（3）冷卻水泵總計(jì)1臺(tái)。系統(tǒng)傳送能效比為0.016 5，能夠達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 應(yīng)用變頻技術(shù)

開(kāi)展建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做好能源利用率的把控[2]。按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，此工程通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，考慮到暖通空調(diào)負(fù)荷具有動(dòng)態(tài)特性，為循環(huán)水泵以及空氣處理機(jī)組配置了變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而保證水泵裝置和風(fēng)機(jī)裝置運(yùn)行能夠適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷變化。當(dāng)空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷小于峰值負(fù)荷時(shí)，利用變頻器對(duì)水泵裝置和風(fēng)機(jī)裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而減少水泵循環(huán)流量以及送風(fēng)量。

3.3 應(yīng)用多元通風(fēng)技術(shù)

此建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用了多元通風(fēng)技術(shù)，來(lái)使建筑室內(nèi)保持熱舒適狀態(tài)[3]。在新風(fēng)入口、通路位置，按照全新風(fēng)配置。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)新回風(fēng)閥門(mén)，可實(shí)現(xiàn)空調(diào)新風(fēng)比調(diào)節(jié)，使其按照最小風(fēng)比運(yùn)行。對(duì)于過(guò)渡季節(jié)，采取機(jī)械通風(fēng)方式，將建筑室外的新風(fēng)引入到室內(nèi)，消除建筑室內(nèi)的余熱以及不潔空氣。在氣候較為舒適的時(shí)候，采取開(kāi)啟外窗的方式，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)換氣，消除建筑室內(nèi)的余熱以及異味，縮短空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，減少能源消耗。從技術(shù)應(yīng)用效果模擬分析情況來(lái)看，此建筑室內(nèi)溫度處于15～30℃范圍內(nèi)的時(shí)間達(dá)到1 320 h，占據(jù)總運(yùn)行工作時(shí)間的91%左右；室內(nèi)溫度＞15℃的時(shí)間集中分布在08：00—20：00時(shí)間段，占據(jù)比例為95%，能夠滿足空調(diào)使用需求。

3.4 應(yīng)用可再生能源

按照綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)可再生能源技術(shù)應(yīng)用相關(guān)要求，此建筑應(yīng)用地源熱泵技術(shù)，采取地埋管方式提供冷熱源。將空調(diào)裝置的冷凝器或蒸發(fā)器伸到土壤層中，使得裝置和土體之間能夠換熱[4]。在冬季供熱期間，從土壤中提取空調(diào)運(yùn)行需要的熱量，為建筑室內(nèi)供熱，并且儲(chǔ)存冷量。在夏季供冷時(shí)，釋放冷量，并且儲(chǔ)存熱量，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。通過(guò)節(jié)能技術(shù)，采取節(jié)能運(yùn)行方案，每年耗電量為254 010 kW·h，同傳統(tǒng)的暖通運(yùn)行方案相比，節(jié)約了400 500 kW·h，節(jié)能達(dá)59%。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用節(jié)能設(shè)計(jì)理念，開(kāi)展建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要將此理念貫穿工程設(shè)計(jì)的全過(guò)程，做好各環(huán)節(jié)的節(jié)能把控。利用可再生能源、多元通風(fēng)技術(shù)、變頻技術(shù)等，提高建筑的節(jié)能水平。

[1]傅曉耕.綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2017（8）：204-205.

[2]黃璞潔，許伊那，何耀炳，等.綠色建筑理念在中國(guó)（泰州）科學(xué)發(fā)展觀展示館暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)[J].暖通空調(diào)，2012，42（8）：50-54.

[3]安瑞楠，劉兆勇.綠色公共建筑項(xiàng)目中暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)淺析[J].制冷與空調(diào)（四川），2014（6）：668-671.

[4]劉足文.綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用[J].江西建材，2016（21）：55.