基于綠色理念的建筑暖通空調系統節能設計研究

文｜山東建筑大學熱能工程學院 孔佳樹

隨著人類社會的快速發展，環境資源問題日益突出。保護好我們的環境，守住綠水青山，成為全社會共同關心的話題。為此，將綠色理念融入到我們的生產生活中已經迫在眉睫。這對空調行業的發展提出了新挑戰與新要求。只有重視對空調設計與建造技術的研究與優化，將綠色理念滲透其中，才能更好地節能降耗。為此，本文以建筑暖通空調系統設計為例，探討綠色理念下暖通空調系統的節能設計策略。

1、綠色理念下暖通空調系統節能設計原則

1.1 節約原則

現階段能利用的能源基本屬于不可再生的資源，節約能源也是全人類共同關注的焦點問題。暖通空調作為實現綠色空調理念的最重要部分，在設計過程中要強調能源、材料的節約。這不僅符合綠色建筑的理念，也有助于為企業節省成本，實現利益最大化。

1.2 回收再利用原則

回收再利用原則屬于一種重要的環保節能舉措。在綠色理念下去設計建筑空調節能系統，必須遵循回收利用原則。對于可拆卸的零部件，可在空調發生故障時對零部件進行更換或維修。另外，針對超過使用期的建筑暖通空調，將回收成本不高的零部件拆卸下來通過處理后實現回收再利用，從而達到資源的循環利用目的。回收成本高的材料不在考慮范圍內。

1.3 環保原則

伴隨著公眾環保理念的增強，維護生態平衡成為全球的共識。城市化進程的加快從側面反映出國家經濟社會的快速發展，但也給生態環境造成了不小的壓力。就建筑設計領域而言，滲透環保理念也是將來的重要發展趨勢。暖通空調系統的節能設計也應遵循這一原則。其中，要重點考慮縮減碳污染排放、節約資源等相關環保指標，切實把綠色理念滲透到生產實踐與設計過程中。

2、基于綠色理念的建筑暖通空調系統節能設計方法

2.1 對熱源要合理選擇

熱源屬于建筑暖通空調系統設計中的一個主要部分。目前，熱電站、鍋爐房、熱泵裝置是建筑暖通空調節能系統的幾種常用熱源。從運行實踐與相關資料發現，在這幾種熱源當中，地源熱泵的效果明顯，節能效益比較好。其中，熱電聯產的能源效率是當前幾種熱源中能源效率最大的。將新型能源應用到建筑暖通空調節能系統中，由于其能量來自地表以下，不需要消耗任何一級能源，且單位體積內可利用能量較大，不僅能提高能源的利用率，達到節能目的，也能把綠色環保理念轉換成看得見摸得著的現實。能明顯減少硫化物及粉塵顆粒物等環境污染物的排放量，從而明顯改善環境質量。另外，設計人員要綜合考慮建筑的具體狀況，合理選取熱源，并制定節能環保標準，在此基礎上進行建筑暖通空調節能系統的設計工作。

2.2 嘗試運用清潔與可再生能源

能源是系統正常運行的前提與保障，對暖通空調系統來說也是一樣的。因此，在設計建筑節能型暖通空調系統過程中首要考慮的問題就是能源。工作人員在設計過程中要盡量選擇可再生與清潔能源，運用新型能源去達到空調節能系統的綠色理念，減少碳排放量。目前，可考慮的清潔能源技術主要有太陽能、地源熱泵技術、冰蓄冷系統優化技術。太陽能是一種綠色 、環保能源，供暖系統由集熱器、換熱水箱等部分組成，可提供熱水。地源熱泵技術能解決制冷與供熱方面的問題，節能效果顯著，既能對大氣污染物排放產生控制效果，也能明顯改善環境質量。冰蓄冷系統優化技術是利用冰的蓄冷量比水高，熱損失相對少的原理 ，達到低溫度送風，節約電能的目的。為此，可在暖通空調設計中結合實際合理選擇上述能源作為系統的供應能源。

2.3 注意減少能量傳輸過程中的損耗

建筑暖通空調系統的正常運行必然伴有一些持續穩定能源的消耗。在能源運輸過程中不可避免存在部分能源損耗問題。為此，要盡量采取有效措施減少能源傳輸中的損耗量，保證將損耗量減少到最小。在設計建筑暖通空調系統的時候也需重視這一問題，將節能設計提前到運輸環節。首先，在設計過程中應選取保溫性能好的材料，以減少運輸過程中的能源損耗。此外，可借助計算機技術，實時計算室內空氣調節參數，并對運行工況進行調節，從而提高能源利用效率。其次，要選擇輸送性能強大的系統作為輸送系統動力源，同時，增強輸送能力，通過極強的輸送性能來減少能量的輸送損失。盡可能節省管路材料，以減少循環所產生的能量損失，在運行建筑暖通空調系統的時候，工作人員要重視對供水與回水的溫差控制，保證空調的冷凍水比例符合相關標準，從而確保空調系統正常穩定運行。

2.4 對熱工性能進行優化

保溫作為建筑暖通空調系統的一個關鍵功能，在實現這一功能的過程中系統往往會損耗大量能源。因此，在設計建筑暖通空調系統的過程中可從提高建筑整體保溫效果的角度出發進行節能設計。其中，著重考慮建筑溫度會受到哪些因素影響，常見的有建筑物自身的保溫性能、建筑朝向、建筑物的形體系數等因素。在此基礎上開展暖通空調節能系統設計。與此同時，要注意將綠色理念滲透到設計的方方面面中，科學合理地應用新型設計技術與保溫材料。當前，人們習慣用地板裝飾住宅，而地板輻射采暖也能達到良好的保暖效果。為此，在進行地板輻射采暖的過程中可參照《設計規范》計算出人居環境條件下地板可以應用的溫度與最大散熱量。比如，以該規范要求為準，若建筑物內室溫約為18℃，地板的最大散熱量就是90q/w/m2；當室溫增加2℃達到20℃時，地板的最大散熱量降至65q/w/m2；當室溫增加至22℃，地板的最大散熱量降至40q/w/m2。參照上述結果就能合理選擇地板。另外，要合理選擇建筑材料，對建筑結構設計進行優化。比如，對門窗安裝材料合理選取，并做好門窗設計與安裝施工，確保門窗具有良好的密封性能，從而有效避免氣漏問題的發生。這也有助于減少暖通空調的能耗。

3、注意事項

3.1 采取合理的環保設計措施

基于環保設計的理念，空調設計人員必須嚴密關注暖通空調系統所處的周圍環境，保證把全過程的節能設計理念滲透到現有的建筑物環境中。具體來講，全面優化空調系統的環保設計首先要重視前期的環境研究，特別要對建筑周邊的水環境、樹木綠植等現狀進行研究。因為建筑物若位于良好的周邊環境內，能避免很多外在因素的干擾，并且也有利于暖通空調系統達到規定的環保指標。

3.2 加大節能力度

從工程實踐可知，建筑暖通領域現有的節能力度尚未達到最大化。原因可能在于前期空調設計環節中并未全面采取節能措施。為此，在空調設計中必須靈活引入綠色理念，并因地制宜適當增大空調節能力度。通過掌握現行空調能耗結構，采取有效的節能措施實現節能力度的大幅提升 。

4、結語

總之 ，近年來節能環保成為社會發展的主題，也是國家的戰略任務之一。就建筑領域來說 ，加強建筑節能減排也是響應國家打造資源節約型與環境友好型社會的重要舉措。其中，暖通空調系統的節能問題屬于建筑節能的重要環節。通過對暖通空調系統的節能設計，不僅能達到節能降耗的目的，也能節省建造成本，獲得良好的經濟效益 、社會效益與生態效益。為此，我們必須重視暖通空調系統的節能設計，繼續深入研究，以期充分發揮暖通空調系統的節能作用。