暖通空調節能設計策略探究

王嵬

【摘要】環境保護、節能減排都是當下所非常流行的話題，也是各方面所關注的“焦點”，尤其是在暖通空調設計的過程中需要格外關注對于“節能”理念的貫徹。基于此，本文以“暖通空調節能設計”為主要研究對象，首先闡釋了暖通空調節能設計的特點和具體所要貫徹的原則，然后論述了暖通空調節能設計的意義和價值，最后從采暖與空調冷凍水系統的設計、冷熱源設備選型、暖通空調系統具體進行安裝時所需注意的事項——三個角度闡釋了具體的節能實踐策略，以期相關研究內容能夠為廣大從業者提供一定的參考和借鑒，為促進我國建筑節能的順利實現提供一定的幫助。

【關鍵詞】暖通空調;節能設計;環保;設備;能耗

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

暖通空調系統因其所具有的高效制冷（或制熱）能力，如今在各類工業項目當中得到廣泛的應用。尤其是在諸如醫療手術、石油化工以及醫藥生產等體系當中，空調系統更是不可或缺的關鍵，成為關鍵性的能源損耗設備。當下，我們國家在推崇全面提升環保意識的過程中，也格外強調對能源損耗的管理，于是“碳排放量”這個概念出現在大眾的視野當中。這個概念不僅和能源損耗有著極大的關聯性，也促使暖通空調系統作為節能損耗的重點關注對象，成為“低碳排放”所重點開發和優化的領域。

1、暖通空調節能設計的特點及實現原則

1.1 暖通空調節能設計的特點

就建筑暖通空調系統設計的實際情況來看，其大多集中在整個建筑項目設計流程的后半程，暖通空調系統作為項目配套設施，在民用建筑內主要為滿足舒適性的要求，在工業生產中要達到生產標準以及環境標準的要求，因而與整體項目的需求具有高度的相關性。

與一般建筑工程有所不同的是，暖通空調系統更容易受到建筑室內設計標準、室內人員的使用需求、設備照明情況、建筑圍護結構特征、新風系統設計方面的影響，因此其在后期實際進行安裝控制的過程中，一旦前期出現設計不合理的情況，就會影響到后續的設計和安裝，如此既會降低暖通空調系統使用的效率和質量，也會大幅度的增加能耗，更會對環境造成嚴重的污染和影響。[1]

1.2 暖通空調節能設計的實現原則

暖通空調系統作為關系到民眾生活質量和舒適度的關鍵環節，其在具體進行設計和施工的過程中必須把握這樣幾方面原則，其也可以被理解為所要遵循的關鍵點和要素。

1.2.1滿足大眾生活環境中對于聲、光以及布局的要求

暖通空調系統，在民用項目設計當中要滿足舒適性需求，在工業項目設計當中還要滿足生產標準，同時還要滿足人員在現實生活中對于聲音、照明以及色溫等提出的現實要求，因為這幾項要素會直接關系到人們的生活質量以及舒適度。

首先，從聲音的角度來進行分析，暖通空調系統的技能設計意味著要盡可能降低系統運行過程中會產生的噪音，避免此類噪音會直接影響到人們的正常生活;

其次，從光照的角度來進行分析，暖通空調系統的節能設計必須保障不阻擋自然光源，即讓建筑的使用者能夠感受到自然的光照，提高室內的自然亮度;

最后，從布局角度來進行分析，暖通空調系統占用了較多的室內空間，在設計當中要與各專業協調，在滿足空調系統運行穩定、安全的前提下，盡量減少空間的占用。滿足人們對于“大空間”的心理需求。

1.2.2以滿足建筑使用者舒適度為重要指標

暖通空調系統設計必須將如何提高廣大用戶的舒適度作為重要指標，畢竟對于暖通空調設計工作本身而言，調節溫度是其所要具備的基本型、基礎性的功能，只有合理有效的溫度調節功能，才能最大程度地滿足大眾對于建筑內部以及居住環境在舒適度方面的要求;而對于溫度的控制和調節需要就暖通空調系統的內部各個環節、要素進行整合，同時鑒于溫度變化容易為風速、濕度等現實因素所影響，其必然會對暖通空調系統的技能設計提出更為嚴格和現實的要求。[2]

1.2.3在控制室內通風量的過程中對室內空氣質量進行調節

空氣質量不僅影響著人們的健康，也是環境保護效能的直接彰顯，所以在建筑項目開啟暖通空調系統設計的過程中，需要通過調節室內通風的方式控制室內空氣的質量，保障人們的居住品質。現實生活中，人們所居住的空間都是相對封閉的，尤其是在使用空調的過程中，因為封閉的空氣長時間處于不流通的狀態，必須通過及時開窗通風的方式來保證空氣的置換，如此就會增加室內的通風量——但是在這一通風的過程中，室外的空氣會直接進入室內，也將室外空氣所含有的細菌、塵埃甚至不良氣溫全部帶入室內，直接降低室內空氣的品質。

因此，在實際進行暖通空調系統節能設計的過程中，要同時做到控制風量、凈化空氣質量，改善人們的居住環境，有效提高人們的居住品質。

2、暖通空調節能設計的存在意義

當今社會，節能是主題、是要求，也是未來各行各業發展歷程當中繞不開的一環，更是廣大建筑行業從業者所熱衷的話題。尤其是對于暖通空調這樣高能耗的模塊，如何采取有力的措施、有效的設計方法達成環保節能的目的具有十分重要的意義。尤其是在倡導構建環保、節約型社會的今天，在資源緊張、能源緊缺的當下，更顯出其重要性。

2.1 有利于減少環境污染，構建真正意義上的環保型社會

當今社會提倡使用清潔能源，減少碳排放。傳統的民用及工業項目當中，熱源的供應主要由鍋爐系統實現，而傳統鍋爐系統主要以燃煤作為燃料。如此雖然滿足了項目用熱的需求，但是對環境造成了不良的影響。

暖通空調系統主要使用電力能源，而電力能源的獲取途徑是多樣的，而且相對傳統能源無論在品類上還是在環保實現方面，都更加理想。這樣不僅滿足了工業環境的用熱需求，而且提高了環境溫度的可控性，對于一些具有民用性質的項目更可以滿足“舒適性”的要求。

2.2 有利于提升企業經濟效益

在沒有應用空調系統之前，絕大多數企業在工業生產當中，會使用傳統采暖系統為生產區提供熱量，這樣不僅熱耗高、浪費嚴重，而且效率低下，無形中加劇了企業的生產成本，影響企業的效益，很難兼顧做到滿足生產標準的需求。

但是在應用空調系統之后，這些問題在一定程度上得到了調整和改善。因為空調系統的控制性，可以更好的對相應環境進行溫度控制，降低能源消耗，滿足人員本身以及企業生產的需求，可以為企業創造更多的經濟效益。雖然空調系統初期投資較大，但是在企業長遠運行當中，系統的運行投入相對較少，讓企業在產品價格上更具有競爭性。

2.3 有利于降低能源消耗、節約資源

2016年12月，《國務院關于印發“十三五”節能減排綜合工作方案的通知》（國發〔2016〕74號）明確了我國“十三五”節能減排主要目標，到2020年，全國萬元國內生產總值能耗比2015年下降15%，能源消費總量控制在50億tce以內;《國務院關于印發“十三五”節能減排綜合工作方案的通知》（國發〔2016〕74號）明確提出了“十三五”期間遼寧省單位國內生產總值能耗降低15%的約束性指標。降低能源的消耗跟浪費成為節能工作的重點。[3]

采用空調系統進行采暖，可以減少傳統采暖方式對于“煤炭”的依賴。辦公類設施，可以根據人員的位置、數量以及時間等進行“針對性”的供暖。總體上降低了煤炭、水等資源的消耗。家用空調系統利用“卡諾循環”原理，在實現家庭冬季采暖以及夏季制冷需求的同時，僅使用電能這類清潔能源。工業項目當中，空調系統，可以根據項目的需求將供熱系統、通風系統以及制冷系統有機的結合在一起。可以根據項目的實際需求情況進行調節控制，減少不必要的能源消耗。空調系統的合理應用，從根源上減少了對上游能源的需求，同時減少了更多的能源加工轉換環節，減少了能源消耗，這不僅符合國家節能減排政策的要求，還間接地為環境建設做出了貢獻。

3、暖通空調節能設計的最終實現

雖然暖通空調節能設計有其意義和必要性所在，但是其在具體操作過程中確實會面臨一定的難點和癥結，稍有不慎，非但不能達到節能的目的和效果，甚至會增加暖通空調系統運行的成本，造成嚴重的能源損耗，更影響環境保護工作的順利開啟。

3.1 采暖與空調冷凍水系統的設計

暖通空調系統的價值主要體現在兩個方面，即冬日采暖、夏日制冷，而為了達成這一目標，冷水系統的設計就變得十分關鍵，豈會直接關系到暖通系統的制冷甚至是采暖效果。具體來說，采暖與空調冷水系統的設計需要把握這樣幾個細節之處：

3.1.1采暖系統的設計

在我國建筑項目前期開發設計、中期施工建造的過程中，環境溫度是項目暖通空調方面重點考慮的因素。這不僅涉及到人員舒適性的需求，還對工藝生產質量具有重大影響。

因此，在實際進行暖通空調系統設計的過程中，必須重點考慮采暖系統的設計情況。較之建筑工程當中其它復雜的施工技術以及施工系統，暖通空調設計中的采暖施工主要在于管道的鋪設。相對而言，這部分內容操作比較簡單，國內現有的施工技術標準以及施工要求，主要采用下供下回垂直雙管系統，上供下回垂直雙管系統、高層建筑豎向分區供暖系統、單平管系統等設計。在具體設計暖通空調系統的過程中，必須結合建筑的功能、建筑所在地的氣候條件、環境因素、室外空間等情況，確保設計的契合性——如此才可以盡可能地減少系統運行所產生的能耗，達到保護環境、節約能耗的綜合性目的。

3.1.2暖通空調冷水系統的設計

當前在我國諸多建筑項目進行暖通空調系統設計的過程中，冷水系統設計的關鍵性不言而喻，其也在某種程度上也在影響暖通空調系統的設計。就內容而言，暖通空調的價值不僅在于“供熱”方面，還體現在“供冷”方面。特別是某系特殊環境下（例如手術室、藥品生產、特殊工藝生產等），“供冷”更體現了空調系統的重要意義。[4]

因此，在進行建筑暖通空調系統設計的過程中，還必須關注冷水洗頭的設計實現。具體而言，現階段國內的暖通空調系統冷水系統設計方案包括一次泵定流量系統、二次泵變流量系統，一次泵變流量系統、兩管制及四管制系統——這些具體的設計方案在前期進行構思和后期執行的過程中，既要關注到空調系統本身的功能性，也要注意如何結合建筑本身的功能與屬性，打造更為契合的冷水系統。

3.2 冷熱源設備選型

這是建筑暖通空調系統設計過程中必須關注的重點環節之一，也是確保系統能夠穩定運行、發揮效能的關鍵所在。在系統具體進行運行的過程中，該設備的啟動以及運行必然會受到外部環境因素，諸如設備、電壓等的影響，所以在對冷熱源設備進行選型時，需要同時考慮設備的經濟適用性以及與整個暖通空調系統的適配性，更要重點關注其本身的質量問題。

3.3 暖通空調系統具體進行安裝時所需注意的事項

如果說設計是確保暖通空調系統能夠達成節能目的的基礎和前提，那么后續的安裝過程就是重要的保障與支撐。要想真正意義上實現暖通空調系統的技能設計，其在具體安裝的過程中，需要把握如下幾個關鍵點：

首先，安裝過程當中會涉及交叉作業，并且空調系統的作業大部分集中在室內設備層當中，故在安裝時，要充分考慮環境照明、配套專業的管線協調問題。在保證設備層合理布局的同時，保證照明設施到位，這樣才能確保在安裝過程當中減少安裝質量問題的出現;

其次，建筑的室內溫度不僅依靠暖通空調系統來實現，還要考慮建筑的圍護結構設計，尤其是要考慮圍護結構的保溫性能以及窗墻的面積比例。但是為了徹底滿足節能的目標，圍護結構在材料的選擇方面也要盡可能地選擇環保節能型的材料;

最后，在安裝暖通空調系統的組件時，需要把握這樣幾個關鍵環節：第一，為了能夠讓暖通空調系統當中的水系統盡可能地處于平衡狀態，就要對暖通空調當中的水系統管線進行合理的布局，做好管線的水力計算，合理選擇管道管徑、合理布置相關管線閥門的位置，以保證水系統的穩定;第二，從節能角度出發，為了減少空調系統不必要的能源損失，如此就可以采取在暖通空調系統當中，通過在空調機組末端水系統運行的過程中控制變量的方式，來滿足系統運行的要求，也間接達到環保和節能的效果與目的。[5]

結語：

總體來看，暖通空調系統不只是一個單一的單元，而是與建筑、工藝等相關專業相配套。在滿足人們對于環境舒適性需求的同時，還要考慮暖通空調系統對于能源、生產工藝的適配性。因此，在設計暖通空調系統時，應當充分考慮實際情況，滿足環境需求的同時，降低能源的消耗。對于相關從業者而言，其要在前期設計以及后續施工的過程中不斷總結經驗，把握細節，針對過程中所提出的問題和面臨的實際困境，尋找針對性的問題解決，為后續其它工作的順利開展，做好鋪墊。

參考文獻：

[1]祥尹.建筑暖通空調節能設計與暖通工程造價成本控制[J].工程建設，2021，4（1）：27.

[2]陳浩.暖通空調的常見問題與暖通節能技術探析[J].建筑技術研究，2021，3（10）：38-39.

[3]張科華，劉洋，李爽等.暖通空調系統節能設計[J].住宅與房地產，2020，564（05）：53-54.

[4]丘桂達.建筑暖通空調工程節能設計研究[J].四川建材，2020，243（11）：211-212.

[5]吳帥帥.暖通空調系統在建筑空調節能設計中的應用[J].中國房地產業，2020（011）：235.