綠色建筑的暖通空調設計節能與優化措施研究

文／趙梓君 中國建筑技術集團有限公司 北京 100013

引言：

隨著我國國民經濟的不斷提高，人們對生活質量的關注量也在增加，室內溫度控制成為大家都認同的熱門話題，如何提升空調品質，做好設計工作顯得很重要。基于綠色建筑相關要求，做好室內暖通空調的節能優化設計屬于非常重要的工作內容，同時利用可再生能源來達到調節室內溫度的作用，進而提高空調的節能效果。

1、暖通空調系統耗能高的主要原因

暖通空調系統耗電高的主要原因可分為以下幾點：第一，空調系統的設計沒有達到合理性要求，忽略了自動電氣設備的安裝，沒有起到儲能的作用，導致空調長時間開著不能獨立工作，如果關閉電源，功耗會更高，并且功耗會逐漸增加，出現浪費能源的情況，無法達到最佳節能效果。第二，空調系統在水暖設計中，保溫隔熱材料選擇不當，或材料質量差，這會導致冷卻管中大量熱量積聚，并導致更多熱量積聚。空調系統繼續高速運轉在運行中，空調房內的溫度需要很長時間才能降到最佳溫度，從而提高了運行時的能耗。

2、綠色建筑的暖通空調設計原則

2.1 節能性原則

暖通空調建筑的節能設計應保證關鍵功能不被中斷，作為一項重要設計內容，建筑暖通空調系統設計應按照節能原則完成。家庭暖通空調系統設計特點需要契合現代發展要求，而設備的改變技術保證家用暖通空調系統工作后，可以維持既舒適又省電的狀態。此外，還要維護房屋的外部安全，因為房屋的外部安全，和多種因素保持關聯，如天氣也可能影響空調工作狀態，因此在實際設計中，可以制造更大功率來滿足客戶需求溫度。而且在空調系統設計階段收集房屋的外部氣候數據，通過各個環節的管理來優化系統配置，使系統能更加完善，從而提升暖通空調的節能功能。

2.2 科學性原則

在建筑暖通空調系統節能設計階段，需要遵循研究標準。考慮影響空調運行的限制。通過優化系統來改善空調的應用環境，但是根據以往經驗可以得知，如果想通過控制能耗來提高房屋空調的節能效果是非常困難的，因此必須制定計劃，遵循科學性設計原則，以提高系統設計結果的可靠性與實用性。而且設計的全過程受控，通過各個環節的控制，系統可以實現完全在控制屋內溫度的同時，也降低了空調的能耗。在此過程中也需要做好材料科學性規劃，以此來提高整體設計結果的可靠性與實用性。

2.3 人性化原則

暖通空調建筑的節能設計必須考慮相關建筑的節能要求。空調是用電量大的電器，為了減少負能耗，需要對空調系統中的電氣設備進行改進和檢查。空調系統合理性設計必須符合人性化的原則，該設計使系統能夠實現更快的冷卻和更一致的加熱。雖然節能設計要注意控制設備的負能耗，但是系統的設計者需要保證其應用效果不會損失太多。暖通建筑必須有好的功能，才能讓人更好地享受居住生活。因此，設計師在設計過程中必須保持不同狀態下的體溫參數。由于適應程度的差異，必須完成入口溫度材料的調節，才能更好地完成施工活動。同時也需要改進暖通空調系統的配置，不斷提高熱功能共享性，以改進建筑暖通空調效果。

3、綠色建筑的暖通空調設計節能要點

3.1 能耗傳輸的節能設計

基于以往設計經驗可以得知，暖通空調在運行過程中，很大一部分能量用于傳輸過程，同時建筑內部房屋溫度等特性會影響空調系統的能耗。因此在暖通空調節能設計時，為了盡可能獲得最節能的結果，作為對外部環境的保護，必須人性化地設計各項參數，做好能量傳輸過程的控制工作。期間也會根據外界溫度波動情況來做好溫度控制工作，從而很好地控制了暖通空調的功耗，同時結合電子信息網絡的發展狀態，用于空調系統的節能分析和設計，利用信息網絡技術來參與技術診斷，設置滿足操作需要的硬件和軟件，以此來確保操作系統能夠監控暖通空調的實時運行，根據監控設備發送的數據，可以識別運行過程，當它發生時嚴重停電后，可派專人上門進行檢查，從而加快存在問題的處理速度。因此，它可以更好地滿足空調的低能耗要求，達到更好的節能效果。

3.2 變頻空調的節能設計

在建筑暖通空調節能優化設計過程中，為了進一步提高空調運行效率的合理性與靈活性。也需要注意相關技術的使用。其中，頻率、速度控制是暖通空調設計的重要組成部分，其工作質量也將直接影響系統的節能狀態。為了擁有最節能的性能，設計人員在使用開關頻率之前必須先掌握家中暖通空調工作的要求，以及家中的室內設計調查和評估申請暖通空調后控制速度差的效率，包括申請用戶對空調的使用提出要求，對系統進行優化調試，完成相應的調試工作，從而更好地改進用戶體驗。采用變頻調速設計，可控制建筑能耗實現最佳能源效率。在建筑物中使用暖通空調時，據粗略數據，暖通空調近20%耗電用于電機、風機和水泵等設備，采用變頻調速可提高系統的效率，同時控制設備在穩定環境中運行的頻率，這樣在需要空調時，也能產生良好的節能效果，降低工作時的資源損耗率。

3.3 建筑熱工性能設計

在優化暖通空調節能系統設計的過程中，需要遵守節能規則，確保空調不受干擾。從應用情況來看，建筑物的熱工性能熱功能涵蓋了廣泛的實際情況，如建筑保溫時，氣密性等因素的問題會影響加熱器的運行，并且成本也會更高。而且在使用中，只有用一定的能量，才能達到消費者滿意的建筑溫度。所以也需要在節能設計中增加屋內供暖系統，從而維護與屋內保溫、氣密性的關系。此外，應借助屋內的圍護套將熱量散發出去，感受屋內的感覺。內部電氣過渡的速度以及效果與建筑物外部的關系應符合對于房屋的熱能需求，并且在暖通空調施工過程中需要注意房屋的供暖系數和制冷系數。對于室內采暖氣密性差的地方，宜用空氣滲透。對于會產生大量熱量的區域，需根據實際情況進行修復，并注意房屋內部的處理。在具體應用中可以改裝空調設備，提升建筑內部設計合理性，同時也可以提高房屋的密封性，減少空氣滲透的影響和運行時的損失能量。

3.4 地源熱泵系統節能設計

從目前的實踐情況來看，地源熱泵系統現在用于建筑暖通空調，可以高效提建筑采暖和制冷方面的工作效率，在我國推廣節能環保的過程中，使用地源熱泵系統可以更好地減少資源損耗，發揮出相應的技術優勢。理想情況下，采用同樣的方式進行建筑內部設計，能夠更節能地完成相關工作，而且該系統的順利融入，也可以在優化制冷系統效果同時不會污染環境，符合國家綠色建筑設計與實施的要求。例如，大多數現代設計師都根據項目位置來對系統進行合理設計，并且在暖通空調設計建造過程中，會在合適位置來布置地面熱泵，從而更好地發揮系統生態效率。而且暖通空調可以在夏季使用土壤加熱器，從地面吸收熱量來促進系統運行以此來實現冷卻過程，確保冷卻塔冷卻能力的順利發揮，從而確保空調良好的運行狀態。冬天，暖通空調是將地源熱泵加熱器直接連接到加熱器上，這樣才能高效減少供暖系統中的低效連接，減少傳統供暖系統的弊端，達到既定的節能效果。

3.5 空調冷卻水循環設計

雖然我國水資源儲備總量比較可觀，但這些水資源大部分是在某些地區集中，其他地區水資源不足以滿足暖通空調要求。因此，為了保證暖通空調在這些領域的應用，一般需要在應用設計中增加一個水循環，這個設計可以解決缺水的問題。這一模式在具體落實設計中，會借助冷卻塔循環式來實現。雖然這個模型很先進，然而，這種類型需要更好的通風并且不允許周圍環境處于比較雜亂的狀態。而且在應用這種方法時，其功耗也比較大，冷卻效率更好。這也要求在實際設計中需要均衡相互之間的關系，使其可以在滿足水循環的基礎上，起到節約資源的作用。

3.6 低碳新型空調設計

在綠色建筑節能設計環節，也需要重視溫室空調的低碳與綠色化設計，購買節省能源、節約用水和其他環境保護所需的物品、設備。常規空調系統使用熱電進行運輸，不同類型的暖通空調，其工作原理保持相類似的狀態。在暖通空調綠色建筑中，應積極引入低碳設計理念和低碳節能結構，如引入變頻器動態調整空調運行狀態，從而實現暖通空調的綠色化設計。暖通空調節能設計的主要思想是綠色，一些耗材、設備和產品應設計為節能且不能使用昔日老建筑的風格，要經常探索可再生能源的商業產品，使用多種可再生能源設備，減少對環境構成危險的廢物或空氣污染或損害人體健康的設備，以此來提高空調設計內容的節能環保性，提升空調設計結果的可靠性。而且在設計過程中也需要尋求從生活和品質中的最大收益關系，在確保可以滿足基本生活需求的基礎上，采取合理措施來發揮出低碳新型空調的經濟性和生態性。

3.7 熱回收裝置節能設計

除上述提到的節能設計內容外，在實際應用中還需要做好熱回收裝置節能設計工作，這也是進一步提升資源利用效率的作用。在具體設計中，其設計宗旨是充分利用業務和環境風險之間的關系，使用最少資料和最低資源來實現效益的最大化。空調是采用吸收或釋放熱能的形式，影響建筑環境溫度的一種管理模式，從而為人類提供最便捷的生活服務、基于以往應用經驗可以得知，在吸收和排出熱能的過程中，不可避免地會損失熱能，利用熱回收裝置將損失或產生的多余熱能轉化為熱能。這些回收的熱量可以在發電、照明或其他家用電器進行再次利用，從而提高資源本身的利用價值[1]。例如，在我國南方，空調制冷時間較長，排氣用電設備使用不當，導致能量弱成本，使用可再生能源可以防止這種情況發生，而且在應用過程中，還可以減少暖通空調運行過程中的能源損耗，持續提升資源利用效率和利用質量、

4、綠色建筑的暖通空調設計優化措施

4.1 科學選擇系統參數

通過科學選擇系統參數，可以進一步提升綠色建筑運行節能性，滿足綠色理念的施工需求。暖通空調是現代建筑不可或缺的一部分。在通風空調設計過程中，加強節能設計屬于非常重要的工作內容。并且在設置暖通空調的過程中，要把所有真正的問題都做研究，徹底地檢查建筑環境，找出暖通空調系統中的任何缺陷，根據實際需要進行設置。在設置系統限制時，應充分確定溫度和濕度的影響。并且在室溫下，系統不應超過規范性參數，從而降低應用程序的壽命和功能。在外界溫度較高時，可以結合實際情況來做出調整，以此來降低外界環境帶來的負面影響，當溫度較低時，系統不能設置得太高。并且在實際設計中，也需要做好各類參數的動態調整，仔細考慮各類參數對建筑環境的影響，以起到良好的節能作用。另外，在系統參數的設計中，也會使用計算機軟件來整理這些參數，并且做好這些參數的整理分類工作，以此來提高系統設計內容的合理性，更好地滿足暖通空調節能要求[2]。

4.2 做好溫度調節工作

通過做好溫度調節工作，可以減少暖通空調運行時的能源損耗，提高綠色建筑的節能性。就目前暖通空調的使用而言，它對電力的消耗提出了嚴格的限制。為了避免重度浪費問題，在暖通空調設計中，可以集成每個建筑的所有設備，并且在應用中也可以根據實際情況，很好地調節溫度，盡量降低室溫和需求溫度溫差。維持在比較均衡的狀態，營造更加舒適的生活環境。同時在設計中也需要考慮外界環境對使用者體溫的影響，進而完成更考究、更貼切的設計內容。而暖通空調控制器的設計，也可以識別人高環保要求，同時也可以在很大程度上降低能源消耗，實現技術科學、優化的作用。而且控制器在應用中還可以對空調系統未受影響的部分進行優化。并且在最后系統規范的設計中，可以實時了解和領悟空調的真實情況，加深對空調系統中未受影響的部分進行研究、適當和調整，使其可以更好地滿足應用要求，動態完成溫度調節工作，提升系統工作狀態的安全性與穩定性[3]。

4.3 合理利用自然通風

通過合理利用自然通風，能夠提高外界生態環境的生態效益，滿足相應的規范性要求。自然通風可改善室內空氣質量，減少室內空氣污染問題。而且在建筑的暖通空調設計中，也可以利用自然風來完成優化設計，更好地滿足系統運行要求。從目前的使用情況來看，高氣旋風壓和熱壓是自然通風的兩個重要方面。高氣旋風壓是自然通風最重要的因素，但室外空氣的質量決定了風荷載的影響狀態。并且在選址和設計過程中，建筑考慮到房屋的結構和朝向，這樣可以改善通風環境，并且也會根據實際情況來對建筑物的部分內容進行詳細分析，以盡可能減少天氣保護的影響。而且在設計門窗時，可以用直線來設計，以盡量減少啟閉的面積。而且在低風阻狀態下，室外風速可能隨天氣變化而變化，因此也可用于窗戶設計，如通過設計百葉窗來控制風速，同時也可以改善室內通風，確保室內通風環境的合理性。另外，高溫通風很常見，通過室內外溫度影響空氣流速的原理認識室內外空氣交換規律，在內外出現溫差問題時，內外壓力就會不同，從而建立室內空氣污染與室外新鮮空氣的交換器，以滿足相應的使用需求[4]。

4.4 做好保溫材料選擇

通過做好保溫材料選擇，可以確保所選材料的節能性，起到減少資源能耗的作用。從實際應用情況來看，在暖通空調系統的設計中，選用的保溫材料必須具有剛性和氣密性，而且在暖通空調系統保溫制定的節能方案中，應有明確規定冷藏設備各項參數，應有良好的絕緣性/保冷性能，如果材料容易散失熱量，那么將其投入到使用中時，會使全身運行緩慢，增加能量占用空間，浪費大量能源。因此，為避免出現以下現象，針對垃圾填埋問題，嚴格控制空調保溫、降溫保溫材料，認真檢查保溫情況。同時在檢查活動中也需要檢查系統是否具有良好的節能環保性能，優選相匹配的應用材料。并且根據相應的規范要求，根據絕緣材料的特性，暖通空調系統應適當設計以保護阻隔空調保溫，要求耐熱性和密封性好，只有這樣才能儲存熱量，確保熱量不會散失，同時暖通空調系統才能快速完成制冷制熱工作，具備更強的節能性與高效性[5]。

結語：

綜上所述，科學選擇系統參數，可以進一步提升綠色建筑運行節能性，做好溫度調節工作，可以減少暖通空調運行時的能源損耗，合理利用自然通風，能夠提高外界生態環境的生態效益，做好保溫材料選擇，可以確保所選材料的節能性。在綠色建筑暖通空調的設計中，通過采取合理措施來提高系統節能性，不僅可以提高綠色建筑的生態效益，而且對于延長建筑使用壽命有著積極的意義。