節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用探析

摘要：近年來，我國建筑業取得了重大進展，暖通空調設計是建筑工程中非常重要的一部分。然而，據不完全統計，建筑的供暖和氣候能耗占建筑總量的50%，這間接導致了能源短缺。因此，有必要加快落實節能減排理念，加強建筑供暖和空調系統的穩定設計，最大限度地減少能源消耗，以形成建筑業可持續發展。基于此，本文將結合節能減排理念在建筑暖通空調設計中的必要性，針對建筑暖通空調設計現狀及問題展開分析，進而融合節能減排理念下建筑暖通空調設計理念，針對基于節能減排理念的建筑暖通空調設計途徑展開探究，旨為相關人員提供參考幫助。

關鍵詞：節能減排理念；建筑；暖通空調設計；應用

文章編號：2095-4085（2024）01-0140-03

0前言

空調是現代建筑業在建筑工程中的重要組成部分，其作用不容忽視。其不僅能有效地調節和控制建筑物的溫度，改善建筑物的通風，還顯著改善了人們生活的室內環境。將節能減排的理念應用于建筑供暖和空調系統的設計，可以提高供暖和空調的環境性能，改善建筑的整體外觀，使居民的生活條件更加舒適。這符合當前綠色低碳發展的趨勢。因此，建筑部門必須將節能減排的理念融入供暖和氣候規劃的各個方面，以降低建筑的能源消耗。

1節能減排理念在建筑暖通空調設計中的必要性

節能是指科學控制廢物和污染物的排放。嚴格來說，這意味著通過科學的方法減少污染物排放，以達到節能的目的。節能和減排是相輔相成的?？偟膩碚f，節約能源不可避免地會導致減排，但減少排放并不一定意味著節約能源。因此，在節能降耗的背景下，有必要將這兩個因素結合起來，以確保污染物減排與經濟和環境效益之間的一致性。在工業化過程中，中國采取了定量、一般和綜合的經濟模式，通過破壞生態環境和寶貴資源來實現強大的社會經濟發展。過去，經濟發展側重于對自然資源的“掠奪性”開發和利用，很少考慮資源價值和環境因素。大量污染物被釋放到環境中，造成嚴重的環境破壞和巨大的資源損失。節能減排對環境保護至關重要。需要依靠各種先進的節能減排技術來減少廢氣、廢水和固體廢物等污染物的排放，降低能源消耗，保護環境。首先，確保能源與經濟可持續發展是我國未來發展的主要趨勢。其次，要節約能源和減少浪費，提高環境保護質量，防止社會非法使用和破壞生態環境，為生態環境的發展奠定堅實的基礎。再就是開展適應可持續發展要求的能源減排工作，不斷更新和發展綠色技術，有效利用資源，最終實現社會經濟環境的協調發展。另一方面，在經濟發展過程中，應加大力度不斷提高公眾的環境意識，提高節能質量，減少浪費，促進人與環境的和諧發展［1］。

2建筑暖通空調設計現狀及問題

2.1建筑暖通空調設計現狀

近年來，面對日益增加的環境壓力，各國紛紛呼吁保護環境，強調資源的可持續利用。節能話題一直受到企業的高度重視，這在一定程度上推動了供暖和空調技術的發展。暖通空調作為一種重要的能源消費出口產品，必須與時俱進，在激烈的市場競爭中保持長期競爭力，才能不被淘汰［2］。

2.2建筑暖通空調設計問題

供暖和空調系統的設計質量決定了整個系統的能耗，節能設計規范和標準在節能緊湊施工中發揮著重要作用。在此基礎上，設計院制定了有效保證工程設計質量的方案。然而，一些項目設計過程中過于依賴業主的個人經驗或不適當的要求，導致能耗高、投資高，超過了國家能耗指標，因此仍然沒有對此給予足夠的重視。此外，現有的節能標準主要集中在民用建筑上，公共建筑的節能規則不夠明確。盡管我國大型公共建筑總面積約占城市建筑總面積的5%，但其能源消耗總量占社會能源消耗總量的20%。因此，應該在標準方面加強對公共建筑節能設計的要求和建議［3］。

3節能減排理念下建筑暖通空調設計理念

在實踐中，有時不可能建立一個單獨的集體供暖系統，但其又必須滿足當地人口的需求，這就需要更好地監測節能系統。供暖和空調必須確保以某種方式調節每個房間的溫度，一切都要在完全控制之下，整個供暖系統要處在已經準備就緒的狀態。毫無疑問，在此狀態下即可滿足不同人群的熱量需求，又能大大減少能源消耗。在規劃建筑供暖和空調系統以節約能源和減少浪費為目標時，相關管理者必須提供全面的規劃，這是最基本的原則。在具體設計過程中，設計師必須充分考慮設計的各個方面，將節能減排理念融入整個建筑的供暖和氣候設計體系，這也是設計師面臨的一大挑戰：他們必須能夠系統并全面地協調供暖和空調節能減排設計的現狀和作用，并將其整合到各個方面，以便進行全面的研究。要密切監控并完成設計，尤其需要更多的關注設計細節。從設計到竣工，仔細分析問題及其優缺點，以落實節能減排理念。為了貫徹誠信原則，相關設計師不僅需要豐富的知識和經驗，還需要高度的專業精神［4］。

4基于節能減排理念的建筑暖通空調設計途徑

4.1暖通空調設計

第一，暖通空調設計必須符合國家相關法律法規，禁止任意增加采暖和空調的設計參數。在規劃空調系統時，應根據投資成本、實際情況和建設項目的特殊需求，設計不同級別的建設項目和加熱溫度。通常，風機盤管和新風系統被用作供暖和空調系統的主要操作系統，冷熱源供回水溫度夏季為7～12℃，冬季為60～50℃。在規劃空間供暖和空調時，供暖和空調應盡可能集中熱空氣和冷空氣。同時，房間應該有一個單獨的新風系統，通過通道將處理過的新風送入房間。浴室應該配備足夠的排氣扇。建設項目中的走廊、樓梯、電梯等相鄰區域可根據其具體設計要求配備適當的空調。風機盤管有兩種類型：水平隱藏或暴露和垂直隱藏或暴露。水平隱藏式風扇一般常在房間里使用。在傳統民用住宅中，風機盤管送風口通常位于房間入口上方的天花板上，具有橫向氣流。風機盤管回風口則在走廊天花板位置。盤管和非標機艙風機的選擇和位置應根據具體裝修情況確定，并與裝修密切配合，畢竟，在安裝供暖和空調系統時，也應該使用合理的安裝方法。建筑工程中的暖通空調安裝一般分為三種類型：變風量安裝、集中安裝和分散安裝。在新風空調系統安裝過程中充分考慮節能環保的理念后，采用分散式安裝明顯滿足了建筑環境和新風空調系統節能設計的需要，這樣可以更有效地降低送風空調運行的節能環保特性，減少送風空調運營過程中的資源浪費。因此，在建設項目的熱控規劃中，將供暖和空調中的新風負荷和內部負荷分配到不同的空調系統進行處理，最終形成新風和空調終端的共同運行模式。此外，在安裝新風機和空調時，需要注意的是，新風機采用CAV控制模式，以確保在新風負荷變化時有足夠的新風進入房間，而終端空調采用變風量。這種控制方法，可以有效控制內部變化和差異，最終確?？照{運行過程中室內空氣清潔舒適，同時減少運行過程中的能量損失，改善供暖和空調系統的各種功能特征［5］。

4.2實施分時分區供暖

（1）分時供暖。根據施工過程中的熱耗特點，適當調整供暖系統的供暖時間，降低能耗。這項措施尤其適用于公共建筑。供暖和空調系統有一個計時器，可以記錄室內溫度以及回水溫度。例如，公共建筑的室內溫度在工作和休息期間應在18℃以上，在工作日夜晚和節假日應在5℃以上（以防止冷凍設備造成損壞）。

（2）適當調整室內空調的溫度。在規劃或操作建筑物的供暖和空調系統時，室內設計師和工人往往會選擇更高的室溫設置來實現室內的舒適，從而導致不必要的能源損失。室內空調的溫度必須滿足人們對室內舒適氣候的要求，同時其也會直接影響建筑物的冷熱負荷。室內外溫差越大，傳遞到建筑物周圍結構的能量就越多，內部負荷和新風負荷也就越大，導致建筑物的能量損失。因此，設置最節能的室內溫度是在降低能耗的同時保持室內熱舒適的必要前提。使用DEST模擬建筑物在不同氣候溫度下，在相同的熱擾動參數、圍欄參數和室內濕度值下的夏季和冬季的能耗。結果表明，隨著冬季氣溫的下降，供暖期間年總負荷和最大供暖負荷均下降（室內溫度從21℃下降到17℃，年總負荷將下降13.7%）；如果夏季室內氣溫升高，則年度空調系統運行總負荷和最大冷負荷下降（如果室內溫度從24℃上升到28℃，則年總負荷下降25.2%）。從節能、減少建筑供暖能耗和排放以及相應降低冬季目標溫度和夏季目標溫度上升等方面，修訂更高的室內外溫度標準，不僅滿足了室內活動和員工的需求，改善了室內環境，也有效地降低了能源消耗。

4.3科學運用熱回收裝置

一般情況下，建筑供暖和空調系統的排氣未經處理就直接排放到了室外，并且排氣的熱量沒有得到適當的利用，導致能源損失和熱污染。如果這種熱量可以在新風中加熱，那么在相同的內部負荷下，風扇負荷會減少，室內空氣質量會得到改善。我國對余熱回收的研究尚處于起步階段，市場上幾乎沒有完整的余熱回收裝置。目前，通常使用兩種主要類型：一種是普通熱回收，其中普通熱交換器用于在廢氣和新風之間傳遞熱量和水分。傳統的熱回收設備包括翅片、熱泵和轉子；另一種類型是開放式熱回收，使用可見熱交換器在廢氣和新風之間交換熱量。傳統的熱交換器包括熱管、板式和中間型。開放式熱回收和全熱回收都可以達到節能減排的效果，裝有熱回收的空調系統的節能效果遠高于未裝熱回收的空調。盡管開放式熱回收的運行成本高于全熱回收，但開放式熱回收初始投資較小且更經濟，因此選擇開放式熱回收更具優勢。然而，需要注意的是，并非所有的供暖和空調系統的熱回收效率越高其總熱回收率就高，應根據實際情況進行綜合比較。

4.4水泵變頻設計

大多數中央空調根據設計條件選擇冷卻塔、冷卻器、冷卻水泵及其型號。在大多數中央空調系統中，實際運行負荷在40%至80%之間，最大負荷通常小于總運行時間的10%。對中央空調系統的廣泛調查和分析表明，供水系統的能耗在中央空調系統總能耗中占很大一部分。盡管不同類型空調的能耗各不相同，但水泵的能耗仍比中央空調高出20%至40%。泵流量大、溫差小的主要原因是泵的選擇太大，在一定負荷下泵無法自動調節流量。因此，空調節能改造應建立在全面了解空調性能和能耗分布的基礎上。水系統必須進行必要的變頻試驗，變頻器通過改變電機轉速來調節水泵的流量?？刂茀凳腔厮顽P斗之間的溫差，用作控制的回水溫差。該系統通過在水管和回水管中安裝溫度傳感器來實時監測溫度變化，并將兩根管道的溫度變化計算數據傳輸到控制單元。通過與指定值進行比較，可以根據負載改變泵的流量。然而，當采用這種方法時，可能會遇到峰值溫度高的問題（在冷卻水泵的工作頻率下，頂層由于高輻射可以承受更高的負載，甚至會導致峰值溫度高），超過設計極限。這可能是由于觀測到的上層與管網沿線的水以及循環回水之間的溫差調整造成的。作為調節水流的基礎，兩端的溫度可能會導致冷卻性能較差，這直接導致兩端無法滿足冷卻需求［6］。

5結語

空調是現代建筑業在建筑過程中的重要組成部分，其作用不容忽視。其不僅有效地調節和控制了建筑物的溫度，還改善了建筑物的通風，顯著改善了人們生活的室內環境。將節能減排的理念應用于建筑供暖和空調系統的設計，可以提高供暖和空調的環境性能，改善建筑的整體外觀，使居民的生活條件更加舒適。這符合當前綠色低碳發展的趨勢。因此，建筑部門必須將節能減排的理念融入供暖和氣候規劃的各個方面，以降低建筑的能源消耗。

參考文獻：

［1］李欣航.節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用淺述［J］.居業，2022（2）：142-144.

［2］馬晶晶.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計中的應用［J］.建筑技術研究，2021，4（5）：85-86.

［3］李欣航.節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用前景分析［J］.居業，2022（2）：142-144.

［4］唐爾隆.節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用［J］.磚瓦世界，2021（24）：159-160.

［5］李蕾蕾，韓冬.節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用分析［J］.安防科技，2021（2）：283-284.

［6］裘偉冬.節能減排理念在建筑暖通空調設計中的應用前景分析［J］.前衛，2021（15）：19-21.