简析民用建筑暖通空调系统的节能设计问题

2014-01-28西安市建筑设计研究院陕西西安710054

中国建材科技 2014年4期

双庆（西安市建筑设计研究院，陕西西安 710054）

我国经济的迅速发展，相应促进了能源需求的急剧扩大。作为发展中国家，我国的社会经济及科学技术等都在高速发展中，但能源有效利用率的整体偏低，使得能源浪费情况较为严重，一定程度上阻碍了我国经济的可持续发展。对此，民用建筑暖通空调系统的节能设计也尤为迫切。

1 针对民用建筑节能设计的相关政策

目前我国建筑行业的能源消耗仅次于工业及交通等产业，建筑工程中空调能暖系统的能源消耗几乎占据了整个建筑所消耗能源的一半。建筑暖通空调系统的节能设计，同我国可持续发展息息相关，自2005年相关部门就颁布了《公共建筑节能设计标准》和《民用建筑节能管理规定》等一系列鼓励政策。

2 民用建筑暖通空调系统节能设计分析

民用建筑暖通空调系统的节能设计主要从两方面进行优化。

一方面，应当在规划建筑设计时，充分考虑到当地自然环境，以科学合理的布局，全面考虑地质环境、大气环流、阳光照射等自然因素，从而降低能源消耗。

另一方面，可以通过优化建筑结构提高其保温调节性能，降低能源的冷热损失。包括控制窗户和墙体比例、提高墙体隔热恒温性能等等。

2.1 采暖与空调冷冻水系统的设计

在设计采暖系统时，应该尽量保证空调管路系统的结构简单化，方便操作，有效降低相关设备的能源消耗，在建筑建设前期就有效降低完工后的维护费用；保障建筑内不同空间之间的调温系统独立运行；热量消耗分户平摊等等多方面原则。目前多采用下供下回垂直双管系统作为采暖系统的主要形式，此外，也包含了上供下回垂直双管系统、水平式双管系统以及高层建筑竖向分区供暖系统等多种形式，根据实际情况选择相应的系统形式。

在设计冷冻水系统时，结合国家规定，遵循负荷变化同系统流量的自动调整相适应的基本原则，降低系统运行时的能源消耗。一般多采用同一次泵变流量系统，当然也包含了一次泵定流量系统、二次泵变流量系统以及两管或四管制系统等个种类，同样需要结合实际情况进行选择。

2.2 采暖与空调水系统的补水和定压等方面设计

一般而言，需要根据采暖及空调水系统在单位时间内的泄漏量，确定补水管道的规格、补水量的数值乃至水泵水箱等设备的规格。实际设计时，应该考虑到空调整体系统规模乃至各类系统的不同实现形式，结合系统用水容量确定最终数值。

通常，以供冷和采用换热供暖的空气调节形式时，若为全空气系统，则单位水容量多确定在0.5左右（偏差在0.1以内）；若为水空气系统，则单位水容量多确定在1.0左右（偏差在0.3以内）。若供暖采用热水锅炉，全空气系统情况下，单位水容量取1.3-2.0以内；水空气系统则取值在1.2-1.9以内。此外，若为封闭式采暖空调系统，那么其补水定压点的选择，应该在循环水泵入口。

2.3 风系统的设计

风系统的设计，包含了空调自身风系统和通风系统两个部分。

空调自身风系统的设计，首先应当遵循我国规定，在严格控制室内二氧化碳浓度基础上，对风系统进行设计。若建筑内人员分布为集中式，则使用集中供暖系统；若建筑内人员较多且建筑规模又较大，人员分布较散时，则可以使用全空气空调系统；若建筑高度较大，还可以在基础上，合理应用分层式的空调系统。

通风系统的设计，是为了保障电气设备的散热性能以促进其稳定运行，更是为了保障室内空气的健康无害。既关系着空调系统的正常运行，又间接影响着空调系统的节能性能。集中式空调通风系统的排风与热回收功能设计乃至设备的选择，应先符合国家节能相应原则为基础，针对部分不需要严格环境通风系统的建筑，可沿用自然通风系统，从而减少暖通空调系统整体能源消耗。

2.4 冷热源设备的选择

在选择冷热源设备型号时，一方面需要考虑到建筑的整体功能、规模大小乃至造价等因素；另一方面需要对当地的能源结构、环境、气候等多方面因素进行分析。如果当地存在区域供热系统或工厂余热等基础，可以沿用到空调热原系统中；若当地具有完善的天然气供应系统，则需要考虑当地的电力峰谷期，利用天然气系统进行配合，供热使用电力，供冷则使用两种能源系统配合，从而提高能源有效利用率；若区域内能源形式较复杂，相应的可以采用复合式能源冷热供应系统；此外，针对区域内的水资源、地热资源以及生活废气热水等有效能源，均可以合理进行回收再利用，从而在提高其使用率的同时，减少环境污染，并有效节省相关设备的资金。