住宅建筑暖通空调节能设计问题探讨

王燕彬　董伟

【摘 要】 本文主要就住宅建筑暖通空调节能设计的原则，存在的问题以及改进措施进行了分析研究。

【关键词】 住宅建筑暖通空调；节能设计；问题；措施

一、暖通空调节能设计的重要性

随着我国社会经济的不断发展，在建筑设计中应用的能源数量不断增加，产生的能源消耗数量比例也不断加大。根据一定的统计结果发现，在发达国家，建筑能耗在总能耗中已经达到40%的比例，而我国某省的建筑能耗在该省总的能源消耗中也占到了27.8%的比例。在建筑能耗中，30%—60%的建筑能耗都是暖通空调系统的消耗，并且呈现出了逐年上升的趋势。这种状况，会激化我国能源的供求矛盾，不利于我国经济与社会的可持续发展。应用节能技术，可以有效的解决这些问题，降低20%—50%的空调系统能耗。所以，在建筑设计中应该重视对暖通空调系统的节能设计，以实现绿色建筑。

二、住宅建筑暖通空调节能设计的原则

1、节能设计指导

影响空调节能运行的因素很多，其中冷热负荷的设计合理性对系统的运行影响非常的关键。通过最优化的冷热负荷设计，就使得理论计算数值最大的贴近实际运行的数值，从而有效节能，控制系统的能源需求。在实际的设计过程中要不断引进新技术，参照国内国际上稳定、有效的设计成熟方案，结合当地的实际环境进行统筹安排，合理设计。充分考虑外围环境的影响。尽可能采用隔热墙面，隔热保温材料的使用，房屋外围护栏结构的导热性，使得系统的设计管道尽量简单，这样节约管材，既节约投资，又方便了施工。[1]

2、整体和局部

在实际的设计过程中，在集体供暖的环境下，也要注意个人的需求，这样也能很好的体现节能。最好能保证各个房间内室温是能独立调节的，这样在无人居住的房子，室内对温度要求低的客户，就能有效的节能，便于分户的供暖需求，也便于熱量的分摊。

3、循环原则

循环原则是在广回收之后再进行加工后循环再生。对报废的材料进行循环再利用，逐渐形成良性的原材料到废料再加工成新原材料循环。但其中也有一些成本过高或者没有再回收价值的材料，例如玻璃钢、岩棉等诸多材料，这时在绿色建筑中暖通空调的设计一定要合理的控制其用量，避免不可循环材料的浪费。

三、住宅建筑暖通空调节能设计问题

1、图纸设计方面存在的问题

1.1设计说明内容不完整

根据《设计深度》对建筑暖通空调设计说明应该包括的内容作出了明确的规定。这种设计说明应有多种参数来供参考，如热源、冷源情况；散热器型号；空调冷、热负荷；系统形式和控制方法；消声、隔震、防火、防腐、保温；风管、管道材料选择、安装要求。但是，还是有些工程的设计说明内容很不完整，需要完善。

1.2计算书内容不全，甚至空白

《设计深度规定》对暖通空调设计计算书的内容有详细的规定和要求。虽然有《设计深度规定》的要求，但是还是有相当一部分工程设计没有暖通空调设计计算书。有的有供暖空调设计计算书，可内容有的也是不全的。有些建筑集中空调和防排烟设计，仅仅只有夏季冷负荷的计算，没有空调风系统的计算，没有空调制冷设备选择计算，没有防排烟计算等。计算书这样的不完善是不妥当的。

2、系统设计中存在的问题

暖通空调系统的设计是空调节能的基础，对空调系统的节能效果有着重要的影响。但是，在实际的各种设计中，因为缺乏“最优化”的设计理念，所以很多工程中都不能良好的贯彻节能的理念。在实际的各种设计中，因为追求经济效益，盲目追赶工期，使得暖通空调的设计周期短，很难做到优化设计，一些局部的问题没能进行有效处理，使得工程在竣工运行以后，发现系统运行能耗大大超标。此外在工程的建设施工和运行过程中，缺乏一套完整科学的系统评定标准，使得系统在建设过程中，难以很好把握能耗估算，难以对系统的运行性能进行有效的评估。

3、通风管道的设计不合理

主要表现为风管的漏风量较大。分析原因主要是风管与法兰或法兰与垫片的结合处不严密，也有风管质量和规格原因。居民楼内的空调设计要灵活，除了设置风管机，靠风管送风外，如果出现限制了风管的布置问题时，可以选用屋顶式高大空间通风单元空调或大空间区域空调机，这种空调形式，免去了风管的布置，既可以将机组布置在屋顶，也可以将机组布置在侧墙上，设计更为灵活[2]。

4、设计能耗问题

有些设计的暖通各机组设备水管上缺少温度计及压力表，这样将会影响日后暖通系统工作运行及各项管理工作。各机组需要在参数性能满足的条件下，拥有较合理的不同负荷下的各种能效比；冬季需制热时，室外机要迅速且合理融霜，使其有较好制热能效比；同时机组于满足设计条件中供热量外还需满足在夏季施工中设计条件冷负荷，在COP小于1.8时候，需要果断选择其他形式采暖渠道。

四、进一步提高住宅建筑暖通空调节能设计水平的具体措施

1、进一步加强系统设计

1.1采暖与空调冷冻水系统的设计

1.1.1采暖系统的设计

在实际应用的过程中，采暖系统的形式我们普遍采用上供下回垂直双管系统；平单管系统；高层建筑竖向分区供暖系统；下供下回垂直双管系统等等。建筑工程的建设应根据实际的情况进行合理的选择，以便建筑工程的暖通空调节能效果达到最佳状态。

1.1.2空调冷冻水系统的设计

关于空调冷冻水系统的设计，我国有相关的标准。因此在设计多台冷冻水系统的节能系统时，为达到负荷变化实现自动化改变系统的目标，应尽可能降低系统运行过程中的能耗。目前，两管制及四管制系统、一次泵定流量系统、一次泵变流量系统以及二次泵变流量系统为我国空调常用的冷水系统。例如，为达到减少空调系统设备和管道的投资，以及降低空调水系统运行耗能。

1.2冷热负荷计算

暖通空调工程设计中的冷热负荷计算之是最为重要数据。冷热负荷计算的数据是输送管道尺寸；供暖与空调冷、热源容量；空气处理设备能力等方面最有利的依据。当前，设计人员在施工图纸设计的过程中，对建筑面积冷、热负荷设计的指标不加区别的将其确定为施工阶段所应达到的冷热负荷指标。在这样的情况下，容易导致末端设备偏大、水泵配置过大、管道直径过大以及冷热源设备装置容量过大的“四大”现象。“四大”现象将直接导致工程建设成本的增加，建筑工程能耗增加，直接给我国造成较大的经济损失。

为促进设计人员的估算更加符合实际要求，建筑工程建设推出了“设计指标”这一概念。“设计指标”指的是建筑工程的建设应与相同面积建筑的冷热负荷保持相似的取值，这样获得的数据就具有一定的代表性。

1.3冷热回收利用的研究运用，实现能源最大限度的利用

对于暖通空调的节能方面来说，最理想的便是技术的进步，加强对冷热回收的利用。空调的冷热回收利用就像是我们熟知的废水的循环使用一般，只用将使用过的冷热能量然后再重新使用，那么将会减少暖通空调的使用的功率，那么暖通空调的建筑能耗也就降低了。目前我们可以利用自然环境和低温热源来节约大量采暖供热的燃料。我们知道如果热泵与直接接触式热回收设备联合使用，其热回收效率比单一设备要高得多，因此也就实现了能源的最大限度的利用[3]。

2、运用节能技术，实现建筑暖通空调的节能设计

2.1优化冰蓄冷系统设计

冰蓄冷系统耗电量小，有助于节约电力资源，并且经济效益良好，同时在低能耗的条件下还能实现低温送风，大大节约了能源。主要体现在两方面：首先，能够在用电高峰期的白天进行供冷，降低了大笔的电费支出。其次，条件相同时冰的蓄冷量明显高于水的蓄冷量，因此蓄冷池的容积也较小，由此在一定程度上减小了热损失，节约了能源。当冷水达到1℃～4℃时，才能进行低温送风，风机的动力和风量也会在此时降低，这样就起到了节能的效果。冰蓄冷系统有较高的COP值，因此即使制冷效率有所降低也无妨。尤其是在夜间，冰蓄冷系统的节能效果更为显著。

2.2地源热泵节能技术

地源热泵是从岩土体，地下水、地表水为低温热源，由地（水）源热泵机组，地热能采集系统，建筑物内系统组成的供热空调系统，根据地热能采集形式不同，分成以下三类系统：（1）地下水地源热泵系统：依靠水井抽取地下水参与循环（分开式或闭式）；（2）地表水地源热泵系统：依靠可利用的江、河、湖泊等地表水，也可以利用城市污水参与循环；土壤源地源热泵系统：利用地下埋设的封闭循环管路通过介质（水或水加防冻液）在管路中循环，与土壤或岩体进行热交换（分垂直和水平两种埋管形式）。和常规的供暖供冷系统相比，具有以下几个显著的特点：（1）节能高效，一机三用，充分利用可再生地下能源，用IKW的电能可获得5KW以上的冷量或4KW以上的热量，并可利用产生的废热制造卫生热水（夏季可免费获得），因此和常规的供暖供冷系统相比，节能效果显著；（2）绿色环保，利用地下再生能源，没有热污染、噪音、视觉污染、也没有有害气体排放污染；（3）灵活安全，可同时实现供冷供热等不同功能要求，机房面积小，机组可灵活设置在任何地方，无锅炉、冷却塔等卫生及安全隐患；（4）稳定可靠，维护简单，不受外界高温或严寒影响，运行稳定，系统简单，使用寿命长，故障率小，操作简单，维护费用小。地源热泵适合各类工程使用，比起常规的供暖供冷系统具有很大的优越性。

2.3太阳能节能技术

在众多可持续发展的能源中，太阳能无疑是最好的选择，取之不尽用之不竭，不仅没有地域限制，而且环保无污染。组成太阳能供暖系统的主要有两部分，分别是集热器和循环控制系统。集热器只要包含换热水箱等其他加热设备，而循环控制系统则由温度控制器、生活热水体系和地板采暖等三部分组成。太阳能供暖系统的主要工作原理为：源源不断的应用设备对太阳光予以采集，并将太阳光转化成热能；由热导循环系统将热能处理之后传至换热中心，到达换热中心并成功转换成热水后便可进入地板采暖系统；最后一步便是通过电子仪器对室内温度加以控制和调节。天气是变化无常的，当出现阴天、雨雪天气时，对太阳能的获取则会出现困难，但这时控制系统将会自动进行转换，进入到燃气炉设备对其进行辅导加热，这时即便在冬季居民也可以享受到温暖，在其他季节太阳能充足时还可以为人们提供热水，便利了居民生活。如果暖通空调系统能够应用太阳能技术，将会大大的降低生产成本，同样也节约了大量原材料，最为明显的是太阳能无污染，可以有效的保护环境，这将成为实现绿色建筑暖通空调的一大途径。

五、结束语

住宅建筑暖通空调实现节能设计不仅能够有效节约能源，还可以为人们提供绿色的供暖通风环境，因此，一定要充分运用先进技术实现住宅建筑暖通空调的节能。

参考文献：

[1]赵邦亮.住宅建筑暖通空调节能设计问题探讨[J].技术与市场，2013，08：88-89.

[2]梁琳，翟荣兵，黄红.建筑工程项目暖通空调节能设计的相关問题[J].科技创新与应用，2014，03：222.

[3]双庆.简析民用建筑暖通空调系统的节能设计问题[J].中国建材科技，2014，04：178-179.