浅析暖通空调在建筑工程中的设计研究

唐静

【摘要】随着现代化城市的发展，建筑物的高度与层数不断增加，不管是商业大厦还是宾馆酒店的建筑，或是其他综合性多功能建筑物，其它各种功能类别的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求，暖通空调已成为现代建筑必不可少的重要设施，暖通空调产业进入了黄金时期。本文从暖通空调系统施工设计注意事项分析，讲述了暖通空调设计中存在的问题，并提出了暖通空调工程的节能设计以及暖通空调节能技术的应用。

【关键词】暖通空调 建筑工程 设计 节能

前言

随着现代化城市的发展，建筑物的高度与层数不断增加，不管是商业大厦还是宾馆酒店的建筑，或是其他综合性多功能建筑物，其它各种功能类别的高层建筑如雨后春笋般拔地而起。新的建筑、新的使用功能对建筑设备提出了新的、更高的要求，暖通空调已成为现代建筑必不可少的重要设施，暖通空调产业进入了黄金时期。因地制宜的合理选择能源资源，充分有效的用能，提高高层建筑用能系统的效率，合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响，是高层建筑暖通空调设计中必须解决的问题。

一、暖通空调系统施工设计注意事项

1.空调循环水泵的选型问题是一种常见的问题，国内对其容量的需求往往是现实中需要的两倍，这样就造成了投资成本加大及成本的浪费，主要表现在：第一，总冷负荷大；第二，系统计算阻力过大；第三，水压问题。这些都将影响系统的循环，使循环阻力增大，相应的水压也变大。

2.空调机组高层建筑入口处家庭供暖、通风和空调，根据相应的设计原则，在加热系统中，入口的相应位置应该安装电源及温度计和去污器，需要时还要进行安装热量计。入口地方的设计要满足后期的管理要求，便于管理。因此，在暖通空调的设计过程中我们要综合考虑。先保证供暖系统的合理性，在保证室内与室外的融合和平衡。

空调和通风三方面的手动空调和制冷技术，供暖和空调制冷手册明确给出了宿舍建筑的冷负荷指标，即 94w/m2、 163 w/m2，商场建筑冷负荷在夏季预算目标应该是210 w/m2、240 w/m2。然而，在实际的设计过程中，一般有两个问题导致了较大的空气调节能力。首先，由于安全因素要考虑的各种设计。冷负荷估计的面积过大，远大于空气调节单元的实际操作区域峰值的冷却能力。二是目前在空调系统的设计过程中，一些设计时使用负荷指数效率。另外，泵的扬程选择不当也是一个比较普遍的问题。

二、暖通空调设计中存在的问题

近些年来，建筑业呈现出了快速的发展趋势，也促进了暖通空调工程的快速发展，但是暖通空调工程会产生巨大的能源消耗，同时由于设计的不合理，也容易造成我国能源和资源的大量消耗。当前暖通空调工程设计中的不足之处，可以归纳为以下几个方面。

1. 在设计管理方面体现出来的不合理之处

设计阶段是所有工程项目的基础性阶段，但是在暖通空调的设计方面却没有将节能思想进行充分的融入，相反，我国大多数的暖通空调工程在设计过程中过于重视外观和性能的设计，却在节能设计方面体现出一定的简陋性，没有将节能与低碳等重要的设计思想体现在工程中。

2. 在设计的实施环节存在着一定的不合理

由于设计理念中缺乏节能与低碳等思想的融入，因此，必然会导致设计的实施与生产相背离的现象。更为重要的问题是，在有的暖通空调设计中存在着一些违规操作的现象，有的设计师为了达到一定的美观性或者是功能性，甚至违反国际相关的技术标准和操作规程，这种行为带来的不仅仅是在节能设计方面无法达到理想的效果，也会对暖通工程本身的质量产生重大的影响，造成严重的安全隐患。

3. 在设计人员的素质建设方面还有待于提高

当前有部分暖通空调工程的设计师虽然在空调设计方面有着一定的经验，但是却缺乏能源管理方面的专业知识，所以造成了他们在暖通空调的设计工作中无法将节能与低碳等相关的理念融入工程中，正是专业素养的缺失才导致了暖通空调设计中出现了各种纰漏。

三、暖通空调工程的节能设计

1. 设计目标

暖通空调工程节能设计方案必须具备较高的可靠性与可行性，才能够作为暖通空调施工的基础，从而保证暖通空调工程的投资、运行以及节能等方面的和谐统一。所以，设计人员应当根据当前已经存在的关于暖通空调工程节能设计的相关经验与优化措施，从工程项目的水、风等系统方面着手，进行不同的节能策略，达到理想的节能效果。

2.设计原则

设计单位应要求设计人员设计的每项暖通空调工程项目，都有较详细的冷热负荷计算书和采取了哪些节能措施。施工图设计阶段，必须进行热负荷冷负荷计算；系统在确定设计方案时，设计人员要深入现场，与业主进行有效共同，结合工程的具体情况，根据负荷特性、建筑使用功能要求、当地的能源结构以及环境特點等多方面综合考虑；要考虑空气的处理和分布，还要考虑设备管道的布置在暖通空调工程施工的配合与协调的问题，与土建、装饰、水电、消防、灯光等工种之间的配合和协调。

3. 节能优化设计策略

3.1空调风系统的优化设计

空调系统在运行的过程中会产生大量的热量，而这部分热量必须要从建筑物进行有效的转移，才能够保证空调系统的稳定运行。当前大部分建筑都属于高层建筑，而且建筑面积较大，常年都会产生大量的余热，所以运用水环热泵空气调节系统对余热进行转移是十分有效的，尤其是针对人员较多、空间较大的建筑空间，运用该系统不会产生较大的运行费用。

3.2 空调水系统

开式系统在运行过程中会产生较大的水泵扬程，因此耗费的能量也较大，所以在设计时可以考虑使用闭式循环水系统。因为三管制水系统的冷水和热水都经过同一根水管作为回路，会产生冷热混合损失，所以这种方法在使用时也应当谨慎的选择。同时，空调系统管径回路的确定与其多产生的运行费用有着较大的关联，如果系统较大的情况下，回路产生的阻力也较大，这时不同的环路之间会产生的负荷差距也较大，就应当选择双级泵系统。另外，可以考虑在冷热源侧分别设置不用负荷级别的循环水泵，这样便能够有效地降低对电能的消耗。

3.3 空调冷热源

空气调节系统的冷热源宜采用集中设置的冷（热）水机组或换热设备。当前各种机组、设备品种繁多，电制冷机组、溴化锂吸收式机组及蓄冷蓄热设备等各具特色，由于机组或设备的选择受占地面积、使用特征、当地能源种类、投资和运行费用、环保规定等多种因素的影响和制约，设计人员只有在充分做好上述因素的调研后，客观全面地对冷热源方案进行综合论证，才能真正达到节能、使用效果的双赢。

四、暖通空調节能技术的应用

在进行暖通空调节能设计的过程中，必须要根据工程现场的实际情况以及暖通空调自身的要求进行综合的分析，才能够设计出科学的设计方案。在进行空调的设计时，除了要具有明确的节能设计目标，遵循节能设计策略，同时也要将节能技术进行科学的运用，在保证空调系统正常运行的同时，达到节能的目的。

4.1 对建筑维护结构的保温性能进行必要的改进

暖通空调系统运行中产生的能量消耗，有一部分是来自于建筑物围护结构的损耗，如果建筑物本身具有较高的保温性能，则会使得暖通空调系统产生的损耗大大地降低，所以，要根据工程的实际情况，对建筑物本身围护结构的保温性能进行有效地改进，能够在一定程度上达到节能的目的。

4.2 蓄冷系统应用

由于我国在地区经济发展水平方面存在着一定的不平衡性，因此，在用电高峰时段和低谷阶段也会存在着较大的差异，这就容易产生在用电高峰阶段电力供应不足，而在低谷阶段又会产生过剩的现象，这种现象的存在容易造成浪费。所以可以在不同的地区运用蓄冷系统，也就是说，在用电高峰阶段产生的电量进行蓄冷，将水制成冰，然后在低谷时期将其进行释放，这样也能够在一定程度上缓解供电系统的压力，对于暖通空调工程本身对电能消耗的降低也有着一定的促进作用。

4.3 变频系统的应用

暖通空调系统在运行的过程中，通长是不会产生负荷运行的现象，因为系统在运行的过程中，其所处的外部环境也随时发生变化，所以其负荷也会随着环境的变化而产生一定的变化。同时，空调系统的运行条件是保证稳定的额定功率，一旦额定功率发生变化，就会产生负荷输出的现象，这时就会造成能源的浪费。如果能够运用变频技术将其额定功率的变化控制在科学的范围内，空调系统本身就不会由于额定功率的改变而形成全负荷运转的状态，这样就达到了节能的目的。因此，变频技术在空调系统中的使用时空调节能要求的必然结果，使用变频技术，不断可以对空调系统中的一些不足进行改善，同时还可以在一定程度上降低耗能，节约空调运行的费用。

五、结束语

暖通空调设计科学的比较和优选是暖通空调设计人员在实际设计工作中经常遇到的一个重要的技术问题，但其方案的比较和优选是一个涉及范围广、因素很多很复杂的技术工作。因此，必须综合考虑各方面因素，避免主观性和片面性，力求设计科学合理。

参考文献：

[1]陈瑞锋 建筑节能工程中的暖通空调设计分析[J] 山西建筑 2014（40）

[2]蔡武添 暖通空调节能技术在建筑工程中的应用[J] 广东建材 2015（2）

[3]施国强 论暖通空调工程中的节能减排设计[J] 建设科技 2013（10）