建筑设计中暖通节能技术的探讨

2015-12-02李晓坤陕西建工安装集团第四工程公司陕西西安710043

江西建材 2015年18期

■李晓坤 ■陕西建工安装集团第四工程公司，陕西西安 710043

住宅建筑中安装较多的设备之一就是暖通空调，它能够显著改善室内环境质量，在寒冷的冬天让室内更加温暖，并让人们感觉更加舒适。但暖通空调的应用在改善居住环境的同时，也会产生大量的能耗与污染，因此暖通空调在设计时也需要注重节能性。而要降低暖通空调使用过程中产生的能耗，就需要在建筑设计中将节能技术进行巧妙的应用，减少暖通空调运行过程中热量的流失，减少不可再生能源的浪费，进而真正提高节能性。

1 建筑项目中暖通空调节能设计的基本原则

当前高层建筑的数量逐渐增多，而高层建筑在冬天供暖时需要消耗大量能耗［1］。在可持续发展理念的影响下，我国近年来建造了很多节能绿色建筑，这些节能建筑能够让住户在享受舒适生活的同时降低暖通空调的消耗。虽然我国逐渐提高了对建筑暖通节能的重视，但是我国现有的建筑节能技术水平与发达国家相比依然存在很大的差距。这就需要我们对建筑节能技术进行深入研究，明确建筑节能设计的基本原则，通过合理的建筑暖通节能设计降低建筑能耗。在建筑项目中暖通空调节能设计的基本原则包括以下几点。

1.1 合理控制通风量以保障空气品质

在建筑项目中对暖通空调进行设计时，不仅需要让室内的通风量尽可能大，也需要对进排风进行合理控制，对室内气流进行合理组织，以达到消除室内异味、浮尘与细菌的目的。通过合理的通风控制，不仅可以并保障室内空气质量，改善住宅的居住环境，也符合节能的要求。

1.2 保障室内的热舒适度符合要求

室内热舒适度的影响因素包括温度、风速、湿度以及辐射温度等。在对暖通空调进行设计时，就需要对这些影响因素进行分析，通过巧妙组合保障它们的合适比例，进而满足室内舒适度。例如，由于建筑围护结构具有一定的热传导性，可以借助该部分降低室外温度变化对室内的影响，营造良好的室内微气候。

1.3 保障局部与整体设计的协调性

对于人口较为密集的建筑如写字楼等，可以采用集中供暖的方式来减少能耗。但是在对建筑进行整体暖通设计时，也需要满足个体需求的差异性，保障节能控制有一定的弹性空间。在对暖通空调进行设计时，首先保障每个房间能够独立进行温度调节，然后再对分户热量进行合理设计。

2 建筑设计中有效应用暖通节能技术的措施

2.1 明确暖通空调的设计参数

建筑设计中暖通空调产生能耗的大小不仅与当地的气候变化有关，也取决于室内温湿度设计的相关参数。在保障夏季室内住户有较好舒适度的前提下，室内温度每升高1 摄氏度，暖通空调相应的计算能耗将降低5%至10%左右。而若室内的湿度提升50%左右，则暖通空调的能耗将降低15%左右［2］。在暖通空调总负荷中，新风量所占的负荷约为25%至40%。适当引入新风不仅可以保障室内空气质量，也可以维持室内外适宜的压力差。因此设计过程中应该明确新风量的大小，以尽量降低系统运行能耗。此外，在建筑设计中一些设计人员为提高速度，大多忽视了对图纸的审核工作，很难解决暖通系统中的能耗问题。这就需要项目审核人员加强对设计图纸的审核，及时发现审核过程中存在的问题，并采取必要的措施优化设计方案，以有效降低系统能耗。

2.2 合理选择节能技术以提高质量

当前暖通空调设计中应用的节能新技术包括低温送风技术、可变流量技术以及热泵技术等。在建筑暖通设计中应该合理应用这些技术，并对比不同的设计方案，可以提高整体的节能性。与常规的空调系统相比，低温送风技术由于送风温度较低，能够有效降低输送管道的能耗。下表1 为低温送风与常规送风的温度对比。也可以将低温送风系统与冰水结合起来，以增强系统的制冷效果，进而节约能源。

表1 低温送风系统与常规送风系统的温度对比

高层建筑中一般采用水-空气空调运行方式，进而为室内提供适宜的温度。但是这样的供暖方式较为复杂，且相应管道与设备需要投入的大量资金，并且维护费用较大。由于暖通系统在冬季的耗能占到总体能耗的25%至30%左右，而夏季的能耗仅为15%左右［3］。这样可以充分应用可变流量技术，合理控制系统各级水泵的流量，并对低级流量进行二次利用，进而避免能量的浪费。热泵技术就是从地热中获取低品位热能，进而转换为人们可以利用热能的一种新型技术。这些暖通节能新技术在暖通设计中的合理应用，可以有效提高暖通系统的节能性。

2.3 选择节能性好的设备

在设计过程中也需要选择节能性好的设备，进而为暖通系统的节能性提供保障。对于冷源机主机设备的选择，一般根据能效的高低来确定［4］。与电力制冷剂相比，吸收式制冷剂的能效相对更低，这样在供电充足的情况可以选择电力制冷剂，并综合分析电源、建筑物用途、投资量等因素。在冷却塔运行过程中，风冷方式与水冷方式产生的能耗相差不大，两者的应用各有优势，应该根据实际需求合理选择。暖通系统中锅炉的节能也是十分重要的，设计人员需要对锅炉的运行功率进行合理设计，并在运行中进行合理调节与控制。暖通技术在近年来得到了迅速发展，但是其带来的污染问题也日益凸显，并且能耗越来越大。可以在暖通系统中加入可再生能源，进而减少污染，提高暖通系统的使用寿命［5］。

2.4 做好运行管理与维护工作

再好的设计都需要有效的管理提供保障，若管理不当很容易导致浪费。在暖通系统总能耗中主机所占能耗的比例超过60%，因此做好主机的能耗控制工作是节能设计的首要任务。首先根据建筑中主机的数量与功率进行负荷调节，并且详细分析建筑内不同场所暖通系统的负荷，结合室内的不同环境因素制定相应的管理方案，进而找到最佳的方案。这样不仅可以保障室内的舒适度，也可以有效减少系统能耗。在设计暖通系统水泵时一般留有富余，并且只启用了侧面水泵，这样很容易导致水资源浪费。系统主机的制冷效果与水量有一定的关系，但是在水量有限的情况下，多个系统同时工作将增加耗电量。这时候可以采用变频技术控制水泵阀门，若运行中的暖通系统较多则保障阀门全开，保障流量与能耗的一致性，以提高节能效果。此外，水泵中若存在腐蚀、水垢等也会影响系统的制冷效果，可以选择合适的输送设备并设置水处理装置，加强对系统运行过程中输送管网的维护与管理，进而降低系统的能耗。