民用建筑暖通空调设计与节能方法

高明亮

上海原构设计咨询有限公司太原分公司 山西 太原 030000

近年来，随着社会经济的不断发展与进步，民用建筑的建设呈现出飞速发展的趋势。暖通空调系统作为民用建筑中最主要的能耗之一，必须引起业内人士重视。在有关暖通空调行业的研究中发现，在民用建筑现有暖通空调系统中，推广采用节能技术最大可降低50%左右的能源消耗量，这对于促进建筑业的长期可持续发展而言是非常重要的。

1 民用建筑暖通空调设计中存在的不足

1.1 节能设计意识弱

在目前有关民用建筑暖通空调系统的设计过程中，各方设计人员对节能设计理念的应用不够充分，缺乏对节能设计核心理念的认知，多数设计人员在展开暖通空调系统设计作业时仍然沿用传统滞后的设计方式，片面追求经济利益，以业主方的意见导向为主，对节能问题的关注度不足。民用建筑中大量暖通空调系统设计人员难以在设计方案中实现经济利益与节能效果的均衡发展，加之有关暖通空调系统的节能设计尚缺乏行业以及社会环境的宏观支持，最终导致节能设计理念在民用建筑暖通空调系统中的应用缺乏动力与支持。

1.2 缺乏能源再利用

在民用建筑暖通空调系统运行过程中，通过对风能、光能等可再生能源的合理应用，能够使不可再生传统能源的消耗量得到有效控制。但在目前民用建筑暖通空调系统的设计过程中，设计人员缺乏对新能源利用问题的考量，再生能源使用成本高，加之政府相关部门对新能源利用的扶持有限，因此导致可再生能源在暖通空调系统中的应用推广受到阻碍。

1.3 规划设计不全面

部分民用建筑中的暖通空调系统设计人员缺乏竞争意识，在提出设计规划方案时难以自我优化并进行监督，导致暖通空调系统设计缺乏应有的科学规划，设计方案中的关键内容与国家现行规范与标准不匹配，缺乏对细节问题的合理处理，节能设计更无从谈起。价值，设计人员对民用建筑暖通空调系统设计的重视度不够，在进行节能设计的过程中未提出多个备选方案进行综合对比，进而导致方案在实施过程中难以达到理想的节能效果[1]。

2 暖通空调节能设计方法

2.1 降低输送耗能

从暖通空调系统节能的角度上来说，必须针对系统输送阻力进行严格控制，提高水泵与风机在热量传输过程中的运行效率，以达到降低输送耗能的目的。在节能设计中，应重点关注以下两个方面的问题：①合理提高供回水对应温差，在暖通空调系统运行过程中提升供回水与送回风温差的方式达到节能降耗的效果。暖通空调系统的运行必须以人体感官舒适度为温度控制标准，在此基础之上尽可能提升供回水对应温差（温差建议控制在8.0℃范围内），以达到减少空调系统所需能耗量的目的；②应针对暖通空调系统的运作模式进行合理控制，以低流速为理想运作模式。在变频控制系统中，水泵与风机能耗以及流速均呈正相关关系，因此为降低泵与风机在热量传输过程中的耗电量，应关注对流速的合理控制，同时确保暖通空调系统的稳定运行。

2.2 采取恰当的空调冷热源

暖通空调系统在设计时往往采用集换热、供热于一体的设备，或采用集中冷水机组的设备进行温度控制。在选择机组设备时，需要充分考虑室内的结构特点及所在区域的能源消耗总量，充分考察当地环保政策与规定等多种因素。此外，在确定机组设备的同时，需满足以下实际要求：①如果当地的暖通空调系统可用能源种类较多，可选择复合式消耗能源的模式，也就是对多种能源进行比较，选择出消耗最低的能源组合；②若当地有热力发电场，可充分利用发电厂的余热进行空调的供热；③如果当地的供冷与供热条件十分便利，则可选择通过水源热泵的模式让暖通空调系统有充足的能源使用。

2.3 加强对变频调速设计的应用

变频调速设计属于民用建筑的暖通空调设计中，一个非常节能的设计方式，经变频调速不断控制暖通空调的运行情况，以便为民用建筑提供更加方便的空调服务。根据相关研究资料表明，在一般的民用建筑当中，有超过20%的能源被浪费在风机、电机以及水泵等机械设备上，为有效地解决民用建筑暖通空调的设备在运行过程中所产生的能源损耗，经过变频调速的设计在暖通空调中的应用，并按照民用建筑对于暖通空调运行的需求，有效地控制好设备运行的频率，并将变频调速设计的节能特点充分显现出来。

2.4 提升建筑热工的性能

建筑物的热工性能涉及的内容较多，例如建筑物的气密性、保温性以及遮阳等各个方面。建筑物中的很多热量都是通过建筑物周边的围护结构散发出去的，因此建筑物热量传递的速度和建筑物外表面所散发的热量区域的面积有直接的关系，也就是说，建筑物的采暖能源消耗量会直接受到建筑物体形系数的影响。因此可以通过强化门窗制作、提升门窗的安装精度，选用密闭保温性能好的围护结构材料，同时做好相应的密封工作，从而降低室内空气的渗透，有效节约采暖能源。

2.5 利用再生能源

如何针对可再生能源以及低品位能源进行合理应用，已成为暖通空调系统设计人员高度重视的一项课题。地泵空调系统正是当前暖通空调领域应用可再生能源的关键形式之一，其依托于地下恒温层土壤热的方式提高暖通空调系统COP值，从而在暖通空调系统在制冷量或制热量相同的情况下使能耗量得到大幅度降低。除此以外，以太阳能技术为基础的制冷、制热技术也在暖通空调系统领域中发挥着重要的应用价值[2]。

3 结束语

建筑业作为各领域中能耗问题最为突出的产业之一，在节能减排方面具有巨大的潜力与空间。为更好地践行节能减排的发展目标，民用建筑暖通设计人员必须在暖通空调系统设计过程中充分引入节能理念，通过对建筑围护结构的合理优化，降低输送能耗，利用再生能源，以及风节能设计等相关措施的综合应用，在确保暖通空调系统安全高效运行的前提下，达到降低能耗的目的。

[1] 王潇潇,宫林林.暖通空调设计与施工中存在的问题浅谈[J].绿色环保建材,2017,(12):56.

[2] 刘超.基于建筑信息模型的建筑热工系统与暖通空调系统设计应用分析[J].暖通空调,2016,46(3):27-32.