建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用与体现

2018-02-18施全彬

机电信息 2018年3期

施全彬

（江苏天地远大机电系统工程有限公司，江苏常州213000）

0 引言

《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》中明确提出推动建筑节能与绿色建筑发展，对于建设节能低碳、绿色生态、集约高效的建筑用能体系，实现绿色发展具有重要的现实意义。作为建筑用能体系的重要组成部分，暖通系统的节能水平直接影响着建筑整体节能效果，因此需要从设计阶段做好节能把控工作。

1 新型节能设计理念

开展建筑暖通节能设计，要贯穿节能设计理念，做好设计把控。暖通节能设计理念如下：

（1）低碳设计理念。开展暖通系统设计，基于低碳设计理念，尽可能做到绿色、环保，实现建筑和自然的和谐相处，减少暖通空调污染。

（2）协调设计理念。开展节能设计，要注重协调设计。以暖通空调系统为例，其包括通风系统、采暖系统、空气调节系统，要做好调节工作，落实节能理念。

（3）可循环设计理念。坚持可循环理念，开展暖通设计，重点是利用各类可再生资源，减少非再生能源的使用，强化成本控制。

2 建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用

2.1 优化暖通空调系统设计

建筑暖通空调系统的使用，能够满足建筑使用者的基本需求。基于节能设计理念设计暖通空调时，要做好优化设计，着重考虑不同房间的温度控制需求。在暖通空调系统中，中央空调系统是主要组成部分，其质量和寿命直接影响着系统运行的效果。设计时，要从业主需求角度出发，结合实际情况，做好系统设计。开展暖通空调系统设计，要做好以下要点的把控：（1）采用高性能水平的围护结构。因为暖通空调系统运行时，若穿越围栏，则会产生大量的负荷，冷热损失较大。（2）坚持舒适度原则。

2.2 优化蓄冷和变频系统设计

暖通空调设计中，需要考虑到蓄冷系统在不同时期发挥的作用差异，比如用电高峰期和低谷期，可以在高峰期蓄冷，在低谷期释放，进而缓解供电系统运行压力，减少空调系统运行的能源消耗。因为在实际运行的过程中，空调系统受到环境变化的影响会发生不同的变化，通常不会呈现全负荷运转状态。利用变频技术，将空调系统运行的额定功率有效控制在合理范围内，能够避免空调系统全负荷运行，实现节能减排。利用地下水或土壤等作为地源热泵空调系统运行的冷热源，能够达到节能的效果。以土壤热源为例，其具有温度适宜和性能稳定等优势，使用地源热泵，不需要使用其他设备，便能够实现冬季供暖和夏季供冷。

2.3 优化热循环和中央空调设计

开展暖通空调系统节能设计，可利用余热循环利用技术。从实际应用效果来说，能够实现资源节约，提高暖通空调系统设计水平。余热循环原理为热量传递，分离热传输回路与动力，避免热传递的过程中液体污染动力回路。对于中央空调设计，要合理选择盘管，在安装时做好长度控制，优化中央空调设计方案。总的来说，开展通风系统设计，要合理选择通风装置，做好以下要点的把控：

（1）厨房通风。对于建筑厨房通风，要设置机械送风和排风装置。若为普通建筑厨房，则可设置局部排气风扇。对于风机的选择，若选择离心风机，要布置排油污装置[1]。

（2）地下车库通风。在设计通风系统时，要按照稀释废气量计算排风量。考虑到汽车出入频率具有随机性特点，难以有效确定废气量，需要做好设计要点的把控，均匀分布风口，选择离心机装置或者轴流风机装置。在送排风系统穿越防火分区位置，要布置70℃关闭的防火阀。若和排烟系统合用，则需要按照排烟需求来设置。

3 建筑暖通设计中新型节能设计理念的具体体现

某展览馆建设用地面积为6 hm2，建筑总面积为10 518 m2，总计3层，地上2层。按照绿色建筑标准，设计建筑工程。按照绿色节能标准，在设计时，做好能源节约、资源节约的把控。现结合此建筑暖通系统节能设计实际情况，对节能设计理念的体现作如下论述：

3.1 设计空调冷热源系统

冷负荷和热负荷计算结果分别为1 356 kW和1 085 kW。按照绿色建筑标准的相关要求，使用两台水冷螺杆式热泵机组，功能为供冷和供热。在夏季供冷时，可为使用者提供7～12℃的冷水，单机容量700 kW，运行耗电量为124 kW，COP为5.6。在冬季供热时，可为使用者提供40～45℃的热水，单机容量能够达到770 kW，COP为4.8。通过设置闭式冷却塔，来稳定土壤温度，确保系统运行的稳定性。使用一次泵变流量系统，机组配置情况如下：（1）冷水泵总计1台；（2）热水泵总计1台；（3）冷却水泵总计1台。系统传送能效比为0.016 5，能够达到绿色建筑标准要求。

3.2 应用变频技术

开展建筑暖通空调系统设计，要严格按照相关标准，做好能源利用率的把控[2]。按照绿色建筑标准，此工程通风空调系统设计中，考虑到暖通空调负荷具有动态特性，为循环水泵以及空气处理机组配置了变频调速电动机，进而保证水泵装置和风机装置运行能够适应空调负荷变化。当空调运行负荷小于峰值负荷时，利用变频器对水泵装置和风机装置的转速进行调节，进而减少水泵循环流量以及送风量。

3.3 应用多元通风技术

此建筑暖通系统设计应用了多元通风技术，来使建筑室内保持热舒适状态[3]。在新风入口、通路位置，按照全新风配置。系统运行时，调节新回风阀门，可实现空调新风比调节，使其按照最小风比运行。对于过渡季节，采取机械通风方式，将建筑室外的新风引入到室内，消除建筑室内的余热以及不洁空气。在气候较为舒适的时候，采取开启外窗的方式，实现自然通风换气，消除建筑室内的余热以及异味，缩短空调运行时间，减少能源消耗。从技术应用效果模拟分析情况来看，此建筑室内温度处于15～30℃范围内的时间达到1 320 h，占据总运行工作时间的91%左右；室内温度＞15℃的时间集中分布在08：00—20：00时间段，占据比例为95%，能够满足空调使用需求。

3.4 应用可再生能源

按照绿色建筑标准可再生能源技术应用相关要求，此建筑应用地源热泵技术，采取地埋管方式提供冷热源。将空调装置的冷凝器或蒸发器伸到土壤层中，使得装置和土体之间能够换热[4]。在冬季供热期间，从土壤中提取空调运行需要的热量，为建筑室内供热，并且储存冷量。在夏季供冷时，释放冷量，并且储存热量，实现能源节约。通过节能技术，采取节能运行方案，每年耗电量为254 010 kW·h，同传统的暖通运行方案相比，节约了400 500 kW·h，节能达59%。