基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计研究

文｜山东建筑大学热能工程学院 孔佳树

随着人类社会的快速发展，环境资源问题日益突出。保护好我们的环境，守住绿水青山，成为全社会共同关心的话题。为此，将绿色理念融入到我们的生产生活中已经迫在眉睫。这对空调行业的发展提出了新挑战与新要求。只有重视对空调设计与建造技术的研究与优化，将绿色理念渗透其中，才能更好地节能降耗。为此，本文以建筑暖通空调系统设计为例，探讨绿色理念下暖通空调系统的节能设计策略。

1、绿色理念下暖通空调系统节能设计原则

1.1 节约原则

现阶段能利用的能源基本属于不可再生的资源，节约能源也是全人类共同关注的焦点问题。暖通空调作为实现绿色空调理念的最重要部分，在设计过程中要强调能源、材料的节约。这不仅符合绿色建筑的理念，也有助于为企业节省成本，实现利益最大化。

1.2 回收再利用原则

回收再利用原则属于一种重要的环保节能举措。在绿色理念下去设计建筑空调节能系统，必须遵循回收利用原则。对于可拆卸的零部件，可在空调发生故障时对零部件进行更换或维修。另外，针对超过使用期的建筑暖通空调，将回收成本不高的零部件拆卸下来通过处理后实现回收再利用，从而达到资源的循环利用目的。回收成本高的材料不在考虑范围内。

1.3 环保原则

伴随着公众环保理念的增强，维护生态平衡成为全球的共识。城市化进程的加快从侧面反映出国家经济社会的快速发展，但也给生态环境造成了不小的压力。就建筑设计领域而言，渗透环保理念也是将来的重要发展趋势。暖通空调系统的节能设计也应遵循这一原则。其中，要重点考虑缩减碳污染排放、节约资源等相关环保指标，切实把绿色理念渗透到生产实践与设计过程中。

2、基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计方法

2.1 对热源要合理选择

热源属于建筑暖通空调系统设计中的一个主要部分。目前，热电站、锅炉房、热泵装置是建筑暖通空调节能系统的几种常用热源。从运行实践与相关资料发现，在这几种热源当中，地源热泵的效果明显，节能效益比较好。其中，热电联产的能源效率是当前几种热源中能源效率最大的。将新型能源应用到建筑暖通空调节能系统中，由于其能量来自地表以下，不需要消耗任何一级能源，且单位体积内可利用能量较大，不仅能提高能源的利用率，达到节能目的，也能把绿色环保理念转换成看得见摸得着的现实。能明显减少硫化物及粉尘颗粒物等环境污染物的排放量，从而明显改善环境质量。另外，设计人员要综合考虑建筑的具体状况，合理选取热源，并制定节能环保标准，在此基础上进行建筑暖通空调节能系统的设计工作。

2.2 尝试运用清洁与可再生能源

能源是系统正常运行的前提与保障，对暖通空调系统来说也是一样的。因此，在设计建筑节能型暖通空调系统过程中首要考虑的问题就是能源。工作人员在设计过程中要尽量选择可再生与清洁能源，运用新型能源去达到空调节能系统的绿色理念，减少碳排放量。目前，可考虑的清洁能源技术主要有太阳能、地源热泵技术、冰蓄冷系统优化技术。太阳能是一种绿色 、环保能源，供暖系统由集热器、换热水箱等部分组成，可提供热水。地源热泵技术能解决制冷与供热方面的问题，节能效果显著，既能对大气污染物排放产生控制效果，也能明显改善环境质量。冰蓄冷系统优化技术是利用冰的蓄冷量比水高，热损失相对少的原理 ，达到低温度送风，节约电能的目的。为此，可在暖通空调设计中结合实际合理选择上述能源作为系统的供应能源。

2.3 注意减少能量传输过程中的损耗

建筑暖通空调系统的正常运行必然伴有一些持续稳定能源的消耗。在能源运输过程中不可避免存在部分能源损耗问题。为此，要尽量采取有效措施减少能源传输中的损耗量，保证将损耗量减少到最小。在设计建筑暖通空调系统的时候也需重视这一问题，将节能设计提前到运输环节。首先，在设计过程中应选取保温性能好的材料，以减少运输过程中的能源损耗。此外，可借助计算机技术，实时计算室内空气调节参数，并对运行工况进行调节，从而提高能源利用效率。其次，要选择输送性能强大的系统作为输送系统动力源，同时，增强输送能力，通过极强的输送性能来减少能量的输送损失。尽可能节省管路材料，以减少循环所产生的能量损失，在运行建筑暖通空调系统的时候，工作人员要重视对供水与回水的温差控制，保证空调的冷冻水比例符合相关标准，从而确保空调系统正常稳定运行。

2.4 对热工性能进行优化

保温作为建筑暖通空调系统的一个关键功能，在实现这一功能的过程中系统往往会损耗大量能源。因此，在设计建筑暖通空调系统的过程中可从提高建筑整体保温效果的角度出发进行节能设计。其中，着重考虑建筑温度会受到哪些因素影响，常见的有建筑物自身的保温性能、建筑朝向、建筑物的形体系数等因素。在此基础上开展暖通空调节能系统设计。与此同时，要注意将绿色理念渗透到设计的方方面面中，科学合理地应用新型设计技术与保温材料。当前，人们习惯用地板装饰住宅，而地板辐射采暖也能达到良好的保暖效果。为此，在进行地板辐射采暖的过程中可参照《设计规范》计算出人居环境条件下地板可以应用的温度与最大散热量。比如，以该规范要求为准，若建筑物内室温约为18℃，地板的最大散热量就是90q/w/m2；当室温增加2℃达到20℃时，地板的最大散热量降至65q/w/m2；当室温增加至22℃，地板的最大散热量降至40q/w/m2。参照上述结果就能合理选择地板。另外，要合理选择建筑材料，对建筑结构设计进行优化。比如，对门窗安装材料合理选取，并做好门窗设计与安装施工，确保门窗具有良好的密封性能，从而有效避免气漏问题的发生。这也有助于减少暖通空调的能耗。

3、注意事项

3.1 采取合理的环保设计措施

基于环保设计的理念，空调设计人员必须严密关注暖通空调系统所处的周围环境，保证把全过程的节能设计理念渗透到现有的建筑物环境中。具体来讲，全面优化空调系统的环保设计首先要重视前期的环境研究，特别要对建筑周边的水环境、树木绿植等现状进行研究。因为建筑物若位于良好的周边环境内，能避免很多外在因素的干扰，并且也有利于暖通空调系统达到规定的环保指标。

3.2 加大节能力度

从工程实践可知，建筑暖通领域现有的节能力度尚未达到最大化。原因可能在于前期空调设计环节中并未全面采取节能措施。为此，在空调设计中必须灵活引入绿色理念，并因地制宜适当增大空调节能力度。通过掌握现行空调能耗结构，采取有效的节能措施实现节能力度的大幅提升 。

4、结语

总之 ，近年来节能环保成为社会发展的主题，也是国家的战略任务之一。就建筑领域来说 ，加强建筑节能减排也是响应国家打造资源节约型与环境友好型社会的重要举措。其中，暖通空调系统的节能问题属于建筑节能的重要环节。通过对暖通空调系统的节能设计，不仅能达到节能降耗的目的，也能节省建造成本，获得良好的经济效益 、社会效益与生态效益。为此，我们必须重视暖通空调系统的节能设计，继续深入研究，以期充分发挥暖通空调系统的节能作用。