绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的运用

于海

摘  要：暖通空调系统是现代建筑的重要组成部分之一，在发展过程中，绿色建筑在全世界的发展越来越有优势，绿色建筑不但提高了建筑的舒适度，而且有效地节约了资源。为了有效地确保建筑节能措施在建筑的建设过程中能够落实，必须将节能材料与节能设计和相关的节能技术一起使用。在实际的空调系统节能设计中，必须按照某些原则进行。这不仅对空调设计制造行业有一定意义，而且对社会发展和经济发展也有一定的意义。

关键词：绿色公共建筑  暖通空调  节能设计  节能材料

中图分类号：TU83                          文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）04（c）-0090-03

Application of Green Concept in Energy-saving Design of Building HVAC System

YU Hai

（China United Northwest Institute for Engineering Design and Research Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province， 710077  China）

Abstract： HVAC system is one of the important components of modern buildings. During the development process， green buildings have more and more advantages in the development of the world. Green buildings not only improve the comfort of buildings， but also effectively save resources. In order to effectively ensure that building energy-saving measures can be implemented during the construction of the building， energy-saving materials must be used together with energy-saving design and related energy-saving technologies. In the actual energy-saving design of air-conditioning systems， certain principles must be followed. This not only has a certain meaning for the air-conditioning design and manufacturing industry， but also has a certain meaning for social and economic development.

Key words： Green public buildings; HVAC; Energy-saving design; Energy-saving materials

暖通空調系统（简称暖通空调）设计是一种基于人类对建筑物舒适性的需要进行的建筑物室内环境控制设计，可以应用于各种类型的建筑物，使居住在这些建筑物中的人们比传统建筑物更舒适。为了更好、更方便地使用建筑设施。暖通空调的设计需要不断地进行改进，以满足时代的发展。国家颁布的各类绿色建筑设计及施工规范、标准、法规，为开发和应用暖通空调技术打下理论基础。暖通空调的未来发展方向正受到国家建筑行业的广泛关注，将对建筑行业的发展方向产生直接的影响。暖通空调绿色节能设计还提供大学课程，以供进一步研究。向行业引进相关技术人才，进行暖通空调系统的节能创新设计，以便更好地开发暖通空调系统。

1  绿色概念在建筑暖通空调系统节能设计中的重要性

建筑物暖通空调系统已成为我国大部分建筑物中几乎必不可少的配置，除了确保暖通空调系统运行的稳定性外，还应该使能量损耗降至最低。过去，建筑物暖通空调系统通常会消耗大量能源，并且由于设计的不合理，造成大量的能源浪费，因此有效地预防和控制能源消耗已成为环保节能设计的重要环节。建筑行业是一个能耗较高的行业，而暖通空调系统占建筑能耗的35%左右。如果能够实现绿色节能设计，那么将有效缓解我国目前的能源短缺问题。为我国实现2030年碳达峰，2060年碳中和做出重要贡献。将绿色概念应用于建筑暖通空调系统的节能设计通常可也可以更好地保护环境。例如，在建筑暖通空调系统中积极引入和应用一些高端绿色环保材料，必然会优化暖通空调系统的运行效果，提高室内和室外的环保效果，创造更舒适的居住环境。可以通过优化暖通空调系统的冷、热源选择，增加可再生能源应用的比例，可以更好地实现环保效果，使绿色效果更加突出[1-2]。

2  绿色理念下建筑暖通空调系统节能设计原则

2.1 回收利用原则

具有绿色理念的暖通空调设备必须遵守可回收利用原则。能够拆卸回收是具有绿色理念的暖通空调设备的重要特征。如空调设备发生故障，则通过拆卸、修理或更换有缺陷的部件反复使用，可有效地防止了整个空调设备的维护或更换，可以最大程度地节省维护成本。利用专业的手段和技术对某些空调设备进行再生后可以重复利用，对节约能源和资源有一定的作用。在设计具有绿色理念的建筑暖通空调系统时，在空调设备的选择时，应注意避免设计一次性产品，关注空调设备材料的回收成本，可以在一定程度上控制设计和制造成本，这对经济发展和社会发展具有一定的意义。

2.2 环保原则

为了实现人类健康发展的长期目标，必须将环境保护意识纳入生产和生活的各个领域。城市化进程是经济社会发展的重要体现，但城市化进程也给生态环境的保护带来一定压力。在设计城市建筑时要注意环境保护是必然的发展趋势。因此，空调节能系统的设计和制造也必须按照环境保护的原则进行，充分考虑污染排放，碳排放和资源再利用，可以切实开展节能环保工作，促进相关制造业和设计业的发展

2.3 灵活性原则

所谓的设计灵活性主要是指暖通空调设计的可调原则。暖通空调系统可以根据室外气候变化进行多种模式转换，因此要求空调系统的设计必须具有多种运行模式。对于全空气系统推荐采用VAV空调系统，空气-水系统推荐可变新风量系统。这两类系统都具有可操作性强，运行时能耗低的特点，不仅节省资源，而且节省运行成本。

3  暖通空调设计思路

3.1 参考优化设计方法

改革开放以后，经济水平不断发展，并在发展过程中消耗了大量的自然资源。而当下世界不可再生能源短缺的现象已经引起了我国的高度关注。为了满足国家节能减排大的方针政策，我国的绿色建筑发展工作从20世纪80年代就已经开始，但总体水平仍然很低，与国外发达国家相比还有很大的差距。因此，在设计绿色建筑时，可以从外部绿色设计概念中学习研究，结合我国的特点及国情，在绿色建筑设计中实现暖通空调系统的节能，减少环境污染，使我国的节能技术得到质的飞跃。

3.2 满足用户需求

在暖通空调设计中，不仅要满足国家相关规范、规程，还要满足业主的个性话需求，主要设计是在满足国家相关规范、规程的前提下，围绕用户需求进行设计。暖通空调设计不仅仅是冬天供暖、夏天供冷，还要考虑系统的稳定性、可靠性、耐久性以及能耗损失，业主的特殊功能需求等因素。因此，要求暖通空调设计时需要满足许多条件，因此为了更好地适应不断变化的业主需求，需要根据相关的最新暖通空调技术，不断地优化暖通空调设计。

3.3 减少能量损失

由于建筑物暖通空调系统的能量传递过程经常会造成一定的能量传递损失，因此，在绿色理念下进行建筑物暖通空调系统的节能设计时，应注意减少暖通空调系统的能量传递损失。一方面，暖通空调系统的输送管道需要选择具有较高隔热性能的材料，同时设计时应精细化设计，以减少传输过程中的能耗损失，并有效地提高能源利用率。另一方面，通过有效地防止建筑物的暖通空调系统运行期间的加热或冷却的比率偏差对供水和回水之间的温差的控制，减少能量传递损失。

4  绿色理念下建筑暖通空调系统节能设计途径分析

4.1 合理选择热源

热源在暖通空调系统的设计中非常重要。当前，用于暖通空调系统的最常用的热源按热源的来源可分为自备热源、城市供热、工厂余热和废热等，能量消耗和利用效率根据热源来源不同而各有差异。选择有效的能源控制系统对改善损耗和提高能源效率非常关键。冷热电联产技术、热泵技术是最近被广泛使用的新型绿色热源供应技术，通过不断地实践研究，发现将这两种热源供应技术应用于暖通空调设计中不但可以降低能耗，而且有效地提高了能源利用效率。另外，使用这两种热源供应技术可以减少二氧化碳、二氧化硫等空气污染物的排放，实现了低消耗、低排放的绿色理念，并遵循了绿色3项设计原则：节约、环保和绿色。

4.2 积极使用可再生能源和清洁能源

对于建筑暖通系统来讲，能源是保证空调系统正常运行的前提。所以，在建筑暖通空调系统应用绿色理念前，首先应选择可再生的清洁能源，设计空调系统节能时，采用新型能源来满足绿色理念的要求，减少空调中的碳排放。将暖通空调系统与太阳能或地源热泵技术相结合，在使用太阳能时，将空调系统内的集热器安置与换热水箱相连，控制集热器的安裝位置在太阳光照射最近的位置，保证换热水箱中的水温为恒温，控制太阳能在转换为热能时发生的损耗[3-4]。采用地源热泵技术时，对冰蓄优化后产生的蓄冷量比水温低的原理，减少热量的散失。在空调内部形成低温送风的效果，协调空调系统在制冷与供热方面的关系，规划制冷供热消耗能源的利用率，控制空调系统在排放废气时的污染物，保护建筑外部环境。

4.3 明确建筑物的暖通空调系统的节能设计与周围环境之间的协调

在建筑工程暖通空调系统的节能设计，以及在实施节能设计理念的过程中，设计人员需要弄清当地的能耗构成结构，并通过优化设计能源结构来控制建筑能耗。避免由于能源结构的不合理利用而产生不必要的能源消耗。重视能源结构设计中采用清洁能源和可再生能源。此外，在设计工作中，理清空调系统的性能状态与当地资源和环境之间的关系，并结合了建设项目周围的环境条件分析，积极地将环境保护概念融入设计过程。对周围环境条件的具体分析最大程度地减少外部环境对建筑物的暖通空调系统的不利影响。

4.4 优化暖通空调热工性能

暖通空调的最主要的功能就是保温功能，保温时，暖通空调内部的冷水因外部环境温度变化，产生吸热作用，破坏了暖通空调内的温度平衡，所以，在优化暖通空调热工性能时，将保温及节能作为主要考虑暖通空调系统受外部温度干扰的所有因素，具体包括太阳能发热板的朝向、导热材料以及建筑内部布局的形态系数。科学使用新型的保温管道材料，辅助室内装饰增强暖通空调的保暖，按照建筑房屋的设计规范，以室内恒温为控制对象，结合室内装饰的面积，损耗能量的数量选择室内装饰的材质[5]。保证建筑门窗的密闭工作，避免建筑产生不必要的能源浪费。将绿色理念贯穿在整个热工性能的过程中。设计人员应充分考虑建筑的外部四季环境，排除环境的外部干扰，最大化发挥绿色理念的作用。在基础暖通空调热工构件的基础上，配合建筑的窗户渗入室内的太阳光辐射，在建筑内部的墙壁上，选用光热能转换能力较强的涂刮材料，间接性地减少暖通空调管道的温度差[6]。综合上述理论分析，最终完成对绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计应用上的研究。

5  结语

综上所述，暖通空调系统在建筑节能项目中占有非常重要的地位，关系到人民的生活质量、环境污染等，也关系到国民经济、民生和社会的可持续发展。因此，在设计具有环保概念的暖通空调系统时，设计人员应注意节约资源和清洁能源的利用，以提高暖通空调的使用效率，真正实现环保节能，并为社会的发展做出更大的贡献。

参考文献

[1] 张扬.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用[J].中国住宅设施，2020（3）：23，25.

[2] 胡燕，梁天生.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计上的应用[J].现代工业经济和信息化，2019，9（8）：47-48，55.

[3] 崔治国，曹勇，魏景姝，等.数据挖掘技术在建筑暖通空调领域的研究应用进展[J].建筑科学，2018，34（4）：85-97.

[4] 张雨婷.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计上的应用分析[J].建材与装饰，2019（36）：82-83.

[5] 白鲁建，杨柳.不同区划方法在建筑节能设计气候区划中的应用研究[J].暖通空调，2018，48（12）：2-11.

[6] 王博.绿色工厂建筑内部环境温湿度控制及能耗分析[D].华南理工大学，2020.