基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计探究

俞建炎 上海都市建筑设计有限公司江苏分公司工程师

暖通空调设计是当前民用建筑工程设计与施工中的一项重点工作，暖通空调设计工作的落实，不仅影响着人们的生活质量，还会对建筑性能产生直接影响。现阶段，人们对于民用建筑暖通设计的要求不断提升，为促使暖通空调设计工作能够满足人们的需求，实现设计工作的顺利进行，要将节能理念贯穿民用建筑暖通空调设计始终。在后续工程施工中，为达到良好的节能环保效果，应尽量避免对生态自然环境造成影响，实现建筑与自然的和谐发展。在节能理念下，落实好民用建筑暖通空调设计工作，是当前民用建筑行业发展中面临的一个重要问题。

1 民用建筑暖通空调设计现状

在建筑行业快速发展的背景下，人们已经逐渐意识到暖通空调设计的重要作用，并不断对设计工作进行优化与完善，这使得民用建筑中的暖通空调工程得到了较大完善。但是，在民用建筑暖通空调设计中仍然存在很多问题。

1.1 节能设计意识相对薄弱

从具体民用建筑暖通空调设计工作落实中不难看出，工作人员往往采用传统的设计理念与设计方式。传统设计方式主要是指将国家制定的基本工作指标及满足业主基本需求作为暖通空调设计工作的重点，在这一过程中，并没有对节能问题进行充分考虑，同时也没有将节能理念更好地应用到暖通空调设计工作中。由于受到传统工作理念的影响，设计人员往往无法在短时间内对自身设计理念进行更新与完善，在将节能理念融入暖通空调设计工作时，会在不同程度上增加后续施工成本。因此，工作人员在工作中需要对经济利益、节能环保、可持续发展进行充分考虑与分析。

1.2 没有实现对再生能源的有效利用

在民用建筑暖通空调设计工作开展中，主要元素属于一次能源，包括水能、风能等。在这一过程中会出现一次能源大量消耗的情况，而且会涉及人力资源、物力资源的消耗，这会对暖通空调施工工作的顺利进行产生一定影响（见图1）。目前，诸多科研机构对可再生能源进行了全面研究与分析，但实际研究进度较为缓慢，而且没有达到良好效果，这使得暖通空调设计元素中，再生能源的应用会产生较高成本。此外，工作人员也常常忽视对于可再生能源的利用，致使可再生能源无法将自身作用与价值发挥出来。

图1 传统地暖系统

1.3 整体规划设计工作需要进一步完善

从以往民用建筑暖通空调工程中不难看出，工程项目建设周期较长，设计人员很有可能会因为某些因素影响而出现变动，这使得整个暖通空调设计规划工作会出现改动，使设计工作缺乏整体性。此情况可能会导致设计的具体工作方案并不符合规定标准，或者不符合行业规定，对后续施工工作的高质量落实会产生很大影响

暖通空调设计是当前民用建筑设计中的一项重点工作，针对该项工作需要工作人员能够给予更多重视与关注。设计期间，要求工作人员能够对不同问题进行充分考虑与分析，并严格按照规定标准、实际需求做好设计工作，同时要将节能理念融入其中。通过该种方式，促使暖通空调工程施工能够达到良好的节能环保效果，最大程度上满足人们对于暖通空调工程的需求。

2 基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计原则

在节能理念背景下，民用建筑暖通空调设计工作要始终遵循以下3 点原则。

2.1 低碳设计原则

目前，民用建筑暖通空调中较为常见的一个能耗问题是碳排放过量，针对此类问题的出现，在实际民用建筑暖通空调设计工作落实中，需要工作人员遵循低碳设计原则[1]。低碳设计的主要目的是降低暖通空调使用能耗，最大程度上减少生态环境污染问题，实现节能、环保效果，实现环境与建筑之间的和谐发展。遵循低碳设计原则能够对整个设计工作起到一定的约束作用，如果违反这一原则，或者在设计中没有遵循该原则，很有可能会出现违背民用建筑节能管理机制的情况发生，此类情况人们有权利进行举报。为确保节能设计能够达到良好效果，针对材料的应用、施工工艺应用等，需要相关工作人员能够给予更多重视，在工作开展中，能够遵循低碳环保原则，从而避免浪费情况的出现。

2.2 协调设计原则

在民用建筑暖通空调设计期间，遵循协调设计原则，往往是实现暖通系统、空气调节系统、通风系统的协调设计。这3个系统是暖通空调设计中的重点内容，不同系统在不同环境中会发挥出不同作用，因此，针对这3 个系统在不同环境下的关系进行妥善处理与协调。只有确保这3 个系统的正常运行与相互协调，才能为民用建筑室内节能设计打下良好基础，促使整个建筑节能设计水平能够得到全面提升。

2.3 可循环设计原则

在民用建筑暖通空调设计中会使用到很多不同的施工材料，且材料会出现剩余的情况。如果对于剩余材料没有进行合理利用，会增加设计及施工成本等，而且会产生不同程度的环境污染问题[2]。基于此，工作人员在设计期间要遵循可循环设计原则，以实现对不同材料、能源的循环利用，从而减少浪费情况的产生。

3 基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计提升措施

3.1 加强能耗传输设计优化

在民用建筑应用过程中，民用建筑暖通空调的运行会带来不同程度的能源消耗问题，在这一过程中，动力传输占据重要比例。在节能理念快速发展的背景下，动力损耗成为节能设计中的一项重点内容。从民用建筑使用中可以看出，能耗主要来源于2 方面，一是热量传输过程中的水泵，二是风机。在此背景下，想要促使民用建筑暖通空调设计能够达到节能效果，要对系统传输阻力进行全面控制，促使民用建筑暖通空调可以在风机与水泵中，实现高效的热量传输，减少输送能耗。在具体能耗传输设计中，设计人员要注意以下3 点问题。第一，对系统运行速度进行全面控制。暖通空调系统的运行速率会在不同程度上，对水泵、风机的能源消耗产生影响，其能够降低系统运行流速，而且能够实现对电损耗的全面控制。因此，应促使民用建筑暖通空调系统能够始终保持低速运行，从而减低能源消耗。第二，在民用建筑暖通空调系统应用中，工作人员可以结合实际情况适当增加温差。一旦空调内的水存在严重温差，可通过减少水量，实现水资源节约。第三，将载能介质加入暖通空调系统。载能介质应用的主要目的是提高空调输送效率，促使暖通空调系统在应用过程中能够达到良好的节能环保效果[3]。由此可见，强化能耗传输设计优化工作具有重要作用，工作人员要给予该项工作更多重视，并结合实际情况做好优化工作，为暖通空调系统的安全稳定运行打下良好基础。

3.2 完善建设热工性能

在民用建筑中，热工性能的应用范围相对较广，其中气密性、遮阳性等都属于热工性能。在当前我国民用建筑设计与使用中可以看出，建筑散发热量往往依靠的是维护结构，因此，散热区域会对民用建筑热能传播效率产生直接影响。室内建筑供暖、能源消耗与建筑自身气密性之间有着较为密切的联系。民用建筑会向室外渗透热能，在这过程中，剩余热能会通过供暖通道、门窗等流失，从而导致暖通空调在运行中会出现严重能源消耗问题。为实现对暖通空调使用时能源消耗的有效控制，工作人员要给予施工材料更多的重视，要合理利用气密性良好的施工材料，实现对室内空气渗透量的全面控制。在门窗设置过程中，工作人员要严格按照规定标准进行，约束好自身工作行为，确保门窗能够拥有良好的封闭性，进一步强化室内热工性能，将室内温度控制在有效范围内，为人们创造一个良好的生活环境。此外，还可以使用毛细辐射系统，该系统属于最自然的换热方式（如图2、3）。这一方式不仅能够避免传统空调产生的强烈吹风感，而且能够满足老人吹风敏感要求，防止出现忽冷忽热的空调环境，实现对弱体质人群的呵护。其整个运行较为安静，声音低于25 dB。

图2 毛细管网栅系统

3.3 合理应用变频调速技术

在暖通空调系统使用中可以看出，系统内部水泵供电装置等机械设备的消耗在整个民用建筑中占总消耗的20%左右，此情况的出现会引发能源损耗问题。为在最大程度上避免该情况出现，要合理应用变频调速技术，解决能源消耗严重问题[4]。在变频调速技术应用过程中，工作人员要结合实际需求情况，调节空调运行机制，保障暖通空调系统的完善性，做好对机械设备运行速率的控制工作。这样不仅能够确保空调系统运行效能，而且能够实现对能源消耗问题的全面控制。

3.4 加强再生能源利用

图3 毛细管辐射示意图

再生能源在当前我国社会发展中发挥着不可替代的重要作用，暖通空调系统设计工作的落实，要将再生能源的利用作为重点与关键。再生能源的应用不仅能够减少能源浪费，而且可以达到更好的节能环保效果。在再生能源的具体应用中，要将地下热能与太阳能优势充分发挥出来。地下热能的合理应用，促使暖通空调系统在制冷与制热过程中可以减少能源消耗问题出现。同时，该能源的应用并不会对人们的日常生活产生不良影响，还能实现对空气的净化。此外，还要将太阳能优势发挥出来，太阳能因为自身优势被广泛应用在不同行业中[5]。在当前社会发展背景下，人们对于自然界各类能源的索取，已经超出自然界能够承受的范围，继续过度开发，会给生态自然环境带来毁灭性影响。因此，将太阳能技术应用到暖通空调系统中，可实现对太阳能的有效利用，从而可实现对建筑物室内温度的全面控制。该方式可以减少建筑物室内对照明设备的应用，使得暖通空调系统的使用寿命得以延长。

3.5 加强围护结构设计

对于建筑物表面积设计工作，需要相关工作人员能够给予更多重视。如果建筑物大小、体积相同，在表面积逐渐增加背景下，热传导量也会增加，该问题的出现会增加暖通空调系统自身负荷。基于此，工作人员要给予围护结构设计工作更多的重视，而且能够结合实际情况对保温隔热性能较好的材料进行合理选用。如果温度变化情况较为明显，工作人员要做到具体问题具体分析[6]。例如，可以将双层玻璃、遮阳板等应用到围护结构的保温性能设计中。在暖通空调系统中，调冷保温是一项重点内容，围护结构系数变动会在不同程度上对系统运行荷载产生影响。在实际设计期间，工作人员要对不同问题、材料等进行充分考虑，并对材料进行合理选用，减少能源消耗问题的出现。

3.6 合理应用储冷技术

储冷技术的主要工作原理是能够将储存的冷量转化为能量，在此背景下，不仅能够实现对资源的节约，而且能够节省更多成本，将暖通空调系统的经济性与环保性体现出来。将储冷技术应用到暖通空调系统设计中，由于夜间耗电相对较少，转化为制冷模式后，针对冰、冷水等可以采用冷量的存储方式，在白天耗电较多情况下，可以将夜间储存的冷量释放出来，达到更好的能源节约效果。简而言之，在用电量较少情况下，能够转化为制冷模式；在用电较多情况下，能够减少用电，使整个用电效率可以得到很大提升。同时，城市用电压力在一定程度上得到缓解，可节约更多电力资源。

4 结语

暖通空调设计是民用建筑项目中的一项重点工作，暖通空调设计是否科学合理会对后续民用建筑项目使用、居住者的居住体验产生直接影响。因此，工作人员要做好暖通空调设计工作，在设计期间要对储冷技术进行合理应用，并做好维护结构设计，同时能够对不同类型的可再生技术进行合理应用，促使暖通空调系统在运行期间能够最大限度地减少能源浪费情况的出现。