基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计探究

文／罗慧红 山东大卫国际建筑设计有限公司 山东济南 250100

引言：

随着现代科技水平的显著提升，人们的物质生活水平实现了质的飞跃，对生活环境也有了更高的要求。基于这一背景，暖通空调在建筑中的应用得到了普及，为人们提供了更加舒适的生活环境和工作环境，为使用者带来了高品质的生活体验。然而，随着建筑数量和规模的不断增长，暖通空调的使用数量随之增多，这就导致空调系统的能源消耗问题也越来越严重，加剧了能源供应和环境污染问题，从而给我国建筑行业的绿色健康发展带来了诸多不良影响。针对这一现象，建筑行业必须遵循节能环保的原则，合理应用节能技术和设施，在控制能耗的同时，进一步优化处理暖通空调系统，从而有效提高能源利用率，降低能源消耗。

1、绿色理念下建筑暖通空调系统节能设计的基本原则

1.1 节能

在传统经济发展期间，并未重视资源和能源的有效利用，不但造成资源和资源无法得到高效化使用，而且还使得生态环境被严重破坏，继而形成经济发展和生态环境保护难以得到平衡。此种情况不仅会对社会大众日常生活形成困扰，而且还会对社会大众身体健康带来不良的影响。如果资源和能源的利用理念依然墨守成规，那么人类生存必然会面临严峻性的挑战。因此，在展开暖通空调系统节能设计期间，需要基于节能原则，并将该项基本原则贯彻落实到建筑暖通系统建设中，防止建筑暖通系统节能设计流于形式化。这样既能促进资源和能源的高效化利用，也能确保建筑暖通空调系统建设期间的成本能控制合理范围内，使得建筑工程企业能实现经济效益最大化的目标。

1.2 环保

环保是当代社会经济发展中最为关键性的主题，随着生态环境污染愈发严重，除了对社会经济全面性发展造成影响以外，还对社会大众的生存造成了相应的威胁。因此，将绿色理念融合到当代各行各业发展中，已经达成发展共识。在建筑暖通空调系统设计期间，需要对遵循环保原则给予重视。众所周知，在建筑工程建设全过程中势必会损耗诸多的资源和能源，不但会有大量的资源和能源被损耗，而且还存在生态环境的污染，就此在建筑暖通空调系统节能设计期间，要充分体现绿色节能环保工作，全方位考虑各种各样污染物的排放问题，即便是有资源和能源浪费的情况，也需要在最短时间内提出针对性的解决方案。

1.3 回收利用

在绿色理念基础上展开建筑暖通空调系统节能设计，需要遵循回收利用原则。并确保绿色理念能在建筑暖通空调系统节能设计中得到充分体现，当建筑暖通空调系统运行期间出现故障时，需要在最短时间内找出发生故障的根本原因，然后提出针对性的解决方案，促使建筑暖通空调系统中的故障问题能得到及时解决，有效规避资源和能源被浪费，以及对生态环境造成污染，同时减少整体建筑暖通空调系统维修成本。另外，当建筑暖通空调系统中需要更换部分零件时，需要对更换的零件做好回收再利用处理，通过专业化的处理以后，对其展开再次利用，这对能源和资源的节约有相应的作用。因此，在建筑暖通空调系统建设期间，需要给予回收利用足够重视，避免因为回收利用处理不当，而增加工程造价，从而取得适得其反的效果。

2、建筑暖通空调能耗高的主要原因

2.1 系统主要设备运行不合理

建筑暖通空调系统中能耗较大的设备主要有水泵、空调机组及风机等，这些也是空调系统的主要核心设备，在实际运行中会有很多因素对这些设备的高效运行产生较大影响。例如，系统运行模式、温度控制及运行参数设置是否合理等，都会影响暖通空调系统核心设备的运行效率，甚至会造成不必要的能源浪费。可见，要想降低建筑暖通空调的能耗，必须重视提高系统核心设备的运行状态与效率。

2.2 运行开关智能化程度不足

在建筑暖通空调实际运行过程中，可以根据室内空调负荷的变化，利用变频技术与智能开关对空调系统的启动、停止和运行出力大小进行合理调节，以达到节能的目的。基于此，建筑暖通空调系统配置的开关必须具备自动化与智能化控制的功能，并能够自动感应室内温度传感器、湿度传感器传输的信号，然后根据温度、湿度信号进行相关的调节，以保障空调系统处于合理的运行状态，这在很大程度上可以降低空调系统的能耗。然而，当前一些暖通空调的开关系统在控制与灵敏度上均不够智能化，无法根据室内负荷的变化进行实时调节。因此，在具体的设计与优化处理过程中，必须注重进一步提高智能化控制技术。

2.3 建筑围护结构设计不够合理

对于建筑暖通空调系统而言，建筑的围护结构设计得是否合理将会直接影响空调系统运行的能耗。建筑物的墙体保温效果、采光与通风等方面都会影响空调系统的运行能耗。因此，要想实现节能，设计人员必须合理选择建筑结构与墙体材料，既要满足美观的需要，也应尽量选用节能环保的材料。然而，当前很多建筑物都使用玻璃幕墙，尽管能够获得良好的采光效果和美观度，但由于玻璃幕墙的保温隔热效果较差，往往会导致室内空调负荷变大，增大了空调系统的能耗，造成不必要的能源浪费。因此，在对建筑围护结构进行设计时，应将美观要求与空调系统的能耗结合起来进行综合分析，得出最合理的建筑围护结构形式。

3、绿色建筑中绿色节能暖通空调技术的有效应用

3.1 绿色节能暖通空调技术的被动式应用

被动式绿色节能暖通空调技术，是一种需要利用电气设备、机械设备来促使暖通空调系统科学运行的新型技术，该技术的应用能够为人们提供舒适的居住空间。相较普通建筑，应用绿色节能暖通空调技术的绿色建筑，在内部结构上要更复杂一些，而且使用规模也有所不同，如果只是依赖自然风进行通风或是自然力量来满足室内居住环境需求，无法取得较好的效果。基于此，应当根据建筑内部环境的实际情况，选择适宜的电气设备、机械设备，以达到较好的暖通空调技术应用效果。在这个过程中，应当尽量降低电气设备、机械设备的能源消耗率，需转变传统的运行模式，坚持绿色节能理念，贯彻落实以人为本原则，提高能源利用率，改善建筑室内环境质量。就当前而言，我国绿色建筑中所采用的绿色节能暖通空调系统主要有以下几种。（1）除湿空调系统。这个系统运行的原理并不复杂，主要是当室外新风进入系统中，经过湿轮转实施有效的除湿处理。需科学选择优质的固体除湿剂，完成除湿后，新风要经过热回收转轮，以促使其和屋内排风进行全热交换，以获取排风能量。新风和排风相结合后，可通过干冷处理，将其输送至室内。去湿空调系统在绿色建筑中被广泛应用，其优势在于具有较好的节能效果，能够循环利用固体除湿剂，不会造成过多的能源消耗。可充分发挥太阳能的作用，使用天然气等可再生能源。与此同时，安装适宜的去湿空调系统，还可满足人们的居住需求，有效控制室内的温度变化，提高暖通空调系统的运行效率。与此同时，其还能够增加新风需求量，保持室内空气洁净，可将室内湿度控制在60%左右，避免霉菌滋生，保持室内环境健康。（2）置换送风系统。置换送风系统的应用，主要分为两种形式，一种是桌面形成球形风口形式，另一种是围挡屏静压箱的条缝风口送风方式，其能够通过架空地板和空调送风口，将室外风送入空调各个工作站中。空调中的每个工作站，都配备了小型的循环风机，其能够有效融合风力，人们可以根据自己的喜好进行相应的调整，选择适宜的桌面风口形式，满足其对室内环境的需求。可通过喷嘴来输送空气，使之到达地板，再通过相应设施进行回风，有效置换风力。人们可根据空调遥控器控制空调的温度、风量，灵活性较高。（3）冷辐射吊顶系统。在绿色建筑中，应当充分发挥内源的作用，可通过辐射提供冷风，产生热量。相较其他方式，这种方式的供冷效果最佳，具有良好的节能效果，可提高资源利用率。为充分发挥冷辐射吊顶系统的作用，应当注意以下几点：首先，需要根据绿色建筑所在区域的气候环境，比如，如果是南方，其夏天温度较高，气候较为潮湿，在安装冷辐射吊顶系统的时候，需要采用适宜的保护措施避免其出现结露状况，提高相关设备运行的稳定性，使之系统更加安全；其次，如果将其安装到房间中，则需要做好遮阳工作，尽量减少太阳辐射，以免影响制冷效果。（4）冰蓄冷低温送风系统。这种暖通空调技术的应用较为广泛，虽然相较其他系统类型，其节能效果并不太明显，但是，能够有效平衡该区域的用电量，减少环境负荷。就目前而言，冰蓄冷低温送风系统技术，逐渐被其他绿色节能暖通空调技术代替。（5）地源热泵空调系统。这一系统的冷源、热源都来自地下水、河流湖泊和土壤，其能够有效把控室内环境温度。无须使用其他的制冷设备或是辅助设备，可有效解决夏天供冷问题，冬天进行充足供暖。这种暖通空调技术的优势在于不会对周围环境造成影响，也不会污染地下水源。

3.2 绿色节能暖通空调技术的主动式应用

绿色节能暖通空调技术的主动式应用，指充分发挥自然能量的作用，使之维持良好的室内环境。其主要包含两方面内容：一方面，要加强太阳辐射对室内环境影响的控制。太阳的直接辐射，或是间接辐射，对暖通空调系统有一定的影响，其能够降低电气照明中的能源消耗量。白天，直接利用太阳辐射来照明，减少电能用量。与此同时，如果太阳辐射非常大，那么便会增加空调的冷负荷，不利于暖通空调系统的正常运行。基于此，在安装绿色节能暖通空调系统的时候，可选择高质量的节能型玻璃窗，尽量避免太阳光的直接摄入，起到有效的遮挡作用，与此同时，还应当有效应用风窗技术，使空调回风流入至双层窗夹层空间中，也可设置百叶窗，改变太阳直射角度。另一方面，则要开展高效的通风工作。古代建筑中非常讲究自然通风，延续至今，在绿色建筑中安装通风装置的时候，应当综合考虑各项因素，要根据绿色建筑所在地的风力压强、环境污染状况等进行相应的安装设计。在进行自然通风的时候，自然通风能够给室内空间带来清新的空气，将室内温度控制在适宜范围内。夜间，如果有着良好的通风效果，那么其室内温度将会低于日常2 ～4℃。

3.3 暖通空调设备运行的噪声超标，科学处理办法

暖通空调设备在运行过程中带来的噪声问题，一直困扰着用户和安装人员。如何有效降低暖通空调运行时的噪声，是摆在安装工作人员面前的问题。要有效降低暖通空调运行时的噪声，首先建筑施工时就进行合理的规划。要对安装环境进行调查。做好安装环境的调查，就能够知道客户所能够忍受的噪声的程度是多少。如果是商场、车站，所能接受的噪声值相对比较大，而在办公环境里，噪声值就要很大程度地降低。当然，暖通空调的噪声完全清除是不可能的，用户必须要承受一定的噪声影响，降低超出用户所能够承受的噪声值，是空调安装工必须要解决的问题。此外在暖通空调的安装前分析在实际的环境中，暖通空调运行过程中，有可能产生哪些噪声影响，以及它的分贝大小情况如何，是否在用户口能接受的范围内。要做到有效的解决问题，还要准确地把握相关的数据，比如设备的运行参数，还有设备的运行模式，甚至设备在日后的管理工作。通过精确的计算，可以得出暖通空调设备在实际运行中产生的噪声分贝大小，为降低噪声采取有效的措施提供了数据依据。如果当前的安装环境无法将噪声降到顾客可以接受的范围内，就要考虑更换或改善设备的安装环境。有效降低噪声，是顾客对暖通空调功能选择以外的一个重要指标。在安装暖通空调前，要周全考虑降低噪声将要采取的措施，不但会提升用户的满意度，还会节省一大笔不必要的开销。

3.4 节能的变频技术是空调未来发展的方向

暖通空调的变频技术是当前我国大部分空调设备采用的先进技术，它让空调运行时能使温度自动调节在一个更为合理的范围内，减少电能的消耗、降低设备的损耗程度，让空调工作状态处于更高的效能比值。节能的变频技术是空调未来发展的方向，这与国家所提出的节能减排政策相符，未来我国肯定在空调行业将在变频技术上开发更先进的功能：一是因为变频技术让暖通空调在最少的耗能情况下能最大化地发挥作用，解决了在因在用电高峰时间段里出现电压低与暖通空调超负荷工作的矛盾所带来的设备不安全等因素；二是暖通空调的变频技术很好地解决了我国地域差异大，部分地区气候变化大的问题，能很好地解决了因气温变化大给人们带来的不适的问题。对人们的生活、工作场所进行合理的温度调节，科学地在冷热交替中保持着空调高效能、合理化地运转；三是暖通空调变频技术不但很好地解决了季节、早晚温度的差异给人带来不适的问题，将它应用于人口密集的商场、车站，还能通过人流量的变化空调自动执行最合理、最大化、最节能的运行方案。暖通空调变频技术的优势就在于能通过智能化对环境气温的变化感应，自动执行空调最节能、气温最优化的运转方案，保证气温的平衡，确保设备正常工作状态和保持暖通空调工作效能达到最佳状态，为人们的工作、生活提供一个舒适的环境。暖通空调变频技术的运用是我国空调设备走向智能化的一大体现，很好地解决了空调高耗能与环境保护的矛盾，减少设备使用的资金投入，所以空调变频成为广大空调用户的首选。

结语：

综上所述，在当代建筑工程建设中，需要对建筑内部各项设施加以完善，而暖通空调系统是其中极为重要的部分，因而需要给予其足够重视。就常规情况而言，建筑暖通空调系统设计质量优劣程度，通常能对建筑工程室内环境舒适度造成直接的影响。同时，在展开建筑暖通空调系统安装期间，需要全面性考虑安装工程成本和工程企业的经济效益。另外，为确保建筑暖通空调节能设计能获取良好的成果，则要将绿色理念合理化地融合到其中，从而使得建筑暖通空调系统具有绿色节能环保的特点，以便改善整体建筑工程运行期间对资源和能源的损耗量，最终推动绿色建筑行业的迅速发展。