绿色建筑的暖通空调设计节能与优化措施研究

文／赵梓君 中国建筑技术集团有限公司 北京 100013

引言：

随着我国国民经济的不断提高，人们对生活质量的关注量也在增加，室内温度控制成为大家都认同的热门话题，如何提升空调品质，做好设计工作显得很重要。基于绿色建筑相关要求，做好室内暖通空调的节能优化设计属于非常重要的工作内容，同时利用可再生能源来达到调节室内温度的作用，进而提高空调的节能效果。

1、暖通空调系统耗能高的主要原因

暖通空调系统耗电高的主要原因可分为以下几点：第一，空调系统的设计没有达到合理性要求，忽略了自动电气设备的安装，没有起到储能的作用，导致空调长时间开着不能独立工作，如果关闭电源，功耗会更高，并且功耗会逐渐增加，出现浪费能源的情况，无法达到最佳节能效果。第二，空调系统在水暖设计中，保温隔热材料选择不当，或材料质量差，这会导致冷却管中大量热量积聚，并导致更多热量积聚。空调系统继续高速运转在运行中，空调房内的温度需要很长时间才能降到最佳温度，从而提高了运行时的能耗。

2、绿色建筑的暖通空调设计原则

2.1 节能性原则

暖通空调建筑的节能设计应保证关键功能不被中断，作为一项重要设计内容，建筑暖通空调系统设计应按照节能原则完成。家庭暖通空调系统设计特点需要契合现代发展要求，而设备的改变技术保证家用暖通空调系统工作后，可以维持既舒适又省电的状态。此外，还要维护房屋的外部安全，因为房屋的外部安全，和多种因素保持关联，如天气也可能影响空调工作状态，因此在实际设计中，可以制造更大功率来满足客户需求温度。而且在空调系统设计阶段收集房屋的外部气候数据，通过各个环节的管理来优化系统配置，使系统能更加完善，从而提升暖通空调的节能功能。

2.2 科学性原则

在建筑暖通空调系统节能设计阶段，需要遵循研究标准。考虑影响空调运行的限制。通过优化系统来改善空调的应用环境，但是根据以往经验可以得知，如果想通过控制能耗来提高房屋空调的节能效果是非常困难的，因此必须制定计划，遵循科学性设计原则，以提高系统设计结果的可靠性与实用性。而且设计的全过程受控，通过各个环节的控制，系统可以实现完全在控制屋内温度的同时，也降低了空调的能耗。在此过程中也需要做好材料科学性规划，以此来提高整体设计结果的可靠性与实用性。

2.3 人性化原则

暖通空调建筑的节能设计必须考虑相关建筑的节能要求。空调是用电量大的电器，为了减少负能耗，需要对空调系统中的电气设备进行改进和检查。空调系统合理性设计必须符合人性化的原则，该设计使系统能够实现更快的冷却和更一致的加热。虽然节能设计要注意控制设备的负能耗，但是系统的设计者需要保证其应用效果不会损失太多。暖通建筑必须有好的功能，才能让人更好地享受居住生活。因此，设计师在设计过程中必须保持不同状态下的体温参数。由于适应程度的差异，必须完成入口温度材料的调节，才能更好地完成施工活动。同时也需要改进暖通空调系统的配置，不断提高热功能共享性，以改进建筑暖通空调效果。

3、绿色建筑的暖通空调设计节能要点

3.1 能耗传输的节能设计

基于以往设计经验可以得知，暖通空调在运行过程中，很大一部分能量用于传输过程，同时建筑内部房屋温度等特性会影响空调系统的能耗。因此在暖通空调节能设计时，为了尽可能获得最节能的结果，作为对外部环境的保护，必须人性化地设计各项参数，做好能量传输过程的控制工作。期间也会根据外界温度波动情况来做好温度控制工作，从而很好地控制了暖通空调的功耗，同时结合电子信息网络的发展状态，用于空调系统的节能分析和设计，利用信息网络技术来参与技术诊断，设置满足操作需要的硬件和软件，以此来确保操作系统能够监控暖通空调的实时运行，根据监控设备发送的数据，可以识别运行过程，当它发生时严重停电后，可派专人上门进行检查，从而加快存在问题的处理速度。因此，它可以更好地满足空调的低能耗要求，达到更好的节能效果。

3.2 变频空调的节能设计

在建筑暖通空调节能优化设计过程中，为了进一步提高空调运行效率的合理性与灵活性。也需要注意相关技术的使用。其中，频率、速度控制是暖通空调设计的重要组成部分，其工作质量也将直接影响系统的节能状态。为了拥有最节能的性能，设计人员在使用开关频率之前必须先掌握家中暖通空调工作的要求，以及家中的室内设计调查和评估申请暖通空调后控制速度差的效率，包括申请用户对空调的使用提出要求，对系统进行优化调试，完成相应的调试工作，从而更好地改进用户体验。采用变频调速设计，可控制建筑能耗实现最佳能源效率。在建筑物中使用暖通空调时，据粗略数据，暖通空调近20%耗电用于电机、风机和水泵等设备，采用变频调速可提高系统的效率，同时控制设备在稳定环境中运行的频率，这样在需要空调时，也能产生良好的节能效果，降低工作时的资源损耗率。

3.3 建筑热工性能设计

在优化暖通空调节能系统设计的过程中，需要遵守节能规则，确保空调不受干扰。从应用情况来看，建筑物的热工性能热功能涵盖了广泛的实际情况，如建筑保温时，气密性等因素的问题会影响加热器的运行，并且成本也会更高。而且在使用中，只有用一定的能量，才能达到消费者满意的建筑温度。所以也需要在节能设计中增加屋内供暖系统，从而维护与屋内保温、气密性的关系。此外，应借助屋内的围护套将热量散发出去，感受屋内的感觉。内部电气过渡的速度以及效果与建筑物外部的关系应符合对于房屋的热能需求，并且在暖通空调施工过程中需要注意房屋的供暖系数和制冷系数。对于室内采暖气密性差的地方，宜用空气渗透。对于会产生大量热量的区域，需根据实际情况进行修复，并注意房屋内部的处理。在具体应用中可以改装空调设备，提升建筑内部设计合理性，同时也可以提高房屋的密封性，减少空气渗透的影响和运行时的损失能量。

3.4 地源热泵系统节能设计

从目前的实践情况来看，地源热泵系统现在用于建筑暖通空调，可以高效提建筑采暖和制冷方面的工作效率，在我国推广节能环保的过程中，使用地源热泵系统可以更好地减少资源损耗，发挥出相应的技术优势。理想情况下，采用同样的方式进行建筑内部设计，能够更节能地完成相关工作，而且该系统的顺利融入，也可以在优化制冷系统效果同时不会污染环境，符合国家绿色建筑设计与实施的要求。例如，大多数现代设计师都根据项目位置来对系统进行合理设计，并且在暖通空调设计建造过程中，会在合适位置来布置地面热泵，从而更好地发挥系统生态效率。而且暖通空调可以在夏季使用土壤加热器，从地面吸收热量来促进系统运行以此来实现冷却过程，确保冷却塔冷却能力的顺利发挥，从而确保空调良好的运行状态。冬天，暖通空调是将地源热泵加热器直接连接到加热器上，这样才能高效减少供暖系统中的低效连接，减少传统供暖系统的弊端，达到既定的节能效果。

3.5 空调冷却水循环设计

虽然我国水资源储备总量比较可观，但这些水资源大部分是在某些地区集中，其他地区水资源不足以满足暖通空调要求。因此，为了保证暖通空调在这些领域的应用，一般需要在应用设计中增加一个水循环，这个设计可以解决缺水的问题。这一模式在具体落实设计中，会借助冷却塔循环式来实现。虽然这个模型很先进，然而，这种类型需要更好的通风并且不允许周围环境处于比较杂乱的状态。而且在应用这种方法时，其功耗也比较大，冷却效率更好。这也要求在实际设计中需要均衡相互之间的关系，使其可以在满足水循环的基础上，起到节约资源的作用。

3.6 低碳新型空调设计

在绿色建筑节能设计环节，也需要重视温室空调的低碳与绿色化设计，购买节省能源、节约用水和其他环境保护所需的物品、设备。常规空调系统使用热电进行运输，不同类型的暖通空调，其工作原理保持相类似的状态。在暖通空调绿色建筑中，应积极引入低碳设计理念和低碳节能结构，如引入变频器动态调整空调运行状态，从而实现暖通空调的绿色化设计。暖通空调节能设计的主要思想是绿色，一些耗材、设备和产品应设计为节能且不能使用昔日老建筑的风格，要经常探索可再生能源的商业产品，使用多种可再生能源设备，减少对环境构成危险的废物或空气污染或损害人体健康的设备，以此来提高空调设计内容的节能环保性，提升空调设计结果的可靠性。而且在设计过程中也需要寻求从生活和品质中的最大收益关系，在确保可以满足基本生活需求的基础上，采取合理措施来发挥出低碳新型空调的经济性和生态性。

3.7 热回收装置节能设计

除上述提到的节能设计内容外，在实际应用中还需要做好热回收装置节能设计工作，这也是进一步提升资源利用效率的作用。在具体设计中，其设计宗旨是充分利用业务和环境风险之间的关系，使用最少资料和最低资源来实现效益的最大化。空调是采用吸收或释放热能的形式，影响建筑环境温度的一种管理模式，从而为人类提供最便捷的生活服务、基于以往应用经验可以得知，在吸收和排出热能的过程中，不可避免地会损失热能，利用热回收装置将损失或产生的多余热能转化为热能。这些回收的热量可以在发电、照明或其他家用电器进行再次利用，从而提高资源本身的利用价值[1]。例如，在我国南方，空调制冷时间较长，排气用电设备使用不当，导致能量弱成本，使用可再生能源可以防止这种情况发生，而且在应用过程中，还可以减少暖通空调运行过程中的能源损耗，持续提升资源利用效率和利用质量、

4、绿色建筑的暖通空调设计优化措施

4.1 科学选择系统参数

通过科学选择系统参数，可以进一步提升绿色建筑运行节能性，满足绿色理念的施工需求。暖通空调是现代建筑不可或缺的一部分。在通风空调设计过程中，加强节能设计属于非常重要的工作内容。并且在设置暖通空调的过程中，要把所有真正的问题都做研究，彻底地检查建筑环境，找出暖通空调系统中的任何缺陷，根据实际需要进行设置。在设置系统限制时，应充分确定温度和湿度的影响。并且在室温下，系统不应超过规范性参数，从而降低应用程序的寿命和功能。在外界温度较高时，可以结合实际情况来做出调整，以此来降低外界环境带来的负面影响，当温度较低时，系统不能设置得太高。并且在实际设计中，也需要做好各类参数的动态调整，仔细考虑各类参数对建筑环境的影响，以起到良好的节能作用。另外，在系统参数的设计中，也会使用计算机软件来整理这些参数，并且做好这些参数的整理分类工作，以此来提高系统设计内容的合理性，更好地满足暖通空调节能要求[2]。

4.2 做好温度调节工作

通过做好温度调节工作，可以减少暖通空调运行时的能源损耗，提高绿色建筑的节能性。就目前暖通空调的使用而言，它对电力的消耗提出了严格的限制。为了避免重度浪费问题，在暖通空调设计中，可以集成每个建筑的所有设备，并且在应用中也可以根据实际情况，很好地调节温度，尽量降低室温和需求温度温差。维持在比较均衡的状态，营造更加舒适的生活环境。同时在设计中也需要考虑外界环境对使用者体温的影响，进而完成更考究、更贴切的设计内容。而暖通空调控制器的设计，也可以识别人高环保要求，同时也可以在很大程度上降低能源消耗，实现技术科学、优化的作用。而且控制器在应用中还可以对空调系统未受影响的部分进行优化。并且在最后系统规范的设计中，可以实时了解和领悟空调的真实情况，加深对空调系统中未受影响的部分进行研究、适当和调整，使其可以更好地满足应用要求，动态完成温度调节工作，提升系统工作状态的安全性与稳定性[3]。

4.3 合理利用自然通风

通过合理利用自然通风，能够提高外界生态环境的生态效益，满足相应的规范性要求。自然通风可改善室内空气质量，减少室内空气污染问题。而且在建筑的暖通空调设计中，也可以利用自然风来完成优化设计，更好地满足系统运行要求。从目前的使用情况来看，高气旋风压和热压是自然通风的两个重要方面。高气旋风压是自然通风最重要的因素，但室外空气的质量决定了风荷载的影响状态。并且在选址和设计过程中，建筑考虑到房屋的结构和朝向，这样可以改善通风环境，并且也会根据实际情况来对建筑物的部分内容进行详细分析，以尽可能减少天气保护的影响。而且在设计门窗时，可以用直线来设计，以尽量减少启闭的面积。而且在低风阻状态下，室外风速可能随天气变化而变化，因此也可用于窗户设计，如通过设计百叶窗来控制风速，同时也可以改善室内通风，确保室内通风环境的合理性。另外，高温通风很常见，通过室内外温度影响空气流速的原理认识室内外空气交换规律，在内外出现温差问题时，内外压力就会不同，从而建立室内空气污染与室外新鲜空气的交换器，以满足相应的使用需求[4]。

4.4 做好保温材料选择

通过做好保温材料选择，可以确保所选材料的节能性，起到减少资源能耗的作用。从实际应用情况来看，在暖通空调系统的设计中，选用的保温材料必须具有刚性和气密性，而且在暖通空调系统保温制定的节能方案中，应有明确规定冷藏设备各项参数，应有良好的绝缘性/保冷性能，如果材料容易散失热量，那么将其投入到使用中时，会使全身运行缓慢，增加能量占用空间，浪费大量能源。因此，为避免出现以下现象，针对垃圾填埋问题，严格控制空调保温、降温保温材料，认真检查保温情况。同时在检查活动中也需要检查系统是否具有良好的节能环保性能，优选相匹配的应用材料。并且根据相应的规范要求，根据绝缘材料的特性，暖通空调系统应适当设计以保护阻隔空调保温，要求耐热性和密封性好，只有这样才能储存热量，确保热量不会散失，同时暖通空调系统才能快速完成制冷制热工作，具备更强的节能性与高效性[5]。

结语：

综上所述，科学选择系统参数，可以进一步提升绿色建筑运行节能性，做好温度调节工作，可以减少暖通空调运行时的能源损耗，合理利用自然通风，能够提高外界生态环境的生态效益，做好保温材料选择，可以确保所选材料的节能性。在绿色建筑暖通空调的设计中，通过采取合理措施来提高系统节能性，不仅可以提高绿色建筑的生态效益，而且对于延长建筑使用寿命有着积极的意义。