摘要：近年來，我國建筑業(yè)取得了重大進(jìn)展，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是建筑工程中非常重要的一部分。然而，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，建筑的供暖和氣候能耗占建筑總量的50%，這間接導(dǎo)致了能源短缺。因此，有必要加快落實(shí)節(jié)能減排理念，加強(qiáng)建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)，最大限度地減少能源消耗，以形成建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展?；诖?，本文將結(jié)合節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的必要性，針對(duì)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題展開分析，進(jìn)而融合節(jié)能減排理念下建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)理念，針對(duì)基于節(jié)能減排理念的建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)途徑展開探究，旨為相關(guān)人員提供參考幫助。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排理念；建筑；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

文章編號(hào)：2095-4085（2024）01-0140-03

0前言

空調(diào)是現(xiàn)代建筑業(yè)在建筑工程中的重要組成部分，其作用不容忽視。其不僅能有效地調(diào)節(jié)和控制建筑物的溫度，改善建筑物的通風(fēng)，還顯著改善了人們生活的室內(nèi)環(huán)境。將節(jié)能減排的理念應(yīng)用于建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以提高供暖和空調(diào)的環(huán)境性能，改善建筑的整體外觀，使居民的生活條件更加舒適。這符合當(dāng)前綠色低碳發(fā)展的趨勢(shì)。因此，建筑部門必須將節(jié)能減排的理念融入供暖和氣候規(guī)劃的各個(gè)方面，以降低建筑的能源消耗。

1節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的必要性

節(jié)能是指科學(xué)控制廢物和污染物的排放。嚴(yán)格來說，這意味著通過科學(xué)的方法減少污染物排放，以達(dá)到節(jié)能的目的。節(jié)能和減排是相輔相成的?？偟膩碚f，節(jié)約能源不可避免地會(huì)導(dǎo)致減排，但減少排放并不一定意味著節(jié)約能源。因此，在節(jié)能降耗的背景下，有必要將這兩個(gè)因素結(jié)合起來，以確保污染物減排與經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益之間的一致性。在工業(yè)化過程中，中國采取了定量、一般和綜合的經(jīng)濟(jì)模式，通過破壞生態(tài)環(huán)境和寶貴資源來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。過去，經(jīng)濟(jì)發(fā)展側(cè)重于對(duì)自然資源的“掠奪性”開發(fā)和利用，很少考慮資源價(jià)值和環(huán)境因素。大量污染物被釋放到環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境破壞和巨大的資源損失。節(jié)能減排對(duì)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。需要依靠各種先進(jìn)的節(jié)能減排技術(shù)來減少廢氣、廢水和固體廢物等污染物的排放，降低能源消耗，保護(hù)環(huán)境。首先，確保能源與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展是我國未來發(fā)展的主要趨勢(shì)。其次，要節(jié)約能源和減少浪費(fèi)，提高環(huán)境保護(hù)質(zhì)量，防止社會(huì)非法使用和破壞生態(tài)環(huán)境，為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。再就是開展適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求的能源減排工作，不斷更新和發(fā)展綠色技術(shù)，有效利用資源，最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。另一方面，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，應(yīng)加大力度不斷提高公眾的環(huán)境意識(shí)，提高節(jié)能質(zhì)量，減少浪費(fèi)，促進(jìn)人與環(huán)境的和諧發(fā)展［1］。

2建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及問題

2.1建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

近年來，面對(duì)日益增加的環(huán)境壓力，各國紛紛呼吁保護(hù)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)資源的可持續(xù)利用。節(jié)能話題一直受到企業(yè)的高度重視，這在一定程度上推動(dòng)了供暖和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展。暖通空調(diào)作為一種重要的能源消費(fèi)出口產(chǎn)品，必須與時(shí)俱進(jìn)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持長期競(jìng)爭(zhēng)力，才能不被淘汰［2］。

2.2建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)問題

供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量決定了整個(gè)系統(tǒng)的能耗，節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在節(jié)能緊湊施工中發(fā)揮著重要作用。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)院制定了有效保證工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的方案。然而，一些項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中過于依賴業(yè)主的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)或不適當(dāng)?shù)囊?，?dǎo)致能耗高、投資高，超過了國家能耗指標(biāo)，因此仍然沒有對(duì)此給予足夠的重視。此外，現(xiàn)有的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)主要集中在民用建筑上，公共建筑的節(jié)能規(guī)則不夠明確。盡管我國大型公共建筑總面積約占城市建筑總面積的5%，但其能源消耗總量占社會(huì)能源消耗總量的20%。因此，應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)方面加強(qiáng)對(duì)公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的要求和建議［3］。

3節(jié)能減排理念下建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)理念

在實(shí)踐中，有時(shí)不可能建立一個(gè)單獨(dú)的集體供暖系統(tǒng)，但其又必須滿足當(dāng)?shù)厝丝诘男枨?，這就需要更好地監(jiān)測(cè)節(jié)能系統(tǒng)。供暖和空調(diào)必須確保以某種方式調(diào)節(jié)每個(gè)房間的溫度，一切都要在完全控制之下，整個(gè)供暖系統(tǒng)要處在已經(jīng)準(zhǔn)備就緒的狀態(tài)。毫無疑問，在此狀態(tài)下即可滿足不同人群的熱量需求，又能大大減少能源消耗。在規(guī)劃建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)以節(jié)約能源和減少浪費(fèi)為目標(biāo)時(shí)，相關(guān)管理者必須提供全面的規(guī)劃，這是最基本的原則。在具體設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師必須充分考慮設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，將節(jié)能減排理念融入整個(gè)建筑的供暖和氣候設(shè)計(jì)體系，這也是設(shè)計(jì)師面臨的一大挑戰(zhàn)：他們必須能夠系統(tǒng)并全面地協(xié)調(diào)供暖和空調(diào)節(jié)能減排設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和作用，并將其整合到各個(gè)方面，以便進(jìn)行全面的研究。要密切監(jiān)控并完成設(shè)計(jì)，尤其需要更多的關(guān)注設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。從設(shè)計(jì)到竣工，仔細(xì)分析問題及其優(yōu)缺點(diǎn)，以落實(shí)節(jié)能減排理念。為了貫徹誠信原則，相關(guān)設(shè)計(jì)師不僅需要豐富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，還需要高度的專業(yè)精神［4］。

4基于節(jié)能減排理念的建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)途徑

4.1暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

第一，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)必須符合國家相關(guān)法律法規(guī)，禁止任意增加采暖和空調(diào)的設(shè)計(jì)參數(shù)。在規(guī)劃空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)投資成本、實(shí)際情況和建設(shè)項(xiàng)目的特殊需求，設(shè)計(jì)不同級(jí)別的建設(shè)項(xiàng)目和加熱溫度。通常，風(fēng)機(jī)盤管和新風(fēng)系統(tǒng)被用作供暖和空調(diào)系統(tǒng)的主要操作系統(tǒng)，冷熱源供回水溫度夏季為7～12℃，冬季為60～50℃。在規(guī)劃空間供暖和空調(diào)時(shí)，供暖和空調(diào)應(yīng)盡可能集中熱空氣和冷空氣。同時(shí)，房間應(yīng)該有一個(gè)單獨(dú)的新風(fēng)系統(tǒng)，通過通道將處理過的新風(fēng)送入房間。浴室應(yīng)該配備足夠的排氣扇。建設(shè)項(xiàng)目中的走廊、樓梯、電梯等相鄰區(qū)域可根據(jù)其具體設(shè)計(jì)要求配備適當(dāng)?shù)目照{(diào)。風(fēng)機(jī)盤管有兩種類型：水平隱藏或暴露和垂直隱藏或暴露。水平隱藏式風(fēng)扇一般常在房間里使用。在傳統(tǒng)民用住宅中，風(fēng)機(jī)盤管送風(fēng)口通常位于房間入口上方的天花板上，具有橫向氣流。風(fēng)機(jī)盤管回風(fēng)口則在走廊天花板位置。盤管和非標(biāo)機(jī)艙風(fēng)機(jī)的選擇和位置應(yīng)根據(jù)具體裝修情況確定，并與裝修密切配合，畢竟，在安裝供暖和空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，也應(yīng)該使用合理的安裝方法。建筑工程中的暖通空調(diào)安裝一般分為三種類型：變風(fēng)量安裝、集中安裝和分散安裝。在新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝過程中充分考慮節(jié)能環(huán)保的理念后，采用分散式安裝明顯滿足了建筑環(huán)境和新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的需要，這樣可以更有效地降低送風(fēng)空調(diào)運(yùn)行的節(jié)能環(huán)保特性，減少送風(fēng)空調(diào)運(yùn)營過程中的資源浪費(fèi)。因此，在建設(shè)項(xiàng)目的熱控規(guī)劃中，將供暖和空調(diào)中的新風(fēng)負(fù)荷和內(nèi)部負(fù)荷分配到不同的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行處理，最終形成新風(fēng)和空調(diào)終端的共同運(yùn)行模式。此外，在安裝新風(fēng)機(jī)和空調(diào)時(shí)，需要注意的是，新風(fēng)機(jī)采用CAV控制模式，以確保在新風(fēng)負(fù)荷變化時(shí)有足夠的新風(fēng)進(jìn)入房間，而終端空調(diào)采用變風(fēng)量。這種控制方法，可以有效控制內(nèi)部變化和差異，最終確?？照{(diào)運(yùn)行過程中室內(nèi)空氣清潔舒適，同時(shí)減少運(yùn)行過程中的能量損失，改善供暖和空調(diào)系統(tǒng)的各種功能特征［5］。

4.2實(shí)施分時(shí)分區(qū)供暖

（1）分時(shí)供暖。根據(jù)施工過程中的熱耗特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)整供暖系統(tǒng)的供暖時(shí)間，降低能耗。這項(xiàng)措施尤其適用于公共建筑。供暖和空調(diào)系統(tǒng)有一個(gè)計(jì)時(shí)器，可以記錄室內(nèi)溫度以及回水溫度。例如，公共建筑的室內(nèi)溫度在工作和休息期間應(yīng)在18℃以上，在工作日夜晚和節(jié)假日應(yīng)在5℃以上（以防止冷凍設(shè)備造成損壞）。

（2）適當(dāng)調(diào)整室內(nèi)空調(diào)的溫度。在規(guī)劃或操作建筑物的供暖和空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，室內(nèi)設(shè)計(jì)師和工人往往會(huì)選擇更高的室溫設(shè)置來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的舒適，從而導(dǎo)致不必要的能源損失。室內(nèi)空調(diào)的溫度必須滿足人們對(duì)室內(nèi)舒適氣候的要求，同時(shí)其也會(huì)直接影響建筑物的冷熱負(fù)荷。室內(nèi)外溫差越大，傳遞到建筑物周圍結(jié)構(gòu)的能量就越多，內(nèi)部負(fù)荷和新風(fēng)負(fù)荷也就越大，導(dǎo)致建筑物的能量損失。因此，設(shè)置最節(jié)能的室內(nèi)溫度是在降低能耗的同時(shí)保持室內(nèi)熱舒適的必要前提。使用DEST模擬建筑物在不同氣候溫度下，在相同的熱擾動(dòng)參數(shù)、圍欄參數(shù)和室內(nèi)濕度值下的夏季和冬季的能耗。結(jié)果表明，隨著冬季氣溫的下降，供暖期間年總負(fù)荷和最大供暖負(fù)荷均下降（室內(nèi)溫度從21℃下降到17℃，年總負(fù)荷將下降13.7%）；如果夏季室內(nèi)氣溫升高，則年度空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行總負(fù)荷和最大冷負(fù)荷下降（如果室內(nèi)溫度從24℃上升到28℃，則年總負(fù)荷下降25.2%）。從節(jié)能、減少建筑供暖能耗和排放以及相應(yīng)降低冬季目標(biāo)溫度和夏季目標(biāo)溫度上升等方面，修訂更高的室內(nèi)外溫度標(biāo)準(zhǔn)，不僅滿足了室內(nèi)活動(dòng)和員工的需求，改善了室內(nèi)環(huán)境，也有效地降低了能源消耗。

4.3科學(xué)運(yùn)用熱回收裝置

一般情況下，建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的排氣未經(jīng)處理就直接排放到了室外，并且排氣的熱量沒有得到適當(dāng)?shù)睦茫瑢?dǎo)致能源損失和熱污染。如果這種熱量可以在新風(fēng)中加熱，那么在相同的內(nèi)部負(fù)荷下，風(fēng)扇負(fù)荷會(huì)減少，室內(nèi)空氣質(zhì)量會(huì)得到改善。我國對(duì)余熱回收的研究尚處于起步階段，市場(chǎng)上幾乎沒有完整的余熱回收裝置。目前，通常使用兩種主要類型：一種是普通熱回收，其中普通熱交換器用于在廢氣和新風(fēng)之間傳遞熱量和水分。傳統(tǒng)的熱回收設(shè)備包括翅片、熱泵和轉(zhuǎn)子；另一種類型是開放式熱回收，使用可見熱交換器在廢氣和新風(fēng)之間交換熱量。傳統(tǒng)的熱交換器包括熱管、板式和中間型。開放式熱回收和全熱回收都可以達(dá)到節(jié)能減排的效果，裝有熱回收的空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果遠(yuǎn)高于未裝熱回收的空調(diào)。盡管開放式熱回收的運(yùn)行成本高于全熱回收，但開放式熱回收初始投資較小且更經(jīng)濟(jì)，因此選擇開放式熱回收更具優(yōu)勢(shì)。然而，需要注意的是，并非所有的供暖和空調(diào)系統(tǒng)的熱回收效率越高其總熱回收率就高，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合比較。

4.4水泵變頻設(shè)計(jì)

大多數(shù)中央空調(diào)根據(jù)設(shè)計(jì)條件選擇冷卻塔、冷卻器、冷卻水泵及其型號(hào)。在大多數(shù)中央空調(diào)系統(tǒng)中，實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷在40%至80%之間，最大負(fù)荷通常小于總運(yùn)行時(shí)間的10%。對(duì)中央空調(diào)系統(tǒng)的廣泛調(diào)查和分析表明，供水系統(tǒng)的能耗在中央空調(diào)系統(tǒng)總能耗中占很大一部分。盡管不同類型空調(diào)的能耗各不相同，但水泵的能耗仍比中央空調(diào)高出20%至40%。泵流量大、溫差小的主要原因是泵的選擇太大，在一定負(fù)荷下泵無法自動(dòng)調(diào)節(jié)流量。因此，空調(diào)節(jié)能改造應(yīng)建立在全面了解空調(diào)性能和能耗分布的基礎(chǔ)上。水系統(tǒng)必須進(jìn)行必要的變頻試驗(yàn)，變頻器通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)水泵的流量。控制參數(shù)是回水和鏟斗之間的溫差，用作控制的回水溫差。該系統(tǒng)通過在水管和回水管中安裝溫度傳感器來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度變化，并將兩根管道的溫度變化計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂茊卧?。通過與指定值進(jìn)行比較，可以根據(jù)負(fù)載改變泵的流量。然而，當(dāng)采用這種方法時(shí)，可能會(huì)遇到峰值溫度高的問題（在冷卻水泵的工作頻率下，頂層由于高輻射可以承受更高的負(fù)載，甚至?xí)?dǎo)致峰值溫度高），超過設(shè)計(jì)極限。這可能是由于觀測(cè)到的上層與管網(wǎng)沿線的水以及循環(huán)回水之間的溫差調(diào)整造成的。作為調(diào)節(jié)水流的基礎(chǔ)，兩端的溫度可能會(huì)導(dǎo)致冷卻性能較差，這直接導(dǎo)致兩端無法滿足冷卻需求［6］。

5結(jié)語

空調(diào)是現(xiàn)代建筑業(yè)在建筑過程中的重要組成部分，其作用不容忽視。其不僅有效地調(diào)節(jié)和控制了建筑物的溫度，還改善了建筑物的通風(fēng)，顯著改善了人們生活的室內(nèi)環(huán)境。將節(jié)能減排的理念應(yīng)用于建筑供暖和空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以提高供暖和空調(diào)的環(huán)境性能，改善建筑的整體外觀，使居民的生活條件更加舒適。這符合當(dāng)前綠色低碳發(fā)展的趨勢(shì)。因此，建筑部門必須將節(jié)能減排的理念融入供暖和氣候規(guī)劃的各個(gè)方面，以降低建筑的能源消耗。

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［6］裘偉冬.節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前景分析［J］.前衛(wèi)，2021（15）：19-21.