【摘要】暖通空調(diào)系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、技術(shù)性很強(qiáng)的綜合系統(tǒng)。為提高其節(jié)能效果，必須結(jié)合具體工程條件和環(huán)境因素，展開全面、細(xì)致分析，完善技術(shù)應(yīng)用，做好相應(yīng)的節(jié)能設(shè)計(jì)工作，體現(xiàn)暖通空調(diào)在節(jié)能減排上的最大效益。文中結(jié)合實(shí)際建筑項(xiàng)目，闡述了暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)要求和有關(guān)技術(shù)要點(diǎn)。針對(duì)目前建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中存在的各類問題，提出了相應(yīng)控制措施，充分利用各類節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)工程的降本增效目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；暖通空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)；技術(shù)要點(diǎn)

【中圖分類號(hào)】TU83 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2024）10-0033-03

0 引言

通過對(duì)建筑節(jié)能處理，降低空調(diào)設(shè)備運(yùn)行能耗，使建筑行業(yè)不斷適應(yīng)當(dāng)下環(huán)境保護(hù)形勢(shì)，進(jìn)一步明確暖通空調(diào)系統(tǒng)在綠色建筑和生態(tài)環(huán)境管理中的定位，促使相關(guān)人員深刻認(rèn)知建筑節(jié)能措施對(duì)社會(huì)生產(chǎn)帶來的積極效用，最大限度地體現(xiàn)工程節(jié)能效益，強(qiáng)化暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)用性。

1 項(xiàng)目概況

某建筑項(xiàng)目暖通空調(diào)系統(tǒng)處于長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，相關(guān)電氣設(shè)備、供電線路日常負(fù)荷較大，運(yùn)維管理要求進(jìn)一步增加。建筑晝夜負(fù)荷差很大，低負(fù)荷條件下運(yùn)行周期較長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)產(chǎn)生高于實(shí)際需求的能耗，從而影響整個(gè)建筑的運(yùn)行效率和能源管理水平。此外，在不同季節(jié)運(yùn)行能耗差異較大，建筑采暖、制冷和其他能耗比重分別為49%、33%和18%。在建筑中，應(yīng)根據(jù)不同的能源消耗比例，采用合理的節(jié)能工藝，強(qiáng)調(diào)建筑暖通空調(diào)在節(jié)能環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)，降低各類設(shè)備或線路的能源消耗。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)

2.1 圍護(hù)保溫技術(shù)

工程暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注重開發(fā)具有更佳保溫性能的新材料，減少建筑物的換熱系數(shù)，能夠切實(shí)強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的綜合隔熱效果[1]。根據(jù)建筑節(jié)能智能平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)分析，暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑總能耗中占比較高，其中大部分是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)換熱所引起。因此，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)合理運(yùn)用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱技術(shù)，對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行有效的隔熱處理，以增大墻體熱阻，降低墻體的散熱損失，減少建筑在暖通空調(diào)方面的能耗，充分發(fā)揮外墻保溫技術(shù)在工程上的應(yīng)用價(jià)值。盡管不同類型的圍護(hù)保溫系統(tǒng)在工作機(jī)理、構(gòu)成等方面都不盡相同，但從墻體層次上考慮，相關(guān)保溫設(shè)計(jì)能顯著減少暖通空調(diào)系統(tǒng)的熱損耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗要求，是當(dāng)下暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本需求，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行深入思考。常見圍護(hù)保溫示意如圖1所示。

工程建筑外墻構(gòu)造一般為水泥砂漿抹灰20 mm＋加氣混凝土砌體200 mm＋水泥石灰砂漿15 mm。通過模擬軟件計(jì)算，墻體熱阻為0.768 （m2.K）/ W，若增加5 mm厚的膨脹?；⒅楸馗苫焐皾{加入外墻構(gòu)造中，通過計(jì)算，墻體熱阻為0.814 （m2.K）/ W，有微量提升；若將5 mm厚的膨脹?；⒅楸馗苫焐皾{改為35 mm厚，通過計(jì)算，墻體熱阻為1.17 （m2.K）/ W，有明顯提升。根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，墻體熱阻越大其建筑能耗越小。通過實(shí)際案例分析，合理運(yùn)用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱技術(shù)，減少系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，顯示出更顯著的節(jié)能效果。

2.2 變頻技術(shù)

當(dāng)暖通空調(diào)系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)泵的能耗占比普遍較大。外界溫濕度波動(dòng)對(duì)風(fēng)機(jī)泵影響較大，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷及能耗都會(huì)產(chǎn)生一定影響。所以需要考量外界的各項(xiàng)參數(shù)變化。采用電源頻率轉(zhuǎn)換控制，合理設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，控制能耗總量，對(duì)其進(jìn)行合理的變頻控制，并隨外界環(huán)境的變化而調(diào)整系統(tǒng)的負(fù)荷，以達(dá)到對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量、水泵流速的有效調(diào)度。例如，夏季，白天室外溫度高、人員密集，導(dǎo)致建筑空調(diào)冷負(fù)荷大，制冷機(jī)組和冷卻塔均需處于高頻狀態(tài)才有足夠的冷量滿足建筑負(fù)荷；夜晚室外溫度低、人員數(shù)量少，建筑空調(diào)冷負(fù)荷小，制冷機(jī)組和冷卻塔僅需低頻狀態(tài)就能滿足建筑負(fù)荷。充分運(yùn)用變頻技術(shù)進(jìn)行節(jié)能處理，降低系統(tǒng)操作的能耗[2]。

2.3 余熱回收工藝

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用環(huán)節(jié)，會(huì)產(chǎn)生大量的余熱流失在外界，因此需要對(duì)其進(jìn)行合理回收再利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以減少余熱損失。項(xiàng)目采用“多聯(lián)式空調(diào)＋室外新風(fēng)系統(tǒng)”。為了充分利用多余熱量或冷量，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗，采用新排風(fēng)全熱交換裝置。所選的熱交換器（制冷模式）的顯熱交換效率為64%。如一臺(tái)空調(diào)的功率為15 kW .h，夏季時(shí)，室外新風(fēng)溫度為34.2 ℃ ，排風(fēng)溫度為室內(nèi)溫度24 ℃ 。通過全熱交換裝置后，新風(fēng)溫度約為30 ℃ ，降低了對(duì)新風(fēng)的制冷能耗，顯熱回收量較為可觀。因此，需要加強(qiáng)建筑物暖通系統(tǒng)余熱回收的關(guān)注與設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)廢熱的循環(huán)利用，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行性能及能量控制效果。使研究達(dá)到暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能處理與可持續(xù)發(fā)展的目的，發(fā)揮余熱利用的優(yōu)勢(shì)。

2.4 利用可再生能源技術(shù)

借由節(jié)能技術(shù)手段的綜合運(yùn)用，將可再生能源作為暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要能源供給方式，建立以可再生能源為基礎(chǔ)的新節(jié)能技術(shù)應(yīng)用模型，著重研發(fā)不同形式的可再生能源在暖通空調(diào)中的應(yīng)用方式，在系統(tǒng)運(yùn)行、調(diào)試等各環(huán)節(jié)中控制能源總消耗量，使暖通空調(diào)系統(tǒng)在制冷或供熱模式下，維持一個(gè)較為合理的能耗指標(biāo)[3]。在實(shí)施過程中，使用太陽能光電轉(zhuǎn)化設(shè)備，能夠收集高溫、高壓電能，在室內(nèi)外實(shí)現(xiàn)冷熱變換，進(jìn)而控制建筑暖通空調(diào)在各個(gè)時(shí)期的運(yùn)行能耗?；蛘卟捎玫卦礋岜眉夹g(shù)，在白天吸收熱能并進(jìn)行儲(chǔ)存，借助能源轉(zhuǎn)換加以合理利用，實(shí)現(xiàn)高效、可循環(huán)的能源供給模式。

2.5 低溫送風(fēng)技術(shù)與水暖系統(tǒng)的應(yīng)用

低溫供風(fēng)系統(tǒng)將一次風(fēng)從集中空調(diào)機(jī)組中排出，利用高引率末端送風(fēng)設(shè)備調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣[4]。常規(guī)送風(fēng)模式下，空氣經(jīng)由相關(guān)裝置處理后，送風(fēng)溫度在10～15 ℃之間、在低溫送風(fēng)模式下，空氣供給溫度在3～11 ℃之間。因?yàn)榈蜏厮惋L(fēng)會(huì)使空氣溫度下降，一次風(fēng)供給減少，因而可以合理設(shè)置一次風(fēng)的空氣處理設(shè)備。同時(shí)，隨著蓄冷技術(shù)的發(fā)展，可將1.1～3.3 ℃的冷量輸送到室內(nèi)，為采用低溫送風(fēng)方式創(chuàng)造了條件。

在采暖系統(tǒng)采用水作為熱媒進(jìn)行供暖。在鍋爐內(nèi)加熱水，通過機(jī)械循環(huán)將熱水送到散熱器，然后再由散熱器排出熱量，將水輸回鍋爐進(jìn)行再次加熱。這樣就形成一種連續(xù)的循環(huán)方式，將較低溫度下的能量高效地傳遞給供暖系統(tǒng)，為空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行提供充足的動(dòng)力。在實(shí)際應(yīng)用中，以水為熱介質(zhì)，可以有效地解決管道內(nèi)凝結(jié)水的問題。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)各大企業(yè)都在積極研制新型低溫送風(fēng)技術(shù)和水暖系統(tǒng)。

3 節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用缺陷

3.1 空調(diào)管線布局不合理

在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)管線規(guī)劃及節(jié)能設(shè)計(jì)中，未按規(guī)范進(jìn)行管線規(guī)劃，從而妨礙了暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，干擾了管線布局。這將直接影響到暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能運(yùn)行中的冷熱水回收和用水用熱效率，以及管線的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，管道布局不當(dāng)也會(huì)對(duì)節(jié)能措施的執(zhí)行效果產(chǎn)生影響。在實(shí)際運(yùn)行中，管線中的熱損失也會(huì)因?yàn)檫^長(zhǎng)的輸送線路設(shè)計(jì)而增加，影響整個(gè)系統(tǒng)的能效比。

3.2 能源利用方式存在缺陷

在建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)中，有許多的節(jié)能工藝可供選擇，其功能與具體表現(xiàn)形式存在較大差異，若未將各技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)，或選用不恰當(dāng)?shù)呐夹g(shù)，將會(huì)對(duì)暖通空調(diào)各項(xiàng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用效果產(chǎn)生一定影響。各種節(jié)能措施很難合理地應(yīng)用于規(guī)范中，這是因?yàn)槿狈σ惶卓煽康臉?biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)及相關(guān)工作進(jìn)行規(guī)范[5]。

3.3 空調(diào)功能調(diào)整受限

由于建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行和節(jié)能處理容易受外界環(huán)境干擾，導(dǎo)致很難對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的某些功能進(jìn)行升級(jí)和調(diào)整。不同的節(jié)能技術(shù)手段在實(shí)際運(yùn)用中都有其限制因素。在暖通系統(tǒng)運(yùn)行、使用及一體化設(shè)計(jì)時(shí)，疏忽或不當(dāng)使用功率調(diào)控功能或其他節(jié)能手段，將引起較大的故障風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致相關(guān)能源利用方式在實(shí)際運(yùn)用中的效率降低，同時(shí)也很難保證整個(gè)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理，出現(xiàn)各種節(jié)能技術(shù)在工程中的運(yùn)用難題。

4 暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用策略

4.1 空調(diào)管線的合理布局

建筑暖通空調(diào)中存在大量管線，需要在確保其節(jié)能運(yùn)行及相關(guān)技術(shù)使用需求的前提下，對(duì)其進(jìn)行合理布局，以確保其在運(yùn)行中的新風(fēng)系統(tǒng)、冷熱水供應(yīng)，以及水資源循環(huán)利用的合理性。通過合理設(shè)計(jì)管線布局，可以有效解決管線阻塞問題，規(guī)避系統(tǒng)在日常操作與能耗控制方面受周邊環(huán)境及管線質(zhì)量等諸多因素影響。因此，在執(zhí)行各項(xiàng)節(jié)能技術(shù)時(shí)，需要對(duì)能耗控制展開深入剖析，解決交叉管線施工中可能發(fā)生的質(zhì)量和安全問題。

4.2 優(yōu)化空調(diào)節(jié)能技術(shù)

空調(diào)節(jié)能技術(shù)在應(yīng)用上呈現(xiàn)較強(qiáng)的復(fù)雜性特征，各項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際表現(xiàn)和實(shí)用性方面存在著一定的差異[6]。這就需要在綜合不同性能的前提下，根據(jù)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)所采用的各種節(jié)能技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行中各種節(jié)能技術(shù)在實(shí)施過程中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)問題，結(jié)合特定的要點(diǎn)進(jìn)行解決。例如，綜合評(píng)價(jià)現(xiàn)行暖通系統(tǒng)，主要包括能量效率、制冷系數(shù)、熱損耗等。經(jīng)由評(píng)估結(jié)果分析，可以找出系統(tǒng)中的缺點(diǎn)，并加以改善。

4.3 采用新型節(jié)能材料

當(dāng)今，以太陽能和風(fēng)能為代表的新能源成為研究熱點(diǎn)。其中相變儲(chǔ)能材料因其相變潛熱大、密度小、相變溫度低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。在相變的過程中，存在著大量的吸熱和釋熱現(xiàn)象。相變蓄能是指通過相變材料對(duì)周圍溫度的低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換成高溫?zé)崮?，或?qū)⒏邷責(zé)崮苻D(zhuǎn)化成低溫?zé)崮堋＠孟嘧冃钅懿牧吓c風(fēng)機(jī)盤管、變頻空調(diào)、熱泵等設(shè)備組合，可以提高空調(diào)系統(tǒng)的功率輸出。例如，相變儲(chǔ)能材料可以在一定的溫度范圍內(nèi)吸附和釋放大量的熱能。在夜晚溫度較低的情況下，可存儲(chǔ)冷能；在白天溫度較高的情況下，釋放冷能輔助空調(diào)制冷。因此，充分發(fā)揮其儲(chǔ)冷或釋冷特性，可緩解空調(diào)系統(tǒng)白天的運(yùn)行負(fù)荷，提升其輸出功率，達(dá)到節(jié)能優(yōu)化。

在建筑保溫研究中，新型節(jié)能材料同樣具有較大優(yōu)勢(shì)。比如橡膠隔熱材料，其主要由天然橡膠和塑料混合加工而成。在常規(guī)環(huán)境下，具有良好的保溫、防火和隔音性能，且不含有揮發(fā)的有害物質(zhì)，在市場(chǎng)定價(jià)上也相對(duì)合理，是公認(rèn)性價(jià)比較高的隔熱材料[7]。采用橡膠保溫材料對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行保溫，可以有效地減少熱損失，提高建筑保溫效率。

4.4 調(diào)整空調(diào)功能

在實(shí)際應(yīng)用中，要按照用戶習(xí)慣，遵守暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能理念，對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。例如，人處在睡眠狀態(tài)時(shí)，體溫將下降30%～50%，同時(shí)對(duì)氣溫的敏感性也會(huì)隨之下降。此時(shí)，把空調(diào)設(shè)置為睡眠模式，更貼近人體對(duì)溫度適應(yīng)范圍，并可以顯著降低電力消耗。為了改善暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)暖通空調(diào)系統(tǒng)的工況和室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓?jié)能處理，并強(qiáng)化對(duì)能耗的管控。在采用各種節(jié)能技術(shù)時(shí)，要結(jié)合暖通空調(diào)系統(tǒng)的工作條件，選擇適宜的制冷方式，既能使暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行能耗顯著下降，又能凸顯出節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，有效解決暖通空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)中的實(shí)際應(yīng)用問題，保持系統(tǒng)的功能合理與實(shí)際操作水平，使得每種節(jié)能技術(shù)都具有實(shí)用價(jià)值和綜合調(diào)控功能。

5 結(jié)語

要符合建筑暖通空調(diào)的使用條件及相應(yīng)的系統(tǒng)運(yùn)行方式，就必須選擇合適的技術(shù)，以達(dá)到對(duì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能處理。利用合適的技術(shù)強(qiáng)化暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能處理，在較短的時(shí)間內(nèi)減少整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。同時(shí)，為保證暖通空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，選擇實(shí)用價(jià)值高的熱能系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行綜合控制，確保系統(tǒng)的節(jié)能控制與穩(wěn)定運(yùn)行。在進(jìn)行建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中，要根據(jù)建筑的具體情況，將各種新技術(shù)、新材料進(jìn)行合理運(yùn)用，以取得較好的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸志明.節(jié)能減排理念在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法與優(yōu)化措施研究[J].建筑.建材.裝飾，2020（7）：199-200.

[2] 金香菊.建筑節(jié)能中暖通空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和技術(shù)優(yōu)化措施研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（2）：58-59.

[3] 李增財(cái).大型商業(yè)綜合體暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)：以上海市泗涇地鐵站某項(xiàng)目為例[J].空中美語，2022（8）：1007-1009.

[4] 續(xù)晨，汪洪，王巍翔，等.暖通空調(diào)聯(lián)合站房運(yùn)行診斷與節(jié)能改造淺析：以武漢某工業(yè)園區(qū)項(xiàng)目為例[J].建設(shè)科技，2022（S1）：55-59.

[5] 鄒文峰.暖通空調(diào)系統(tǒng)在航站樓空調(diào)節(jié)能中的應(yīng)用探析：以重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)T3A航站樓及綜合交通樞紐為例[J].低碳世界，2021，11（5）：134-135.

[6] 田茂辰.建筑暖通空調(diào)自動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)研究：以北京某商場(chǎng)二期工程為例[J].房地產(chǎn)世界，2023（3）：151-153.

[7] 郭仕銘.節(jié)能環(huán)保技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析：以福州市某商業(yè)綜合體項(xiàng)目為例[J].住宅產(chǎn)業(yè)，2022（12）：68-70.

[作者簡(jiǎn)介]阮文超（1995—），男，廣東肇慶人，本科，助理工程師，研究方向：建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程。