试论高层建筑暖通空调节能设计

万建平 广东宏达建设工程有限公司，广东 东莞 523100

1 暖通空调系统简介及能源消耗分析

目前，我国城市中的暖通空调系统的能源消耗量占总能源消耗量的近一半，且随着城市居民对生活品质的要求越来越高，暖通空调的能源消耗量呈现出逐年上升的趋势。暖通空调系统的能源消耗主要是指建筑通风、采暖和制冷、照明、供应热水等方面的能源需求。高层建筑暖通空调的能源消耗主要来自三个方面:新风负荷、冷暖负荷及输送负荷引起的能耗。

暖通空调系统的能源消耗与其他建筑能耗相比有很多显著的特点。首先，能耗的使用率受空调系统设计、元件选型、运行管理等多方面的影响，如果空调系统设计时存在一些不合理的因素或在运行管理中出现问题，都会降低暖通空调能源的使用率;其次，由于暖通空调是通过冷热彼此交替来进行工作的，因而室内空气冷热质量、室外环境温度等都会对暖通空调的能耗产生一定的影响。我们应尽可能多地利用风能、太阳能等天然资源，提高能源使用率，尽量降低暖通空调的能耗。

2 高层建筑暖通空调节能设计原则及存在的问题

2.1 高层建筑暖通设计原则

在高层建筑暖通系统的设计中，必须遵守以下三个原则:第一，节能性原则。实现节能的效果是暖通空调设计的第一原则，且在节能的同时必须考虑到室内人们的感受，营造舒适的温度、湿度和气流，因此在进行节能设计时必须设置合适的比例，尽量做到节能同时带给人舒适的感受。另一方面在进行节能设计时应考虑室外的温湿度情况并相应调整，实现节能的目的;第二，人性化原则。我们知道，空调系统如果能实现室内均匀加热，能量的利用率在很大程度上会提高，但是在空调进行室内温湿度调节时，应充分考虑到室内人员的主观感受。如果只为了达到减少能源消耗的目的而降低了室内舒适度，就失去了暖通空调系统设计的意义。因此，在设计中，应充分考虑到每个人适应性，实现室内温度的自我调节，充分实现暖通空调设计的人性化。第三，科学化原则。暖通空调能实现节能成效并不是轻而易举的，在进行暖通空调设计时应注意与建筑的结构设计、装修设计等相互结合，以设计出综合的性价比最科学的暖通空调系统。

2.2 高层建筑暖通空调设计中存在的问题

虽然高层暖通空调系统的节能性已受到广泛的关注，但设计者在设计和规划的过程中仍存在一些问题。首先，设计者缺乏节能意识，一些暖通空调设计者在工作上缺乏创新性，很多暖通设计师仅在概念设计上讲节能效果，而在实际的设计工作中保守的依然沿用传统的设计理念，仅追求设计的准确可行性，缺乏节约能源的意识和责任，导致系统投入使用后很难实现节能效果。其次，在暖通系统设计初期，没有进行严格的规划，缺乏科学的计划是暖通空调系统在节能设计中最大的弱点。没有严格的规划，空调系统在选择时没有强制的节能意图，相关设计人员缺乏静置压力，缺乏进步和创新的动力。然后，暖通空调在设计时，对可再生资源的利用程度较低。造成这个问题的原因有两个方面:一是在实际设计工作中，可再生资源的利用率很低，很多设计者在设计时没有这方面的意识，二是可再生资源利用方面研究比较欠缺，且技术的提高和发展很缓慢，因而，在可再生资源的利用方面，缺乏充分的技术支持。另外，设计人员的专业素质有限，经验不足。一些设计师在实际工作中，设计质量很难达到要求，设计出现问题或错误时，往往需要重新加工，这无疑造成了资源的浪费。在设计中缺乏节能意识，对节能技术的应用不够熟练，结果往往无法达到节能效果。

3 加强高层建筑暖通空调节能设计的措施

3.1 严格选择建筑暖通空调系统的设计方案

严格控制高层建筑暖通空调的设计方案是实现暖通空调节能效果的关键，在制定空调设计方案时应与建筑的结构设计、内部装饰设计和使用功能等相互结合，充分考虑暖通空调系统的初期投资水平和后期运行费用，结合建筑物的使用功能和结构差异，选择最合适的空调系统设计方案。另外，由于室外气候变化会改变空调系统的耗能量，因此在制定方案时还要充分考虑到建筑内部温度过高或过低时，空调系统的工作负荷是否能达到使用要求。因此，要保证空调系统的节能效果就必须要严格控制设计方案。

3.2 适度降低室内温湿度标准

在暖通空调的方案制定和设计工作中，为了降低空调系统的能量消耗，满足节能的需要，可以考虑湿度降低室内温湿度标准。除建筑的结构特征、外部的温度条件等是影响空调系统能耗的因素外，室内温度和湿度的要求也是影响暖通空调系统能耗的重要因素之一。比如夏季时，室温的控制对空调负荷有很大的影响，如果能够保证室内人员的健康和舒适度的基础上，适当降低室内温度和湿度的标准，无疑会大大减少高层建筑空调的能耗，实现空调系统的节能环保要求。

3.3 减少输送过程中的能耗

在空调系统的能耗组成中，动力输送过程中的能耗在整个空调系统中占有很重要的地位。输送过程中的能耗主要是在热量的输送过程中风机和水泵的耗能量，因而我们应该努力采取措施减少系统流量的输送阻力，提高风机和水泵的效率，降低耗能量。具体措施可以从以下三个方面进行:首先，增大供回水的温差，增大空调系统的供回水或送回风的温差可以在节能上起到很好的控制效果，因此，在进行高层建筑暖通空调系统设计时，在保证温度控制精度和人体主官感觉舒适度的基础上，可以尽量加大供回水的温差，有效降低空调系统的能量消耗。但是，应注意温差在8℃以下为宜。其次，应控制空调系统的流速为低速运行状态，如变频控制，这是由于水泵和风机的耗能量与流速的平方成正比，降低流速可以有效减少泵和风机在热量输送过程中对电能的消耗，同时控制流量还能加强空调系统水利工况的稳定性。另外，空调系统运行过程中采用变风量的工作方式。对高层建筑中的商场、电影院、美食广场等地方，人流量大，且内部多为开放式的结构，对空调系统的需求变化大，如果采用变风量的工作方式，就可以根据室内的需求调节风量按需供给，达到节能环保的目的。

3.4 有效利用可再生能源

随着环境变化和居民生活品质的提升，人们对节能环保的要求也越来越高，天然资源的应用范围也越来越广，在空调系统中，有效利用可再生资源可以大大减少能源的消耗。首先是有效利用自然风，对一般空调系统来说，暖通空调对电能的消耗量很大，如果在暖通系统中充分考虑自然风的应用，为室内提供所需的能量，就有效降低了能源的消耗，保护了环境。其次是有效应用太阳能，在暖通空调系统的设计中，太阳能的利用不仅包括采暖，还可以在制冷方面进行考虑。我国太阳能技术在应用方面已十分成熟，技术先进，因此太阳能在高层建筑空调系统的设计中也得到了越来越多的应用。

4 结束语

高层建筑暖通空调节能设计，对促进我国节能型社会发展具有十分重要的作用。为了降低暖通空调的能源消耗，同时为室内提供适宜的环境条件，设计者应积极学习先进的科学技术，提高自身设计水平，利用先进的技术全面提高高层暖通空调的节能效果。

［1］刘晓飞.关于建筑暖通空调节能设计要点的分析［J］.科技展望，2015(08):22.

［2］黄守德.高层建筑暖通空调节能设计探析［J］.硅谷，2013(08):116，93.

［3］梁琳，翟荣兵，黄红.建筑工程项目暖通空调节能设计的相关问题［J］.科技创新与应用，2014(03):222.

［4］郭大为，吴德胜.高层建筑暖通空调系统设计方案探究［J］.建设科技，2014(15):66-67.