暖通空调工程的节能设计

摘要：随着我国经济的迅猛发展，相应促进了能源需求的急剧扩大，作为发展中国家，我国的社会经济及科学技术等都在高速发展中，但能源有效利用率的整体偏低，使得能源浪费情况较为严重，一定程度上阻碍了我国经济的可持续发展，对此，建筑暖通空调系统的节能设计也尤为重要。

关键词：暖通空调；节能设计；设计特点

1 前言

在建筑工程建设中，暖通空调系统作为其重要组成部分，一直都是设计研究的重点，特别是近些年来，自动化与变频技术的应用在原有基础上提高了系统的运行效率。在对建筑暖通空调系统进行节能设计时，需要明确系统建设的特点，分析设计中存在的不足，结合以往的设计经验对其进行节能优化，在满足建筑运行基础的前提下降低能源损耗。

2 暖通空调系统的设计特点

2.1结构复杂

暖通空调系统是建筑工程的重要组成部分，其系统构成非常复杂，并且相互耦合，在设计时，需要保证系统内各部分均可以正常运行。该系统主要由3部分组成，即冷热源、冷热量输配和房间冷热末端，并且这3部分中又包含了若干个子系统，它们相互之间存在一定的联系，相互耦合，增加了系统搭接设计难度。

2.2影响因素多

在设计建筑工程暖通空调系统时，因为系统结构组成复杂，受外界因素的影响也更大，所以，必须要做好各环节的控制管理工作，在确保设计方案合理的情况下，最大程度地降低外界各因素造成的影响。常见的影响因素有气象条件、内部热扰、围护结构热工特性和工程内外结构空间形态等。另外，建筑工程所在地的气象环境也是影响系统设计效果的主要因素，在设计时，应从多个角度出发，综合分析各个因素，在保证系统基础功能的前提下，积极引进各新型技术和能源，将节能降耗理念贯彻到底。

2.3形式多样

对于建筑工程暖通空调系统，在实现相同空气环境控制目标的基础上，可以选择应用的设计方式有很多，形式多样也是暖通空调系统设计的主要特点之一，这需要根据实际需求来确定。例如，在设计写字楼暖通空调系统时，至少可以选择4 种方式，比如风机盘管加新风系统、温湿度独立调节系统、变风量全空气系统和变制冷剂流量多联机加新风系统等。要想实现建筑空调暖通空调系统的节能设计，在选择设计方式时，除了要从造价、适应性等角度分析外，还需要重点分析运行能耗，从而提高设计方案的可操作性。

3 暖通空调系统的应用现状

目前，随着我国暖通空调行业快速发展，市场竞争日益激烈，暖通空调系统的节能设计、新技术和节能材料应用已经成为发展趋势，但是我国传统的暖通空调行业在自主创新、技术研发等方面相对比较薄弱，资金和技术投入明显不足。同时，家用暖通空调的应用量大幅上涨，很多小型企业和工厂也加入暖通空调市场，为了追求最大化的经济效益，很多企业在暖通空调节能技术方面的投入相对较少，只是对暖通空调进行内部和外观的简单改造，然后重新投入市场，而大型企业主要是根据暖通空调市场价格、市场需求等进行技术研发，仅仅依靠企业自身力量，其自主创新、技术革新的能力较弱，从而影响整个暖通空调市场的快速发展。随着节能减排、可持续发展理念的深入，暖通空调系统应全面贯彻绿色、节能、环保设计理念，加大对于能源节约的研究力度，提高暖通空调系统的节能性。

4 节能设計要点分析

4.1计算冷热负荷

冷热负荷会影响暖通空调系统的冷热输送管大小、水泵配置和冷热源极容量等方面的设计，因此，在设计建筑暖通空调系统时，必须要做好对冷热负荷计算的控制，进而为各方面的设计提供相应的数据，以降低系统的运行能耗。在计算系统冷热负荷时，要保证所选计算方式符合专业规范要求，并以设计经验为辅助，以建筑工程面积冷热负荷统计值作为参考，通过统计分析回归计算得到相关的设计指标。

4.2确定温度取值

在确定建筑室内温度的取值时，需要从建筑工程的实际情况出发，综合分析气象环境、地理环境和结构功能等因素，以提高室内温度取值的合理性。对于建筑室内温度取值，其数值与暖通空调系统运行能耗有密切联系。一般情况下，在夏季制冷时，室内温度每提高 1℃，系统运行能耗会降低 10%左右；而在冬季制热时，室内温度每降低 1℃，系统运行能耗将降低8%左右。由此可见，在确定室内温度取值时，必须要提高其合理性，在实现室内基础功能的基础上降低系统的运行能耗。

4.3采暖与冷冻水系统

4.3.1采暖系统的设计

在设计子系统时，应尽量降低管路系统结构的复杂性，提高其操作的便利性，这样，在系统运行时可以在一定程度上降低能耗，同时，还可以降低前后期运行管理的成本。此外，还可以根据空间功能独立调节控制方式，或者执行热量消耗分户均摊的理念，最大程度地降低系统运行所产生的能耗。从建筑暖通空调系统的设计现状来看，最常见的采暖系统设计方式是下供下回垂直双管系统、上供下回垂直单双管系统、上供下回垂直双管系统和高层建筑竖向分区供暖系统等，应以满足建筑实际需求为目的来选择系统设计方式。

4.3.2空调冷冻水系统

以专业要求为依据，如果采用多台冷水系统节能设计，应利用负荷变化来完成对系统流量的自动控制，从而减少能耗。目前，常用的空调冷冻水系统有一次泵定流量系统、一次泵变流量系统和二次泵变流量系统等。

4.4风系统设计

4.4.1空调风系统

在设计其子系统时，主要目的是营造舒适的室内环境，同时，降低系统的运行能耗。在设计时，要控制好室内二氧化碳的含量，并且所有的设计细节都要严格遵守专业的规范要求。其中，在人员分布较为密集的地方，可以采取集中供暖的方式提高能源的利用率。同时，对于建筑面积大、人员集中的环境，应选择全空气空调系统，如果建筑空间过大，也可以根据实际情况来选择分层空调系统的设计方式。

4.4.2通风系统

暖通空调系统的运行需要以电气设备作为支持，而在电气设备运行的过程中，会产生较大的热量，如果排热不及时，会影响设备的运行效果。因此，在设计通风系统时，要保证电气设备在运行过程中可以正常散热，从而为设备的正常运行提供支持。另外，在集中收集空调通风系统的排风热时，其设计要符合相关的要求，合理选择回收设备。在对通风要求不高的环境中，可以利用自然通风的方式降低设备运行时造成的能耗。

5.结语

综上所述，文章主要分析了暖通空调系统设计的特点、暖通空调系统的应用现状以及节能设计的要点。总之，要想保证暖通空调的节能效果，就必须从多个角度进行分析，采取有效的措施做好每个环节的节能管理，争取不断提高系统的设计效果，降低其运行能耗。同时，后期要加强对系统的运行管理，做好能源的回收利用，以保证能源利用的最大化，从而达到节能降耗的目的。

参考文献：

[1]李玉心.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用探讨[J].知识经济，2014.

[2]沈彦辉，王磊，陈谦.公共建筑暖通空调系统节能设计措施浅谈[J].科技资讯，2010.

[3]双庆.简析民用建筑暖通空调系统的节能设计问题[J].中国建材科技，2014.

作者简介：

韩云（1979—），男，硕士研究生，陕西省现代建筑设计研究院暖通工程师。