基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计思路及运用

谢辉

【摘要】现阶段，在建筑行业的发展过程中，生态环境受到了较大的破坏，基于国家可持续发展战略目标，为了实现对生态环境的有效保护，绿色建筑逐渐兴起。暖通空调是绿色建筑中的能源消耗大户，因此在绿色建筑暖通空调设计过程中需要遵守节能减排的理念，确保空调设计与可持续发展目标相符合，实现能源的有效节约。

【关键词】绿色理念;建筑暖通空调;系统节能设计思路;运用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.135

暖通空调系统是集采暖、通风、空气调节三大功能为一体的系统装置，其可以调控室内温湿度，让室内环境变得更加舒适宜人，为人们的学习、工作和生活营造良好环境，从而深受广大社会公众的青睐。然而从暖通空调系统设计和应用现状来看仍然存在一些不足之处，导致系统运行时能量损耗居高不下，智能化水平较低，难以体现出暖通空调系统的优势所在。为了打破这一局面，需要智能建筑暖通空调系统的设计人员能够基于建筑、结构和实际需求出发，对暖通空调系统的控制策略、控制权限、控制网络等实施全面优化，争取实现对各个分项的精准控制，最大程度地利用好自然资源，适时地调节温湿度和送风量，暖通空调系统将能够切实满足智能建筑运行需求。

1、暖通节能空调的设计原则

实现暖通节能空调的设计需要遵循以下几点设计原则。首先，暖通节能空调设计所遵循的基本原则为节能。在对空调节能设计过程中，实际应用指导指标以热舒适度为准。在空调热舒适度指标中，影响因素有多个方面，如温度、空气、湿度、劳动强度、辐射温度等。通过对空调以上方面的数据进行调整，能够在确保空调热舒适度的同时，实现空调能源的节能。通过对空调所处建筑物的导热性进行调查，对室外温度变化进行及时感应，确保室内温度的舒适程度。另外，在相应空调设计管路上可实现简化型设计，确保好材料与投资，节约成本。其次，暖通节能空调的设计原则需要满足日常生活环境的要求。除了必要的舒适温度，环境的舒适程度同样能够对人体的舒适性造成影响。因此在进行暖通节能空调设计过程中，可以从环境的光线、声音以及相应的空调外形、色彩上与整个环境进行搭配。再次，空调节能设计要正确处理局部与整体之间的关系。例如，在北方，冬季大多采取集体供暖的方式，该方式不仅能够确保能源的消耗，同时还能提升能源的利用率。因此，在确保集体供暖的前提下，使用暖通节能空调设计可以从以下两个方面考虑：第一，考虑空调对应的独立房间内的温度;第二，暖通空调设计的热量能够实现分户分室的分担。最后，暖通空调节能设计要确保对室内空气质量的保障。暖通节能空调当前的设计趋势以通风量大为主，在此过程中，需要解决一定的空气质量问题。对室内气流进行合理的排风处理与设计，能够在保障空气质量的同时大大减少资源的浪费。

2、绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计思路及运用

2.1空调负荷设计要点

在进行空调负荷设计的过程中，对于不同类型的民用高层建筑，冷负荷参数的设置也是存在差异性的，但是在实际设计过程中，工程设计人员设计方案中的参数经常会与建筑空调系统的实际装机容量存在出入，这样一来会导致建筑空调系统的投入成本显著增加，而之所以会出现这种问题，主要原因可能源于以下两点。首先，工程设计人员在进行符合参数设置的时候只是单独应用了系统负荷指标进行估算，这种计算方式很容易导致系统制冷机的装机容量计算结果偏高，最终使得系统的投入成本增加，提升系统能耗，与此同时还会对系统的冷机效率造成严重的负面影响。第二，如果工程设计人员进行参数设置时候综合考量了多种安全系数，会使得空调系统的单位制冷面积不符合设计规范，导致系统冷负荷概算出现误差，这样一来，空调系统运行过程中单位制冷面积中产生的冷风量也会严重超标。立足于全年设计视角可知，建筑负荷的持续峰值一般时间比较短，相应的冷机负荷率在大多数时间段都会处于相对较低的状态，COP本身也相对较低。针对这种情况，设计人员应根据暖通空调负荷计算书的数值进行设备的选型，以便满足日常的基本使用规定和要求。

2.2优化控制权

通常情况下，BAS系统运用集中管理的方法对智能建筑内部温湿度和风量进行调节，但是考虑到智能建筑不同房间用户对温度要求有着一定区别，而DDC控制器并不具备分项控制功能，建筑用户对环境温湿度提出的个性化要求无法得到满足，将会影响到他们的生活品质。所以需要对暖通空调系统的控制权加以优化，按照实际需求配置足够数量的设备，借助VRV控制面板对各个房间进行采暖、通风、空气调节的差异化控制，可以促使暖通空调系统更具实用性，给建筑用户带来极大的便利，未来这种新型控制理念必然会在智能建筑暖通空调系统中得到推广应用。

2.3水系统节能技术

为了降低暖通空调设备能耗，控制系统应该根据空调负荷的变化对水系统进行节能控制，具体可以采用以下技术方案：①采用变频调速取代冷却水回路中的调节阀，在部分负荷下，将冷却水流量在一定范围内降低，辅以冷却塔风机的开关控制或变速驱动，将大大降低冷却水系统的能耗;②根据不同制冷方式的冷水机组的实际运行特点，可采用不同的控制策略，对冷却水泵进行控制，以达到最佳的节能运行工况;③使冷冻水变流量控制，可以有效地降低空调系统提供单位制冷量的运行成本，因此，本工程制冷采用二次泵变流量系统，在水回路中广泛采用二次泵变流量系统，以降低冷冻水回路的运行成本主泵系统用于直接改变蒸发器中的冷冻水流量。

2.4地源热泵技术

这项技术的主要原理为将建筑周边地层中所分布的地热资源作为主要供热、制冷能源。在建筑暖通空调系统运行过程中，仅需输入一定的高品位电力能源，系统即可将热泵所采集地热资源转换为高温热源，从而起到建筑暖通供热效果。即使是在炎热的夏季，系统也可以持续提取建筑室内空间所释放的热量，完成冷系统、余热系统之间的功能性转换操作，将多余热量向建筑周边地层中释放，起到控制地层温度均衡的作用。根据地源热能采集方式，可以将地源热泵系统细分为地埋管地源热泵、地下水地源热泵、地表水地源热泵。此外，在采取地源热泵技术时，设计人员可选择构建配套的温度调节系统，根据用户需求控制所转换高温热源的具体温度，确保可以满足用户个性化使用需求。同时，采取防漏保护措施可以避免地源热泵系统在长期运行过程中出现泄露安全事故。在我国北方区域，由于气温温度较低，地源热泵系统很难从地层中采集到充足的地热资源，因此应额外设置辅助供热设备。

结语：

随着环保意识的增强，对建筑节能环保属性、暖通空调系统运行质量提出了更高的要求在当下实现暖通节能空调设计是确保空调节能及建筑节能的基础和关键。实现暖通空调节能设计不仅可以在一定程度上降低能源的消耗，实现对环境的保护，同时还符合我国当前绿色可持续发展道路的国策要求。因此，相关设计人员需要在坚持节能设计理念的基础上结合空调节能设计原则，根据我国发展实际情况提出针对性的暖通空调节能设计方案，提高能源利用率，降低能源消耗，实现经济可持续发展。

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