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建筑环境与暖通空调节能设计分析蔡华华

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：蔡华华

[导读] 摘要：目前，随着人们生活质量的提高，人们对建筑的质量和使用也提出了较高的要求，现代建筑为了可以给人们提供更加舒适的环境，对于暖通空调的使用不断增加，但是随着世界性能源危机出现，未来在建筑过程中更要注重对暖通空调节能技术的研究，进而有效促进我国可持续发展。

        乐金电子（天津）电器有限公司天津市 300402
        摘要：目前，随着人们生活质量的提高，人们对建筑的质量和使用也提出了较高的要求，现代建筑为了可以给人们提供更加舒适的环境，对于暖通空调的使用不断增加，但是随着世界性能源危机出现，未来在建筑过程中更要注重对暖通空调节能技术的研究，进而有效促进我国可持续发展。本文就对建筑环境与暖通空调节能设计进行探讨。
        关键词：建筑环境；暖通空调；节能；设计
        随着全面小康社会的发展，暖通空调已经广泛使用在城市建筑环境设计中。一方面，暖通空调可以提高居民的整体生活质量；另一方面，暖通空调的大量应用导致城市能源消耗量的增加。在节能减排发展的总潮流中，实现暖通空调的社会效益和环境效益迫在眉睫。因而，从改良建筑环境入手，减少暖通空调的能源消耗具有重要的现实意义，研发绿色能源支持暖通空调的运行同样是解决其问题的重要举措。
        1、建筑环境与暖通空调的概述
        就传统的建筑业发展状况来看，传统建筑的建设与发展根本就没有注重环境保护，一味地向大自然索取，长此以往，自然环境被建筑的兴建破坏掉，人类的发展势必受到制约。在建项目一定要适应大自然环境，而不是自然环境适应建筑项目，要更好地把建筑与环境相融合，以发展绿色建筑为目标。而在建筑中的暖通空调是建筑与环境融合的有效中介，暖通空调的主要作用就是为室内提供冷热，它主要消耗的能耗为制冷和制热，而这2点的决定因素就是用户在使用过程中所产生的冷热负荷参数，用户的内部使用参数是暖通空调的内部负荷，而暖通空调的外部环境则是外部负荷，为此暖通空调的节能必须从这2个方面入手，以优化建筑环境实现暖通空调节能的目的。
        2、建筑环境对暖通空调能耗的影响分析
        2.1建筑室外环境的影响分析
        结合现阶段暖通空调的实际应用现状，可知空调系统运行中容易受到室外环境的影响，加大暖通空调能源消耗量的同时影响着其使用寿命。建筑室外环境对暖通空调正常运行的影响具体表现在以下方面方面：（1）气象条件的影响。不同的气象条件对于暖通空调的负荷有着较大的影响，间接地降低了空调系统运行中的能源利用效率。这与建筑通风采暖工程自身的组成部分密切相关：其主要是由空调系统、采暖系统及通风系统三部分组成。在不同的气象条件影响下，三个系统的运行参数将会发生相应的变化，像其中的温度、空气湿度、太阳辐射的强度等，加大了建筑采暖负荷的控制难度。同时，由于建筑环境中的相关参数确定时依赖于科学的采暖负荷计算方法，从而为暖通空调节能的有效控制提供必要的参考信息。但是，气象条件的较大差异性，影响了空调负荷的有效计算与控制。（2）环境绿化条件的影响。当建筑物周围的环境绿化效果无法达到现代化城市建设的具体要求时，植被的覆盖率将会下降，城市中的热量吸收率也会降低，间接地加大了太阳光的辐射强度。暖通空调处于这种建筑环境模式中时，空调运行中的负荷将会增加，相关资源的消耗量也将逐渐地加大，间接地影响了空调的节能效果。因此，需要采取必要的措施增强建筑环境绿化效果，提高植被覆盖率，促使建筑物使用中的空调负荷可以控制在合理的范围内，减少相关能源的消耗量。
        2.2建筑室内环境的影响分析
        优化建筑室内环境设计，完善相关的配套基础设施，有利于实现建筑节能减排的发展目标，降低暖通空调运行过程中的能源消耗率。因此，需要从这些方面加强对建筑中空调能耗的有效控制：（1）建筑门窗、墙体等所占有的比例设置时应达到行业技术规范的实际要求，优化建筑节能设计。同时，建筑设计中应确保平面布置的合理性，结合建筑环境特性，选择性能可靠的墙体材料，制定出科学的宝保温措施，促使建筑物使用中的暖通空调能耗保持在合理的范围内；（2）优化建筑造型与布局。保持良好的建筑造型，有利于增强暖通空调的节能效果。通过对自然条件的有效利用，可以减少暖通空调的能源消耗量。

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        2.3建筑物围护结构的设计
        随着我国针对建筑物设计节能基本标准的颁布和实施，不仅达到了促进建筑物保温效果有效提升的目的，同时也为解决建筑物保温问题提供了强有力的支持。科学技术不断发展的同时，使得越来越多的新技术和新材料被应用到建筑工程施工中。通过选择建筑材料不仅有助于发现很多影响建筑节能效果提升的问题，同时也为设计人员及时改善建筑节能设计方案提供了便利，促进建筑暖通空调节能效果的全面提升。
        3、暖通空调节能技术措施
        3.1空调系统节能设计
        考虑到建筑环境对暖通空调节能效果的影响，此工程2层使用地板送风变风量系统形式，剩余部分使用全热交换器新风机组，结合使用无极调速无刷直流风机盘管系统。具体如下：（1）带全热交换器新风机组。运行此机组，能够有效减少空调系统运行的耗电量，当全热交换效率大于等于75%，空调系统运行总能能源消耗能够减少25%-30%不等，有着明显的节能效果。（2）独立新风以及排风系统。此项目中，使用全热交换器，实现排风热回收，同新风机组相互组合，形成带1台带热回收装置的新风机组，有效解决了传统问题，比如全热交换器体积大问题，降低了噪声，提高了能源消耗。除此之外，此机组使用高分子复合膜，热交换效率超过73%。从运行效果来说，夏季机组运行冷量回收能力为61kW，冬季回收热量能力为50kW。经过测算，每年电能消耗能够减少3974400kWh，减少量为暖通空调系统运行总耗电量的30%，折算为二氧化碳排放量，节约了3962t。由此可见，节能减排效果显著。
        3.2地板送风变风量空调系统
        具体情况如下：（1）有压地板送风。采取的送风方式为，部分室内回风以及空调处理过的空气，现进行混合处理，经过内部走廊下部的主风管，输送到各个房间架空地板入口位置，经过地面旋流风口输出。（2）无压地板送风。采取的送风方式为，经过空调机组处理后的空气，经过内部走廊下部，利用主风管，输送到房间架空地板入口位置，建筑室内部分空气，经过二次回风口，进入到末端动力装置，同经过架空地板下部进入的冷风，进行混合，后经过地板送风口送出。
        3.3改变暖通空调工作参数
        暖通空调可以实现的功能主要是对温度和相对湿度的控制，在对人体舒适度影响不明显的情况下，可以适当调节温度、湿度设定。暖通空调在进行温度湿度调节时会消耗电能，如果降低暖通空调的室内设定值，会使得空调系统中的水泵和风机的工作功率降低，从而达到节能的目的。对暖通空调系统的新风供给量参数设定适当更改，也可以实现节能的效果，由于新风的能耗约占空调系统的三分之一，过大的新风量虽然会提供富余的新鲜空气，但是会造成大量电能的消耗，在满足卫生健康要求的前提下可以适当减小新风风量设定值，节约能量
        3.4合理选用空调系统
        暖通空调性能的优劣对其节能效果也有着重要影响。在设计建筑物暖通空调系统时，要从其运行的经济性和能量损耗等多方面进行考虑。一般从以下几个方面选择空调系统：（1）采用变频技术，当室内温度与设定温度相差较大时，空调的风扇、压缩机等器件处于全速工作状态，能耗较大，当室内温度接近设定温度时，可以降低空调转速，减小能耗；（2）提高自动化水平，利用传感技术和自动控制理论，对建筑内温度、湿度实时监测，动态调整空调设定参数，使空调处在高效率工作区段；（3）选择合理的冷热源，充分利用建筑周边丰富的冷热能资源，如火电厂中的热蒸汽等。
        4、结束语
        综上所述，实现建筑环境与暖通空调的节能要从多方面入手，在建筑环境对暖通空调的影响上，应充分考虑室内因素和室外因素。发挥所有因素的最佳效能；同时实现暖通空调的节能还可以从空调的自身性质、能源使用方面分析研究，最终达到减低能源消耗，实现暖通空调的社会效益。
        参考文献：
        [1]潘巍.关于暖通空调节能设计及应用的研究[J].现代物业（中旬刊）.2019（08）
        [2]熊武.建筑暖通空调节能优化设计对策[J].居舍.2018（23）