田东
喜跃发国际环保新材料股份有限公司山西太原030000
摘要：近年来，经济快速发展，人们的生活水平不断提高，暖通空调系统是建筑设计的重要内容，其在空调设备的高质量配置和应用下，改善室内温湿度环境与通风条件，提升人们居住的舒适程度。节能化设计是建筑暖通空调设计的内在要求和主要方向。文章在阐述建筑暖通空调节能化设计必要性的基础上，就其基本的设计原则展开分析，同时指出建筑暖通空调节能设计方法的具体应用内容，为进一步提升暖通空调节能设计水平，继而实现建筑经济效益、功能效益和生态环境效益的有机统一。
关键词：建筑暖通；空调系统；节能技术
引言
在我国，建筑行业的能耗占到社会总能耗的1/3，而在建筑行业里，暖通空调专业的能耗占到建筑总能耗的1/2多，暖通空调系统的广泛应用，已使其成为建筑能耗大户。在世界性能源紧张的今天，降低暖通空调的能耗对建筑节能有着重要的意义。一栋建筑要进行暖通空调设计的时候，其建筑的围护结构的传热特性、室外气象参数及周围热湿环境都已成为定值，不可改变，而这些恰恰是影响暖通空调系统能耗的部分主要因素。为此我国建设部于2001年制定并颁布了《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，要求新建建筑通过采用保温隔热性能更好的围护结构材料以及采用高能效比的采暖空调设备，在保证室内同等热环境指标的前提下，与未采取节能措施前相比，采暖空调能耗节约50％。在此基础上进行暖通空调的设计，室内设计参数及空调作用方式、系统各设备自身的性能和效率、空调系统整体的性能和系统运行方式以及运行管理情况等因素对节能效果就显得更为重要了。
1暖通空调节能设计的必要性
暖通空调凭借着突出的环境调节能力在建筑工程中应用较多，绿色可持续发展理念下，人们要求实现暖通空调的节能化设计。其必要性体现在以下层面：第一，传统空调利用形式中，暖通空调的能耗较为严重，有研究显示，建筑行业能耗占到社会总能耗的2/3，而暖通空调的能耗占到建筑能耗的2/3，这使得建筑投入使用后能耗严重，不利于建筑经济效益的实现。第二，创造一个舒适高雅的室内环境是暖通空调系统设计的核心主旨，在实际设计中，暖通空调设计需要考虑流体力学、力学、热力学等理念，整体设计过程较为复杂，在以往设计中，设计人员过度关注空调的美观性，这使得部分空调功能应用难以达到预期效果。节能化是人们对暖通空调设计的内在要求，合理进行空调节能设计，能实现其应用功能的优化。第三，步入新时期以来，我国倡导绿色、可持续发展理念，能源节约与循环利用是践行绿色可持续发展理念的重要内容，可见，实现建筑暖通空调节能设计是绿色可持续发展的内在需要。
2建筑暖通空调系统节能技术探讨
2.1温湿度独立控制技术
空调系统总负荷组成体系中，显热负荷（排热）为重要部分，占比70%～80%，剩余部分则为潜热负荷（排湿）。根据热湿耦合处理方式的基本特征可知，冷源温度易受室内空气露点温度的影响，通常控制在5～7℃。仅从排除余热的角度来看，此时冷源温度在15～18℃时便可达到要求。由于显热负荷占比较大，原本通过高温冷源排走热量的方式缺乏可行性，此时需要得到5～7℃的低温冷源的支持，随之产生的问题则是能源浪费量增加，严重抑制制冷设备的工作效率。温湿度独立控制空调系统中，其配置的是具有相互独立运行特征的温度与湿度空调系统，各自具有独立控制功能，前者调节室内温度，后者调节室内湿度。温度控制系统包括高温冷源、余热消除末端装置，推荐采用水或制冷剂作为输送媒介，尽量不用空气作为输送媒介以降低输配系统运行能耗。除湿工作均通过独立的湿度控制系统而完成，但对于显热系统而言，其对应的冷水供水温度将提升至157～187℃，此时能够给天然冷源的使用创设良好的条件，尽管采取的是机械制冷的方式，但制冷剂依然可以高效运行，其性能系数具有大幅提升。
余热消除末端装置的可选形式较多，包含辐射板、干式风机盘管等，相比室内空气的露点温度，供水的温度明显更高，基于此特点，有效避免结霜现象。温湿度独立控制空调系统将室内排热排湿过程中的排热和排湿过程分开处理，可解决以往热湿联合处理过程中损失量过大的问题。此外，独立的控制调节系统具有更强的灵活性，可高效处理温度和湿度，与室内湿热比相适应，从而避免室内湿度过高（或过低）的情况。
2.2加强空调供水设计
冷却水、冷热水系统是暖通空调供水系统设计的重要内容。实际设计要点包括：第一，空调机组供水设计中，应加大供回水与冷冻水之间的温差设计，确保两者的温差缩减到最小范围。第二，针对供水系统，应加大封闭式循环模式的有效设计，能在减少供水输送能耗的基础上，延长空调系统的使用寿命。第三，在前期设计阶段，必须考虑空调后期保养的诸多事宜，目前，采用一泵到顶的设计方式可为后期空调供水系统维护创造有利条件。第四，在供水系统设计中，应考虑供水方案的节能效果，尤其是在水资源较为短缺的地区，可采用冷却塔循环模式进行供水设计，其能在缩减循环水泵扬程的基础上，起到良好的节能效果。
2.3变频技术
空调系统的设计和使用通常根据额定输出进行设计，但在日常使用中并不根据额定输出进行，大多数使用是在部分负荷下完成的，如果在部分负荷下使用最初为额定功率计算的运行条件，则会导致大量能源的损失，为了避免此类浪费，专业人员必须在暖通空调系统中使用变频技术，这有助于暖通空调系统在某些条件下匹配空调的特定功率，然后通过适当地调整，可以达到降低能耗的目的。在暖通空调系统中引入这种变频技术将极大地改变空调资源严重浪费的状况，一方面，可变水系统可以被定量控制以改变水温。另一方面，可变风量系统可以通过空调终端系统在空调中实现负荷补偿，并通过补偿机制调节供气量，以在合适的状态下达到整体温度。随着我国变频技术的不断发展和进步，变频系统可以实现的功能越来越有效，借助此功能，可以有效地调节供暖和制冷系统，以优化风量、水量或单位，以将空调置于适当的负载状态，从而节省能源并减少排放。
2.4多元通风节能技术
在空气宜人的季节，使用机械的通风提供新鲜空气，从而消除房屋内热量和不洁空气。在室外的空气舒适的季节，打开房屋的窗户并进行自然的通风以消除高校室内的残留热量和异味，最大限度地去减少设备运行的时间并降低空调的耗能。根据统计，特定项目的内部温度低于30℃的时间为1200小时，占总工作时间的90％以上。这些房间中很少有温度超过30摄氏度超过3个小时的。过渡季节期间，室温超过30度的总时间为11小时，大部分时间约为13：00之后。此时，外部空气温度约为27℃，可以通过增加机械通风来消除房屋内部的热气，在过渡季节关闭热泵可使房间总体上满足热舒适性要求。
结语
暖通空调系统节能设计是发展绿色建筑的内在需要，其不仅能降低空调系统的运作能耗，而且能在多技术支持下，改善室内温湿度及通风环境。人们只有充分认识到暖通空调系统节能设计的必要性，然后坚持因地制宜原则、节能环保原则和资源最大化利用原则，系统化的采用空调节能设计方法，进行空调各单元的规范设计，这样才能有效提升暖通空调节能设计水平，改善室内环境质量，并促进绿色建筑的健康、有序发展。
参考文献
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