叶剑银
上海上安机电设计事务所有限公司
摘要：如今，人们对生活质量的要求越来越高，为暖通空调的普及应用提供了基础，而随着节能理念的出现，人们也开始关注暖通空调工程的绿色节能设计。基于此，本文以西湖大学建设工程PPP项目为例，对暖通空调工程绿色节能设计进行了研究。文章对案例工程项目的基本情况进行了概述，阐述了暖通空调工程绿色节能设计的原则和价值，并对设计要点进行了论述。
关键词：暖通空调；建筑工程；节能设计；绿色环保
前言：在设计中体现绿色节能理念是当前建筑行业的主流思想，也是建筑行业的主要发展方向，这种思维在暖通空调工程设计中同样适用。从建筑运行角度来看，暖通空调工程设计的科学性深刻影响着建筑内部环境的舒适度，而其设计的环保性和节能性更是与建筑运行成本有直接关系。为此，相关工作人员应该重点关注高暖通空调设计的环保性。
1西湖大学建设工程PPP项目概述
西湖大学建设工程PPP项目位于浙江省杭州市，校园一期总建筑面积456039㎡，分为5个组团。本工程教学研究核心区组团的主要功能为教学实验楼，地上建筑总面积为153149.8m2，其中基础医学与生命科学楼是高23.1m的4层高楼，面积为64465.0m2，理学楼与工学楼的高度与层数与前者相同，但总面积为88684.8m2；教学研究核心区地下建筑为地下一层结构，面积为55580m2，整体工程皆按绿色三星级设计。在案例工程中，将基于绿色节能理念开展暖通空调工程设计，通风、空调与防排烟系统皆为施工重点。本工程教学研究核心区组团建筑属于多层建筑，地面上下的建筑耐火等级分别为二级和一级。
2暖通空调工程绿色节能设计原则与价值
从本质上来说，暖通空调工程绿色节能设计就是将绿色环保与节能降耗理念融入于暖通空调工程设计当中，这种设计方法的技术专业性和先进性要求更高，将会优化传统设计模式，对促进建筑暖通空调工程设计发展的可持续发展十分有益。对于建筑物而言，暖通空调系统的应用是保证室内正常通风与温控的重要方式，但在传统设计模式之下该系统运行能耗大、成本高且容易排放污染物，十分容易造成环境污染与成本增加。而基于暖通空调工程绿色节能设计可以有效提高设计与应用环节的节能环保特性，减轻暖通空调能耗比例，发挥节能降耗价值；更能有效避免不必要的资源浪费和能耗增加，将发挥降低成本的重要作用；还可以基于清洁能源与环保材料，降低污染物排放量，能展现出保护环境的重要价值[1]。
为了真正实现暖通空调工程绿色节能设计，相关工作人员需要在实践中规范作业，并且践行绿色节能设计原则。当前，最为重要的暖通空调工程绿色节能设计原则有四项：其一是环保原则，设计人员应控制材料、设备、技术与能耗环保性，实现暖通空调系统节能环保效益的最大化；其二是节约原则，设计人员必须尽全力避免资源材料浪费，减少不可再生能量源损耗，尽可能地选择清洁、可再生能源以及可回收利用材料施工；其三是可循环原则，设计人员需要在设计中融入循环利用思维，积极促进资源的可回收再利用，进而有效达到节约成本、节能降耗的目标；其四是经济实用原则，设计人员应避免不必要成本支出，选用性价比、环保性、可调节性与实用性高的资源和材料，真正实现用最低成本实现最大效益的目标。
3西湖大学建设工程PPP项目的暖通工程绿色节能设计要点
在开展暖通空调工程绿色节能设计时，相关工作人员需要从实际出发，明确工程需求以及设计依据，进而从根本上保障设计方案的针对性、规范性与实用性。而且，设计人员也应该先理顺绿色节能设计思路，为有效规划暖通空调工程绿色节能设计内容做好充足准备。在实践工作当中，暖通空调工程的绿色节能设计人员应重点关注节能设计与室内和自然环境之间的协调性，暖通空调系统功能方式的科学性，暖通空调设备选用与布设的合理性，从而保证暖通空调工程绿色节能设计能顺利开展[2]。
3.1空调冷热源
空调冷热源设计时暖通空调工程绿色节能设计中的重要内容，在此环节设计人员需要选定供能系统和方法，从而保证节能环保。在西湖大学建设工程PPP项目当中，本教学研究核心区都采用冷水机组加锅炉系统，冷冻机房和锅炉房都被布设在四大学院主楼对应的地下室部分，以便于为地上四栋教学楼及学术会堂提供空调驱动能源。设计人员需要先确定四栋楼的冷热负荷设计值。
比如，基础医学与生命科学楼的夏季冷负荷为6214kW、热负荷为3208kW，另外验室排风补风冷负荷为5089kW、热负荷为5327kW，洁净或恒温恒湿实验室冷负荷为3162kW、热负荷为1748kW，总冷负荷14465kW、总热负荷10283kW；理学楼与工学楼主体冷负荷为7868kW、热负荷为3950，实验室排风补风冷负荷为12168kW、热负荷为12181kW，洁净或恒温恒湿实验室冷负荷人为3114kW、热负荷为1515kW，微纳平台冷负荷为1422kW、热负荷为356kW，总冷负荷24572kW、总热负荷18002kW。
在本次案例当中，两个区域的空调冷热源设置都将基于其实际冷热负荷开展。基础医学与生命科学楼将以分别安装四台水冷离心式冷水机组，其中三台为4218kW的机组，一台为2110kW的机组；空调供冷供回水温是6摄氏度/13摄氏度；该楼的热源是4台燃气真空热水锅炉，其中三台为3165kW，1台为1000kW，供回水温度是60摄氏度/50摄氏度。理学楼与工学楼的冷热源机组与基础医学与生命科学楼相同，冷源为水冷离心式冷水机组，热源为燃气真空热水锅炉，但这两类机组的功率更加庞大。为进一步满足暖通空调工程绿色节能设计要求，实现节能环保和高效低耗，设计人员对案例工程制冷供热的能源类型以及供给方式进行了调整。经设计，案例工程将以环保冷媒作为水冷机组冷媒，还对锅炉燃烧器的采用比例进行了有效调节，从而避免电加热带来的空调热源浪费[3]。此外，在空调冷热源绿色节能设计中，相关工作人员还引入了就地数字控制系统监控，以高度自动化的方式对空调系统进行有效监管，保证其实现独立启停，为有效避免空调能耗浪费奠定了坚实基础。
3.2空调末端
在案例工程当中，选择应用大温差系统来开展暖通空调节能设计。此时，可对空调系统设备之间的能耗配比加以优化，将在保证室内舒适度的前提下减少冷量输配和冷却塔与末端空调箱运行的损耗，可以真正地实现高效低耗。在实际应用环节，基于常规温差系统和大温差系统的建筑暖通空调设计内容存在明显差异，选用大温差时暖通空调设备数量以及单机流量都会大幅下降。
建筑工程暖通空调工程当中，空调末端设计时保证空调控温、通风有效性的关键。所以，暖通空调工程绿色节能设计也应该将空调末端设计视为工作重点。为提高设计环保性和节能性，案例工程建筑内部所有小空间（办公室和会议室）的空调末端都采用风机盘管+新风的空气-水系统，而公共区域选用的新风系统都是带转轮热回收的新风热回收机组。案例建筑中包含学术环公共走廊，建筑一层有门厅，在为这些大空间选用空调末端设备时必须结合实际情况来开展。比如，在大空间内可使用全空气一次风系统，借助于空调机可对空气进行有效处理并利用送风管传送至使用区域。不过，为保证空调末端设计的节能环保特性，相关工作人员需合理控制系统的运行状态。比如，季节过渡时期，使全空气空调系统处于全新风量运行状态，冬季则可让该系统采用变风量方式运行。
在暖通空调工程绿色节能设计中，设计人员还需要关注空调末端设计中的空气净化问题。新风系统将成为降低室内污染物的主要工具，而科学选用新风机组和空调机组则是保证室内空气环境安全的关键。此时，设计人员可在新风机组与组合式空调机组内部设置初中效过滤，然后为送风管道配备光电离子空气净化器，还需有效控制风阻（不超过1Pa）实现高效杀菌、灭毒和除异味。此外，设计人员还可以采用管道式复合空气净化器和二氧化碳浓度检测器来保障室内空气环境健康、安全。
3.3材料选用
对于暖通空调工程而言，做好施工方案设计与材料选用是实现暖通空调工程绿色节能设计的重点。所以，在西湖大学建设工程PPP项目的暖通空调节能设计当中，设计人员需要对工程材料进行合理选定。
3.3.1空调风管
案例中的空调风管有5种类型，他们主要用于送风和排风，但安装于不同风管的保温要求各不相同。在实践中，防火阀两侧设有空调的送风管和回风管与防火阀之间的距离不超过2m，这些风管都将采用离心玻璃棉、防潮防火铝箔保温，穿越易起火部分地区的风管类型以及保温方式与前者相同；其他地区的风管可采用自带铂铝金属贴面或自带保护层的闭孔橡塑海绵保温；未经处理的新风管、普通通风风管以及空调区排风管都无需保温。在实践中，空调风管的最小保温厚度不得低于50毫米，而且需要其热阻不应小于0.81m2K/W。
3.3.2空调水管
案例工程中，空调冷冻水的供回水管以及集分水器、空调冷凝水管和膨胀水管，还有空调供暖热水管和热水集分水器，都需要采用自带铂铝金属贴面或自带保护层的闭孔柔性泡沫橡塑保温。在使用保温材料时，闭孔橡塑海绵的厚度应该控制在50毫米。此外，热火冷热合用管道也需要进行保温，可使用玻璃棉管壳或柔性泡沫橡塑海绵来保温。
结论：总而言之，开展暖通空调工程绿色节能设计，不仅有助于提高室内环境舒适度和宜居性，更有利于节约建筑使用和维护成本。在实践工作当中，为保障暖通空调工程的环保性和节能性，相关工作人员应该根据工程项目的实际需求，合理设计空调参数，并做好空调设备类型的选定。
参考文献：
[1]程朝阳.基于绿色理念的建筑暖通空调系统节能设计思路及运用[J].绿色科技,2020(08):182-183.
[2]张雨婷.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计上的应用分析[J].建材与装饰,2019(36):82-83.
[3]张龙.关于绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的实践分析[J].智能城市,2018,4(11):138-139.