暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能怎樣設(shè)計(jì)？

來源：建筑設(shè)計(jì) 瀏覽：- 發(fā)布日期：2016-12-26 09:34:53

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，相應(yīng)促進(jìn)了能源需求的急劇擴(kuò)大。從我國(guó)2010年開始，耗能問題也開始加劇，逐漸成為了世界上第一耗能的國(guó)家。作為發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)等都在高速發(fā)展中，但能源有效利用率的整體偏低，使得能源浪費(fèi)情況較為嚴(yán)重，一定程度上阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能建筑設(shè)計(jì)也尤為迫切。提高能源的利用率，優(yōu)化資源配置，是實(shí)現(xiàn)解決我國(guó)耗能問題的根本所在。

1、目前能耗現(xiàn)狀

我國(guó)是資源大國(guó)，同時(shí)也是耗能大國(guó)，由于我國(guó)資源分布不均，人均占有資源量少，因此資源的利用原本就是非常突出的問題，加之工業(yè)化進(jìn)程的加快，我國(guó)的耗能問題不僅沒有解決，甚至還呈現(xiàn)出越發(fā)嚴(yán)重的狀態(tài)。從國(guó)內(nèi)耗能產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，工業(yè)是耗能最為嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)，而建筑行業(yè)與工業(yè)相比，雖然耗能較低，但是由于工業(yè)產(chǎn)品大量在建筑施工應(yīng)用，從另一個(gè)角度來說，也是耗能的一種體現(xiàn)，在一定程度上也加劇了我國(guó)的耗能問題。而在建筑工程中，耗能比例最大的就是空調(diào)暖通系統(tǒng)，從世界范圍來看，暖通空調(diào)耗能都是非常棘手的問題，為了能夠找到有效解決耗能問題的方法，實(shí)現(xiàn)我國(guó)的資源的可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)政府和相關(guān)部門多年來一直非常努力，同時(shí)也出臺(tái)了很多相關(guān)的政策規(guī)范，即便如此，我國(guó)建筑行業(yè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能問題也無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)得到解決。

2、民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)分析

民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)主要從兩方面進(jìn)行優(yōu)化。一方面，應(yīng)當(dāng)在規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，以科學(xué)合理的布局，全面考慮地質(zhì)環(huán)境、大氣環(huán)流、陽(yáng)光照射等自然因素，從而降低能源消耗。另一方面，可以通過優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)提高其保溫調(diào)節(jié)性能，降低能源的冷熱損失。包括控制窗戶和墻體比例、提高墻體隔熱恒溫性能等等。

2.1采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)采暖系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該盡量保證空調(diào)管路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，方便操作，有效降低相關(guān)設(shè)備的能源消耗，在建筑建設(shè)前期就有效降低完工后的維護(hù)費(fèi)用;保障建筑內(nèi)不同空間之間的調(diào)溫系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行;熱量消耗分戶平攤等等多方面原則。目前多采用下供下回垂直雙管系統(tǒng)作為采暖系統(tǒng)的主要形式，此外，也包含了上供下回垂直雙管系統(tǒng)、水平式雙管系統(tǒng)以及高層建筑豎向分區(qū)供暖系統(tǒng)等多種形式，根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的系統(tǒng)形式。在設(shè)計(jì)冷凍水系統(tǒng)時(shí)，結(jié)合國(guó)家規(guī)定，遵循負(fù)荷變化同系統(tǒng)流量的自動(dòng)調(diào)整相適應(yīng)的基本原則，降低系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的能源消耗。一般多采用同一次泵變流量系統(tǒng)，當(dāng)然也包含了一次泵定流量系統(tǒng)、二次泵變流量系統(tǒng)以及兩管或四管制系統(tǒng)等個(gè)種類，同樣需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

2.2采暖與空調(diào)水系統(tǒng)的補(bǔ)水和定壓等方面設(shè)計(jì)

一般來說，需要根據(jù)采暖及空調(diào)水系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)的泄漏量，確定補(bǔ)水管道的規(guī)格、補(bǔ)水量的數(shù)值乃至水泵水箱等設(shè)備的規(guī)格。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮到空調(diào)整體系統(tǒng)規(guī)模乃至各類系統(tǒng)的不同實(shí)現(xiàn)形式，結(jié)合系統(tǒng)用水容量確定最終數(shù)值。

通常，以供冷和采用換熱供暖的空氣調(diào)節(jié)形式時(shí)，若為全空氣系統(tǒng)，則單位水容量多確定在0.5左右(偏差在0.1以內(nèi));若為水空氣系統(tǒng)，則單位水容量多確定在1.0左右(偏差在0.3以內(nèi))。若供暖采用熱水鍋爐，全空氣系統(tǒng)情況下，單位水容量取1.3-2.0以內(nèi);水空氣系統(tǒng)則取值在1.2-1.9以內(nèi)。此外，若為封閉式采暖空調(diào)系統(tǒng)，那么其補(bǔ)水定壓點(diǎn)的選擇，應(yīng)該在循環(huán)水泵入口。

2.3風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包含了空調(diào)自身風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)各個(gè)部分?？照{(diào)自身風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先應(yīng)當(dāng)遵循我國(guó)規(guī)定，在嚴(yán)格控制室內(nèi)二氧化碳濃度基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。若建筑內(nèi)人員分布為集中式，則使用集中供暖系統(tǒng);若建筑內(nèi)人員較多且建筑規(guī)模又較大，人員分布較散時(shí)，則可以使用全空氣空調(diào)系統(tǒng);若建筑高度較大，還可以在基礎(chǔ)上，合理應(yīng)用分層式的空調(diào)系統(tǒng)。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是為了保障電氣設(shè)備的散熱性能以促進(jìn)其穩(wěn)定運(yùn)行，更是為了保障室內(nèi)空氣的健康無(wú)害。既關(guān)系著空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，又間接影響著空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性能。集中式空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的排風(fēng)與熱回收功能設(shè)計(jì)乃至設(shè)備的選擇，應(yīng)先符合國(guó)家節(jié)能相應(yīng)原則為基礎(chǔ)，針對(duì)部分不需要嚴(yán)格環(huán)境通風(fēng)系統(tǒng)的建筑，可沿用自然通風(fēng)系統(tǒng)，從而減少暖通空調(diào)系統(tǒng)整體能源消耗。

2.4冷熱源設(shè)備的選擇

在選擇冷熱源設(shè)備型號(hào)時(shí)，一方面需要考慮到建筑的整體功能、規(guī)模大小乃至造價(jià)等因素;另一方面需要對(duì)當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)、環(huán)境、氣候等多方面因素進(jìn)行分析。如果當(dāng)?shù)卮嬖趨^(qū)域供熱系統(tǒng)或工廠余熱等基礎(chǔ)，可以沿用到空調(diào)熱原系統(tǒng)中;若當(dāng)?shù)鼐哂型晟频奶烊粴夤?yīng)系統(tǒng)，則需要考慮當(dāng)?shù)氐碾娏Ψ骞绕?，利用天然氣系統(tǒng)進(jìn)行配合，供熱使用電力，供冷則使用兩種能源系統(tǒng)配合，從而提高能源有效利用率;若區(qū)域內(nèi)能源形式較復(fù)雜，相應(yīng)的可以采用復(fù)合式能源冷熱供應(yīng)系統(tǒng);此外，針對(duì)區(qū)域內(nèi)的水資源、地?zé)豳Y源以及生活廢氣熱水等有效能源，均可以合理進(jìn)行回收再利用，從而在提高其使用率的同時(shí)，減少環(huán)境污染，并有效節(jié)省相關(guān)設(shè)備的資金。

2.5可再生式能源的選用

目前較為常用的資源包含風(fēng)能和太陽(yáng)能兩個(gè)組成部分。風(fēng)能多用于供冷，是暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。通過利用室內(nèi)與室外環(huán)境的溫差，從而使用風(fēng)能所帶的自然冷量，滿足室內(nèi)供冷需求。多使用夜間通風(fēng)蓄冷及新風(fēng)直接供冷等方式。該設(shè)計(jì)用電量少，對(duì)環(huán)境友好，且能有效提高室內(nèi)空氣環(huán)境。太陽(yáng)能在民用建筑暖通空調(diào)的制冷供暖方面均可以加以利用，主要又分為被動(dòng)式和主動(dòng)式。在供暖方面，可以將使用主動(dòng)式太陽(yáng)能收集設(shè)施，利用太陽(yáng)能對(duì)管道內(nèi)的水進(jìn)行加熱并在室內(nèi)循環(huán)實(shí)現(xiàn)供熱，目前熱管式真空管太陽(yáng)能集熱器為太陽(yáng)能的采暖奠定了良

好基礎(chǔ)，具有溫度高、承受壓力大、耐久性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。在太陽(yáng)能制冷方面，則主要利用太陽(yáng)能與電能之間的互相轉(zhuǎn)換，再使用電能帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓縮制冷系統(tǒng)的運(yùn)行。以太陽(yáng)能作為熱源的吸收式制冷系統(tǒng)，則主要利用太陽(yáng)能帶動(dòng)溴化鋰溶液反應(yīng)進(jìn)行制冷。

結(jié)語(yǔ)

實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念中一個(gè)重要部分，能源消耗是阻礙的資源優(yōu)化的重要因素。為了將各個(gè)領(lǐng)域的耗能問題降到最低，在設(shè)計(jì)上就應(yīng)該嚴(yán)格把關(guān)。從耗能結(jié)構(gòu)上來看，暖通空調(diào)耗能是目前耗能最為嚴(yán)重的，針對(duì)建筑中暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)，因此越發(fā)受到人們的關(guān)注。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)內(nèi)容復(fù)雜的工作，所包括設(shè)計(jì)緩解眾多，科學(xué)合理的計(jì)算、溫度控制以及設(shè)備選型都是影響設(shè)計(jì)科學(xué)性的因素。民用建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)需要考慮到多方面因素，與建筑整體能耗密切相關(guān)。在實(shí)際工作當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合相關(guān)規(guī)定及國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)對(duì)節(jié)能設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面優(yōu)化，從而提高系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。