公共建筑暖通空調節能設計探討范文

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摘要:

隨著人們生活水平的提升及城鎮化的快速發展，直接帶來對能源、資源的更多需求，迫切要求提高建筑能源利用效率，降低建筑能耗。公共建筑是城市建設中的耗能大戶，據統計，在公共建筑全年能耗中暖通空調系統的能耗約占建筑總能耗的40～50%。故在保證室內環境質量，滿足人們對室內舒適度要求的前提下，優化暖通空調系統設計，對提高供暖空調系統的能源利用率，降低公共建筑能耗有著重要意義。本文從影響暖通空調節能設計的多個方面出發，進行初步探討。

關鍵詞:

公共建筑；暖通空調；節能

我國現階段的城鎮化進程中，公共建筑建設的進程不斷加快，大量的超高層建筑和新穎的公共建筑逐漸成為地標性建筑的潮流。作為資源和能源的消耗大戶，公共建筑的節能是建筑節能的重中之重。近年來各地能耗調查數據中各類公共建筑分項能耗數據顯示，供暖空調能耗大約占到總能耗的40～50%，故供暖空調的節能對整個國家建筑節能有著重要的影響。因此，在設計過程中，設計師要結合實際，因地制宜，從建筑熱工、合理分區、冷熱源選擇、輸配系統、末端系統、運行策略等方面著手，充分發揮每個點的節能潛力，使系統達到高效節能的目的。

1建筑熱工

在建筑工程項目設計過程中，建筑熱工通常是由建筑專業去考慮，而建筑設計人員大多不太注重這部分。而暖通空調設計人員一般是在建筑專業所提供的建筑資料的基礎上直接進行暖通設計，這就導致了外圍護結構的負荷增大，加大了能耗。為了達到建筑節能的目標，建筑熱工是首要考慮的。尤其應根據城市的建筑熱工分區，在規范要求的熱工性能限值范圍內，選擇合理的材料、做法，滿足外圍護結構的熱工參數要求(如在成都，建筑熱工不僅僅要考慮保溫，還要同時考慮隔熱要求，可在外墻的保溫層上增加反射隔熱層)。同時需考慮合理的窗墻比，遮陽措施，外門、外窗及幕墻的氣密性等要求。只有站在整個項目的角度各專業緊密配合，從建筑熱工的源頭出發，才能達到節能的目的。

2冷、熱源通過

對近年來各地能耗調查數據的進一步拆分，得到各類建筑集中空調系統(以冷水機組為冷源)冷源能耗占集中空調系統能耗比例平均為47%，是最主要的耗能部分。為了達到冷熱源的優選，需按以下步驟進行。首先，在冷、熱源選擇時，應根據建筑物的規模、用途、建設地點的能源條件、結構、價格以及國家節能減排和環保政策的相關規定等，通過綜合論證確定。在目前的設計過程中，由于工作量大，設計周期緊，很多項目為了趕工期，前期基本未進行充分的冷熱源方案論證，或者照搬過去的方式，甚至有些設計師為了設計簡單，不管項目適不適合(如寫字樓、辦公樓)都直接向業主推薦多聯機。一方面加大了投資，另一方面綜合能效不高導致整個系統不節能。第二、必須嚴格執行《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》和《公共建筑節能設計標準》中的施工圖設計階段必須進行熱負荷和逐項、逐時冷負荷計算。并且在選擇電動式冷水機組的總裝機容量時，應按計算的負荷直接選定，不得另作附加。第三、按照國家要求各種機組COP限值及IPLV限值選取冷、熱源機組。第四、考慮部分負荷的大小采用不同機組容量和臺數搭配滿足各個工況的空調負荷需求。

3空調系統

在冷熱源確定之后，合理進行空調分區，合理選擇空調系統就成為節能的重要關注目標。在選擇空調系統時應根據建筑物的用途、規模、使用特點、負荷變化情況、參數要求、設備價格等綜合比較;在功能復雜、規模較大的公共建筑，還應進行方案對比優化確定。如對于大型公共建筑，如商場、進深較深的辦公建筑等需考慮內外區分區，并根據內外區不同的負荷特點選取不同的空調系統;對于高大空間場所可考慮分層空調，僅保證人員活動區的溫濕度要求即可;能采用局部空調滿足空調環境要求時，采用局部空調系統。

3．1風系統

對于高端辦公樓，商場、高大空間等公共建筑多采用全空氣系統，設計中在應根據房間使用時間的不同、溫濕度技術和允許波動范圍的不同、噪聲標準不同、需同時供冷供熱、單位風量耗功率等情況分別設置空調風系統。同時還需考慮定風量系統、變風量系統的適用范圍、條件，一次回風、二次回風各自的特點以及利用室外新風實現過渡季節全新風運行和為冬季有穩定熱負荷的內區供冷，使空調系統合理、節能。在此基礎上再進行風系統水力平衡計算，根據計算結果合理選擇風機，進一步降低能耗。

3．2水系統冷凍

水系統設計過程中應根據建筑的標準的高低、建筑規模及空間大小，合理選擇采用兩管制、三管制或四管制以及同程、異程系統。在滿足空調水系統耗電輸冷比的前提下，結合系統作用半徑、系統水阻力確定出冷凍水系統采用一次泵還是二次泵、定流量還是變流量。然后根據水系統形式進行詳細的水力平衡計算，在水力平衡詳細計算的基礎上，選擇冷凍水泵及冷卻水泵。冷卻水系統同樣需要進行詳細水利平衡計算，避免選擇水泵過大，效率偏低。

3．3末端及新風系統

末端設備選擇上根據房間、區域負荷和系統設置，盡可能選取高效末端設備。新風系統設計時，當多個房間由同一個空調風系統負擔時，系統新風量應進行計算;人員密度相對較大、或者變化較大的房間，宜根據室內CO2濃度檢測值進行新風需求控制;對于有集中排風的空調系統在合理的情況下運用熱回收技術。設計過程中可采取上述方式盡可能的減少末端和新風能耗。

4新能源新技術的應用

隨著暖通空調行業的發展，大量的新能源、新技術不斷涌現，如熱、電、冷三聯供技術、區域供冷技術、冷卻塔供冷技術、蒸發冷卻技術、溫濕度獨立控制技術、溶液除濕技術、地源熱泵技術、冰蓄冷技術、分層空調技術、變風量空調技術等。在設計過程中，暖通空調設計人員可根據地區、項目本身特點、功能需求、項目投資等因素因地制宜，選擇上述新能源、新技術，進一步提高能源利用率，達到節能減排的作用。

5項目節能措施及使用要求

在以往設計階段往往只考慮暖通空調部節能設計，而對項目建設實施及使用過程中是否能達到節能效果，如何達到節能目標不太關注。在新頒布的《公共建筑節能設計標準》2015版中明確要求在施工圖設計中應說明該工程采取的節能措施，并宜說明使用要求。比如建筑設計及被動節能措施(如遮陽、自然通風等)的適用方法，建筑圍護結構采取的節能措施及做法;暖通空調系統冷源配置及運行策略;季節性適用要求與管理措施;設定參數、對能源的計量監測及系統日常圍護管理要求等。這樣可使節能設計體現在項目建設和使用過程中，實現建筑真正意義上的節能。

6結語

建筑節能主要分為主動節能和被動節能兩種方式，其內容涉及方方面面。本文僅從暖通空調設計的角度，初步探討了在暖通空調設計過程中節能優化的內容和關注點。希望通過本文的初步分析，使得暖通空調設計人員在設計過程中樹立建筑節能意識，在設計過程中始終繃著節能這根弦，通過建筑熱工的強制要求、冷熱源的選擇、詳細的負荷計算、空調系統的優化、新能源、新技術的運用;以及在使用過程中按照節能措施，采取計量、監測、控制的方法，使整個系統高效運行達到節能目標。

參考文獻：

［1］方修睦．暖通空調系統運行節能問題［M］．北京:中國建筑工業出版社，2010．

［2］GB50189－2015公共建筑節能設計標準實施指南．

［3］全國民用建筑工程設計技術措施節能專篇(暖通空調．動力)．［4］GB50736－2012民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范．

作者:王奇 單位:成都金融城投資發展有限責任公司