公共建筑暖通空调节能设计探讨范文

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摘要:

随着人们生活水平的提升及城镇化的快速发展，直接带来对能源、资源的更多需求，迫切要求提高建筑能源利用效率，降低建筑能耗。公共建筑是城市建设中的耗能大户，据统计，在公共建筑全年能耗中暖通空调系统的能耗约占建筑总能耗的40～50%。故在保证室内环境质量，满足人们对室内舒适度要求的前提下，优化暖通空调系统设计，对提高供暖空调系统的能源利用率，降低公共建筑能耗有着重要意义。本文从影响暖通空调节能设计的多个方面出发，进行初步探讨。

关键词:

公共建筑；暖通空调；节能

我国现阶段的城镇化进程中，公共建筑建设的进程不断加快，大量的超高层建筑和新颖的公共建筑逐渐成为地标性建筑的潮流。作为资源和能源的消耗大户，公共建筑的节能是建筑节能的重中之重。近年来各地能耗调查数据中各类公共建筑分项能耗数据显示，供暖空调能耗大约占到总能耗的40～50%，故供暖空调的节能对整个国家建筑节能有着重要的影响。因此，在设计过程中，设计师要结合实际，因地制宜，从建筑热工、合理分区、冷热源选择、输配系统、末端系统、运行策略等方面着手，充分发挥每个点的节能潜力，使系统达到高效节能的目的。

1建筑热工

在建筑工程项目设计过程中，建筑热工通常是由建筑专业去考虑，而建筑设计人员大多不太注重这部分。而暖通空调设计人员一般是在建筑专业所提供的建筑资料的基础上直接进行暖通设计，这就导致了外围护结构的负荷增大，加大了能耗。为了达到建筑节能的目标，建筑热工是首要考虑的。尤其应根据城市的建筑热工分区，在规范要求的热工性能限值范围内，选择合理的材料、做法，满足外围护结构的热工参数要求(如在成都，建筑热工不仅仅要考虑保温，还要同时考虑隔热要求，可在外墙的保温层上增加反射隔热层)。同时需考虑合理的窗墙比，遮阳措施，外门、外窗及幕墙的气密性等要求。只有站在整个项目的角度各专业紧密配合，从建筑热工的源头出发，才能达到节能的目的。

2冷、热源通过

对近年来各地能耗调查数据的进一步拆分，得到各类建筑集中空调系统(以冷水机组为冷源)冷源能耗占集中空调系统能耗比例平均为47%，是最主要的耗能部分。为了达到冷热源的优选，需按以下步骤进行。首先，在冷、热源选择时，应根据建筑物的规模、用途、建设地点的能源条件、结构、价格以及国家节能减排和环保政策的相关规定等，通过综合论证确定。在目前的设计过程中，由于工作量大，设计周期紧，很多项目为了赶工期，前期基本未进行充分的冷热源方案论证，或者照搬过去的方式，甚至有些设计师为了设计简单，不管项目适不适合(如写字楼、办公楼)都直接向业主推荐多联机。一方面加大了投资，另一方面综合能效不高导致整个系统不节能。第二、必须严格执行《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》和《公共建筑节能设计标准》中的施工图设计阶段必须进行热负荷和逐项、逐时冷负荷计算。并且在选择电动式冷水机组的总装机容量时，应按计算的负荷直接选定，不得另作附加。第三、按照国家要求各种机组COP限值及IPLV限值选取冷、热源机组。第四、考虑部分负荷的大小采用不同机组容量和台数搭配满足各个工况的空调负荷需求。

3空调系统

在冷热源确定之后，合理进行空调分区，合理选择空调系统就成为节能的重要关注目标。在选择空调系统时应根据建筑物的用途、规模、使用特点、负荷变化情况、参数要求、设备价格等综合比较;在功能复杂、规模较大的公共建筑，还应进行方案对比优化确定。如对于大型公共建筑，如商场、进深较深的办公建筑等需考虑内外区分区，并根据内外区不同的负荷特点选取不同的空调系统;对于高大空间场所可考虑分层空调，仅保证人员活动区的温湿度要求即可;能采用局部空调满足空调环境要求时，采用局部空调系统。

3．1风系统

对于高端办公楼，商场、高大空间等公共建筑多采用全空气系统，设计中在应根据房间使用时间的不同、温湿度技术和允许波动范围的不同、噪声标准不同、需同时供冷供热、单位风量耗功率等情况分别设置空调风系统。同时还需考虑定风量系统、变风量系统的适用范围、条件，一次回风、二次回风各自的特点以及利用室外新风实现过渡季节全新风运行和为冬季有稳定热负荷的内区供冷，使空调系统合理、节能。在此基础上再进行风系统水力平衡计算，根据计算结果合理选择风机，进一步降低能耗。

3．2水系统冷冻

水系统设计过程中应根据建筑的标准的高低、建筑规模及空间大小，合理选择采用两管制、三管制或四管制以及同程、异程系统。在满足空调水系统耗电输冷比的前提下，结合系统作用半径、系统水阻力确定出冷冻水系统采用一次泵还是二次泵、定流量还是变流量。然后根据水系统形式进行详细的水力平衡计算，在水力平衡详细计算的基础上，选择冷冻水泵及冷却水泵。冷却水系统同样需要进行详细水利平衡计算，避免选择水泵过大，效率偏低。

3．3末端及新风系统

末端设备选择上根据房间、区域负荷和系统设置，尽可能选取高效末端设备。新风系统设计时，当多个房间由同一个空调风系统负担时，系统新风量应进行计算;人员密度相对较大、或者变化较大的房间，宜根据室内CO2浓度检测值进行新风需求控制;对于有集中排风的空调系统在合理的情况下运用热回收技术。设计过程中可采取上述方式尽可能的减少末端和新风能耗。

4新能源新技术的应用

随着暖通空调行业的发展，大量的新能源、新技术不断涌现，如热、电、冷三联供技术、区域供冷技术、冷却塔供冷技术、蒸发冷却技术、温湿度独立控制技术、溶液除湿技术、地源热泵技术、冰蓄冷技术、分层空调技术、变风量空调技术等。在设计过程中，暖通空调设计人员可根据地区、项目本身特点、功能需求、项目投资等因素因地制宜，选择上述新能源、新技术，进一步提高能源利用率，达到节能减排的作用。

5项目节能措施及使用要求

在以往设计阶段往往只考虑暖通空调部节能设计，而对项目建设实施及使用过程中是否能达到节能效果，如何达到节能目标不太关注。在新颁布的《公共建筑节能设计标准》2015版中明确要求在施工图设计中应说明该工程采取的节能措施，并宜说明使用要求。比如建筑设计及被动节能措施(如遮阳、自然通风等)的适用方法，建筑围护结构采取的节能措施及做法;暖通空调系统冷源配置及运行策略;季节性适用要求与管理措施;设定参数、对能源的计量监测及系统日常围护管理要求等。这样可使节能设计体现在项目建设和使用过程中，实现建筑真正意义上的节能。

6结语

建筑节能主要分为主动节能和被动节能两种方式，其内容涉及方方面面。本文仅从暖通空调设计的角度，初步探讨了在暖通空调设计过程中节能优化的内容和关注点。希望通过本文的初步分析，使得暖通空调设计人员在设计过程中树立建筑节能意识，在设计过程中始终绷着节能这根弦，通过建筑热工的强制要求、冷热源的选择、详细的负荷计算、空调系统的优化、新能源、新技术的运用;以及在使用过程中按照节能措施，采取计量、监测、控制的方法，使整个系统高效运行达到节能目标。

参考文献：

［1］方修睦．暖通空调系统运行节能问题［M］．北京:中国建筑工业出版社，2010．

［2］GB50189－2015公共建筑节能设计标准实施指南．

［3］全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇(暖通空调．动力)．［4］GB50736－2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范．

作者:王奇 单位:成都金融城投资发展有限责任公司