智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計的優(yōu)化

(山西省第二建筑設計院， 山西 長治 046000)

智能建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設計的優(yōu)化

梁小波

(山西省第二建筑設計院， 山西 長治 046000)

在當前智能建筑行業(yè)發(fā)展中，暖通空調(diào)是建筑行業(yè)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，這是因為暖通空調(diào)在調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度、空氣質(zhì)量和提升人民生活品質(zhì)方面起到了非常積極的作用。但是從暖通空調(diào)在建筑行業(yè)的長時間運行來看，其使用過程中的高能耗低效率問題比較明顯，這說明暖通空調(diào)的設計還存在很大的節(jié)能優(yōu)化空間。從暖通空調(diào)的供暖、通風、制冷原理來分析，主要從增設節(jié)能設備（傳感器、溫控閥、變頻泵、變頻風機）、提升制冷部件、風機及水泵的高效運行效率幾個方面來加以優(yōu)化，從而才能真正的實現(xiàn)暖通空調(diào)的高效能源節(jié)約目的。文章針對智能建筑的暖通空調(diào)節(jié)能設計優(yōu)化進行相關(guān)的探討。

建筑；暖通空調(diào)；節(jié)能優(yōu)化；設計策略

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平呈現(xiàn)不斷的質(zhì)量提升趨勢，這就對日常的生活環(huán)境也有了更高的要求。因此暖通空調(diào)行業(yè)已經(jīng)逐漸貫穿到人民日常生活中，成為一種的必然發(fā)展趨勢。暖通空調(diào)在使用中需要能源消耗，據(jù)統(tǒng)計，暖通空調(diào)的電能消耗占建筑整體電能消耗的的比重達30%，夏季比重更大，據(jù)相關(guān)調(diào)查，暖通空調(diào)系統(tǒng)中有效應用綠色節(jié)能技術(shù)，可以節(jié)省50%的能源消耗，如何使得暖通空調(diào)節(jié)能設計得到進一步的優(yōu)化，是當前暖通空調(diào)發(fā)展中的一個重要內(nèi)容。舒適健康的居住環(huán)境是每個居住者所向往的，暖通空調(diào)系統(tǒng)在創(chuàng)造健康舒適的居住環(huán)境方面發(fā)揮著直接的作用?，F(xiàn)如今，國家倡導建筑工程的節(jié)能減排，這就對建筑工程中的暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計提出了更高的要求，需要設計人員不斷地優(yōu)化設計和改良相關(guān)的自動控制技術(shù)，從而減少暖通空調(diào)系統(tǒng)運行的能耗，既保證居住環(huán)境的健康舒適，又減少碳排放，保護環(huán)境。

1 建筑中的暖通空調(diào)應用

暖通空調(diào)設備是進行室內(nèi)空氣溫度、濕度及空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)的系統(tǒng)裝置。現(xiàn)代暖通空調(diào)設計中將以上這些功能進行技術(shù)上的融合，形成一個統(tǒng)一的暖通空調(diào)系統(tǒng)。對于建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，需根據(jù)建筑物規(guī)模來合理選取，然后再經(jīng)過設計人員深入分析來進行確定。最后通過安裝的暖通空調(diào)設備來實現(xiàn)室內(nèi)空氣溫濕度的調(diào)節(jié)，從而為提升人民舒適的環(huán)境，初期的暖通空調(diào)大部分是借助定流量水力系統(tǒng)來進行溫度調(diào)節(jié)，隨著技術(shù)發(fā)展，開始以變流量水力及變風量系統(tǒng)來進行功能的實現(xiàn)。當前社會全球環(huán)境保護意識的增強，作為能耗大戶的建筑行業(yè)，如想要有長遠的可持續(xù)發(fā)展前景，就必須進行節(jié)能環(huán)保設計的思路發(fā)展。暖通空調(diào)因其高度的社會利用率，在其設計中必須更強調(diào)節(jié)能設計思路。

2 暖通空調(diào)節(jié)能設計遵循的基本原則

在社會科技力量帶動下，當前的暖通空調(diào)設計在節(jié)能優(yōu)化方面的考慮主要是借助了先進的傳感器、調(diào)節(jié)閥、氣候補償器等，構(gòu)建了整體的環(huán)境舒適指標評價體系。通過舒適與節(jié)能的兩項融合，實現(xiàn)了精確和靈活的溫濕度調(diào)節(jié)目的。暖通空調(diào)的節(jié)能設計優(yōu)化必須結(jié)合室外氣溫差異性計建筑形式的針對性節(jié)能優(yōu)化。能源的節(jié)約是在統(tǒng)籌考慮環(huán)境保護基礎上進行的，這就要求對石化能源進行高效利用分析的基礎上，盡可能地降低對社會環(huán)境的碳排放量。另外，暖通空調(diào)的節(jié)能設計還應該充分的考慮當前的一些綠色節(jié)能環(huán)保新能源的合理利用，比如太陽能、空氣能及地熱能等再生能源,對能源高效利用有積極的作用，對環(huán)境污染較小，應在節(jié)能設計中的合理利用。

3 暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設計優(yōu)化策略

3.1 建筑熱工性能的優(yōu)化

負荷的計算與建筑物的熱工性能涉及到建筑物圍護結(jié)構(gòu)的密封性、保溫做法及遮陽涉及等多個方面有著密切的關(guān)系。實踐表明，建筑物內(nèi)部的熱能釋放主要是通過建筑物周圍維護結(jié)構(gòu)來進行傳遞，建筑物的熱量傳遞與建筑物外表面的性能（建筑物體形系數(shù)、窗墻比、傳熱系數(shù)）關(guān)系較大。因此必須加強建筑物的門窗密封性設計，同時外墻、屋頂及不采暖房間的隔墻應選用保溫性能好的圍護結(jié)構(gòu)材料。通過合理降低室內(nèi)外空氣的滲透來實現(xiàn)能源節(jié)約的目的，使節(jié)能效果滿足現(xiàn)行居住公共建筑建筑節(jié)能的65%.

3.2 實現(xiàn)供暖系統(tǒng)優(yōu)化設計

供暖系統(tǒng)的日常運作中，需要消耗較大比例的動力，這就要求在供暖系統(tǒng)設計上能夠考慮其節(jié)能性。相關(guān)的設計優(yōu)化可考慮幾個要點：

3.1.1 熱媒一次網(wǎng)設電動調(diào)節(jié)閥，通過設氣候補償器自動調(diào)節(jié)供熱設備的出水溫度降低能耗。

3.1.2 室外供暖系統(tǒng)宜采用質(zhì)調(diào)節(jié)，應根據(jù)室外溫度和溫度調(diào)節(jié)曲線，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)水流量及混合水流量，控制二次水溫度維持室外溫度下的給定值。

3.1.3 當系統(tǒng)較大、阻力較高、各環(huán)路阻力相差懸殊時，可在用戶側(cè)設二次循環(huán)泵或混水泵，循環(huán)泵或混水泵宜根據(jù)供水溫度調(diào)節(jié)曲線自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。

3.1.4 供暖系統(tǒng)應通過合理劃分和均勻布置外網(wǎng)，并進行水力平衡計算，通過水力計算合理配置水力平衡裝置，使各環(huán)路之間的壓力損失差額不大于15%，以達到能源節(jié)約。

3.1.5 建筑物單體內(nèi)設置供暖系統(tǒng)時，室溫調(diào)控是節(jié)能的必要手段，室溫調(diào)控是分戶計量實現(xiàn)節(jié)能、保證室內(nèi)熱舒適要求的必要條件。當采用散熱器采暖時，散熱器供水支管上設置自動溫控調(diào)節(jié)閥，根據(jù)溫度傳感器的變化對水流流量加以動態(tài)調(diào)節(jié)；當采用地板敷設采暖系統(tǒng)時，分集水器的供水支管上設置兩通自動溫控閥，每個分支上設置手動調(diào)節(jié)閥，通過手動調(diào)節(jié)閥來控制室內(nèi)溫度，進而對水流流量加以動態(tài)調(diào)節(jié)，做到水泵轉(zhuǎn)數(shù)及水泵水壓的調(diào)節(jié)優(yōu)化，最終實現(xiàn)室內(nèi)溫度計能耗量穩(wěn)定少波動的溫度調(diào)控效果。

3.3 優(yōu)化變頻空調(diào)及通風系統(tǒng)設計

作為空調(diào)節(jié)能設計中的重要考慮方式之一的變頻調(diào)速設計，其主要是借助變頻調(diào)速技術(shù)來實現(xiàn)對空調(diào)實際運行的科學控制，提供給用戶更加舒適的居住環(huán)境。調(diào)查顯示，建筑中空調(diào)級通風系統(tǒng)的能源消耗占到總體能源消耗的近2成。這就必須通過變頻調(diào)速技術(shù)并結(jié)合實際的建筑物空調(diào)、通風運行的需求，來合理控制其運行能耗。主要從以下幾點考慮：

3.3.1 空調(diào)水系統(tǒng)采用變頻泵變流量時，根據(jù)供回水總管閥的壓力差或供回水溫差改變循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，從而降低能耗。

3.3.2 根據(jù)冷卻水供水溫度控制冷卻塔風機變頻器的頻率，當頻率達到設定下線時，減少冷卻塔的運行組數(shù)，根據(jù)冷卻水供回水溫差與設定值的偏差控制冷卻泵變頻調(diào)速運行來降低能耗。

3.3.3 為了對滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量的要求，機械通風的室內(nèi)設置CO2濃度傳感器，通過CO2濃度的變化來自動控制風機變頻調(diào)速運行。同時，在日常生活中，汽車庫考慮車輛實際出入的頻繁性，為降低機械通風系統(tǒng)風機運行能耗，送風、排風機宜采用變頻調(diào)速風機且應設置CO氣體濃度傳感器，根據(jù)CO氣體濃度變化，定時啟停風機的運行，來降低能耗達到節(jié)能的目的。

3.4 采用地源熱泵系統(tǒng)設計

從近幾年的建筑行業(yè)發(fā)展來看，地源熱泵在暖通空調(diào)設計中的應用得到了廣泛的認可，并且其也顯示了制冷制熱方面的自身優(yōu)越性。同時地源熱泵的合理利用不會影響周邊環(huán)境而具有較高的環(huán)境保護價值。炎熱的夏季，地源熱泵能夠吸收土壤熱量并以輔助冷卻塔進行制冷，確保了暖通空調(diào)中地源熱泵的高效運行狀態(tài)。寒冷的冬季，暖通空調(diào)的供暖可以直接通過熱泵，將熱量傳輸?shù)浇ㄖ镏校瑥亩档土四茉吹南摹?/p>

結(jié)束語：

總而言之，隨著全球環(huán)境保護意識的不斷加強，各行業(yè)的節(jié)能環(huán)保發(fā)展觀念已經(jīng)逐漸的成為主要的行業(yè)發(fā)展動向。當前的建筑暖通空調(diào)設計作為建筑規(guī)劃中不可或缺的一部分，在改善人民生活條件的同時，也應該重點對其設計過程中的節(jié)能進行考慮。這就要求設計人員要不斷的提升設計理念和技術(shù)，并加強暖通空調(diào)節(jié)能效果的探究和實際工作的落實，在保障人民正常生活品質(zhì)的同時實現(xiàn)空調(diào)暖通設計的環(huán)保節(jié)能目的。

[1]孟偉茂.某大型商業(yè)建筑暖通空調(diào)節(jié)能優(yōu)化設計[J].建筑熱能通風空調(diào),2015,(6):98-100

[2]李石磊,王天利.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能與優(yōu)化控制策略[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015,(3):114

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1007-6344（2017）08-0103-01