淺析建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)

陳駿 林慧穎

摘 要：民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠有效的改善人們居住空間環(huán)境，受到了民眾的青睞。但是，暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能十分明顯，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下，必須采取有效的節(jié)能設(shè)計(jì)，解決其能耗大的問題。本文主要分析了建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：民用建筑；暖通空調(diào)系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

引言

暖通空調(diào)系統(tǒng)龐大復(fù)雜、涉及變量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且牽扯因素多，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中需要從各個(gè)角度、進(jìn)行綜合性的考慮，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。為做好暖通空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)需要解決暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的各類常見問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。該文在分析暖通空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)與暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見問題的基礎(chǔ)上對(duì)如何解決暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見問題進(jìn)行了分析。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見問題

暖通空調(diào)系統(tǒng)是龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中將會(huì)受到諸多因素、條件的干擾與限制，如何在諸多影響與限制中實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)是考驗(yàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)水平的重要衡量指標(biāo)。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見的問題如下：

1）暖通空調(diào)系統(tǒng)接入點(diǎn)多、入口設(shè)置數(shù)量多。以建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)為例，暖通空調(diào)系統(tǒng)不僅包括建筑暖通空調(diào)入口部分還包括建筑室內(nèi)外管線的布置，兩者相輔相成共同影響著暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如果僅考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)的便利性而忽視了外部管線、網(wǎng)的設(shè)計(jì)將直接影響暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，導(dǎo)致供暖入口與實(shí)際不相符的情況發(fā)生，不僅影響暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致能源浪費(fèi)。

2）未能充分考慮到暖通空調(diào)系統(tǒng)的管道熱膨脹問題。暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要對(duì)管道熱膨脹問題引起足夠的重視，各種熱媒在暖通空調(diào)系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)，熱媒的熱量將會(huì)引起暖通空調(diào)系統(tǒng)管道的微量形變，眾多的形變不斷累積最終在暖通空調(diào)系統(tǒng)管線的兩端處產(chǎn)生較為明顯的膨脹變形，影響暖通空調(diào)系統(tǒng)的正常使用。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中為規(guī)避這一問題，會(huì)考慮增設(shè)補(bǔ)償器來解決熱膨脹問題，而在暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際施工中，很多施工企業(yè)出于節(jié)約成本考慮少裝甚至是不裝補(bǔ)償器，影響暖通空調(diào)系統(tǒng)的施工質(zhì)量。

3）暖通空調(diào)系統(tǒng)中的排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。排風(fēng)系統(tǒng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的比重，在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要對(duì)排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量平衡進(jìn)行充分的考慮，一旦排風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不當(dāng)極易引發(fā)一系列繼發(fā)性問題，排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)不僅會(huì)引起風(fēng)阻過大且會(huì)極大地增加排風(fēng)系統(tǒng)的投資成本，導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)熱能的極大浪費(fèi)。

4）自然通風(fēng)和建筑朝向問題是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中容易忽視的一個(gè)問題。不同的地區(qū)有其獨(dú)特的氣候和風(fēng)向特點(diǎn)，暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蚝惋L(fēng)向特點(diǎn)做出針對(duì)性的設(shè)計(jì)，對(duì)當(dāng)?shù)氐墓庹蘸惋L(fēng)能進(jìn)行合理的利用。借助于外界自然條件能夠?qū)ε照{(diào)系統(tǒng)形成良好的補(bǔ)充，增強(qiáng)暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效果和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2 優(yōu)化建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)措施

2.1 對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)加以優(yōu)化

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要遵循以下幾點(diǎn)原則：第一，保證其能夠獨(dú)立完成室內(nèi)空間濕度、溫度；第二，每家每戶需要對(duì)空調(diào)產(chǎn)生費(fèi)用進(jìn)行平均分擔(dān)；第三，在空調(diào)管路設(shè)計(jì)中必須堅(jiān)持簡(jiǎn)單明了原則，避免材料浪費(fèi)。具體設(shè)計(jì)過程中，還需要結(jié)合業(yè)主方的客觀要求，準(zhǔn)確的把握對(duì)空調(diào)使用壽命造成影響的因素，根據(jù)用戶需求進(jìn)行量身定制，滿足審美品味要求。具體施工時(shí)，中央空調(diào)應(yīng)該是第一站，然后向各分支系統(tǒng)進(jìn)行修建，保證空調(diào)性能符合有關(guān)要求，提升其對(duì)溫度的敏感度。必須保證中央空調(diào)以及各個(gè)管路保溫效果，確保建筑室內(nèi)溫度適宜，提升居住生活的舒適度。

2.2 暖通空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、冷熱水節(jié)能設(shè)計(jì)

在暖通空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)、冷熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，必須對(duì)進(jìn)出口冷熱水溫差進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少溫度差能夠降低能源消耗；同時(shí)，空調(diào)設(shè)計(jì)中，還可以采用封閉式循環(huán)模式，讓能源在空調(diào)系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)，降低能源消耗量，同時(shí)對(duì)空調(diào)本身也降低損耗。這種節(jié)能設(shè)計(jì)方案有利于對(duì)暖通空調(diào)的維護(hù)保養(yǎng)，減低空調(diào)損壞，在運(yùn)送方式上，用一個(gè)水泵就能夠完成，屬于一個(gè)有效的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，在室外設(shè)計(jì)溫控裝置，不僅能夠有效的保護(hù)室內(nèi)空氣環(huán)節(jié)，同時(shí)還能保證室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)。

2.3 利用熱回收裝置

建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，會(huì)釋放大量熱，如果這些熱能散播到空氣中會(huì)造成熱能損失。所以，可以利用熱收集交換裝置，有效得到收集系統(tǒng)運(yùn)行中散發(fā)出來的熱量，之后將熱量利用流體傳導(dǎo)，提供給暖通空調(diào)系統(tǒng)濕熱條件，實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)自身能量轉(zhuǎn)化，有效減少能源消耗。在民用建筑中，利用空調(diào)系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ覂?nèi)、室外溫度進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，這一調(diào)節(jié)過程即通風(fēng)換氣，也會(huì)導(dǎo)致一些能耗損失。將暖通空調(diào)系統(tǒng)中排風(fēng)系統(tǒng)能量進(jìn)行收集（利用特殊的收集裝置），當(dāng)能量積攢到一定程度后，可以用來交換新空氣加以處理，這種方式不僅能夠減少空調(diào)設(shè)備能量負(fù)荷，還能夠降低系統(tǒng)運(yùn)行能耗，具有節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，符合當(dāng)前低碳生活理念。

2.4 積極推廣清潔能源空調(diào)

當(dāng)前，能源消耗問題十分嚴(yán)重，在民用建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該注重可再生能源的利用。地源熱泵。地源熱泵在近年來廣泛運(yùn)用于建筑領(lǐng)域中，人們開始意識(shí)到地源熱泵的價(jià)值。地源熱泵主要是通過對(duì)地下淺層地?zé)豳Y源加以利用，利用電能等高位能源，將低溫位進(jìn)行轉(zhuǎn)移，這一過程中，能夠供熱，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)制冷，具有高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。通常來說，地能在一年四季中的溫度相對(duì)穩(wěn)定。在夏季中，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以通過地源熱泵將地能當(dāng)作是一種冷源使用，而將建筑室內(nèi)熱量向下傳遞；在冬季，暖通空調(diào)則可以利用地源熱泵，將地能當(dāng)作是熱源，將熱源傳遞到溫度低的地方，用于室內(nèi)采暖工作，同時(shí)暖通空調(diào)系統(tǒng)可以將地源熱泵當(dāng)作是一種蓄熱器，提升空調(diào)系統(tǒng)整體能源利用效率。

太陽能。太陽能資源也是暖通空調(diào)系統(tǒng)中可以使用的可再生能源。從目前太陽能使用基本形式上來說，可以分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。其中，主動(dòng)式太陽能系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面相對(duì)復(fù)雜，需要在建筑設(shè)計(jì)中設(shè)置相關(guān)的電力輔助能源設(shè)施，會(huì)增加整體的工程造價(jià)。而被動(dòng)式太陽能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要其他輔助能源，主要是利用對(duì)建筑方位、建筑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的處理，實(shí)現(xiàn)自然熱交換，對(duì)太陽能資源加以利用。當(dāng)然，在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中，還可以利用集熱板、太陽能光電板等，或者設(shè)置太陽能集熱墻，提高太陽能利用效率。

結(jié)束語：

暖通空調(diào)系統(tǒng)作為建筑系統(tǒng)中的重要組成部分越發(fā)凸顯重要。隨著“智能、綠色”建筑理念的提出暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)將面臨更多、更強(qiáng)的要求和挑戰(zhàn)，做好暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于提升建筑居住質(zhì)量有著極為重要的意義。根據(jù)建筑要求暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從節(jié)能減排、提高熱能利用效率的角度出發(fā)，積極利用各種新技術(shù)、新工藝實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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