建筑工程中的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)分析

徐 浩

建筑工程中的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)分析

徐 浩

（太原學(xué)院，山西 太原 030032）

隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保已逐漸成為建筑發(fā)展的趨勢(shì)。在設(shè)計(jì)建筑時(shí)，人們通常會(huì)考慮暖通空調(diào)的節(jié)能要求。本文重點(diǎn)關(guān)注與建筑工程結(jié)合的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)。

暖通空調(diào)；建筑工程；節(jié)能技術(shù)

0 前言

隨著我國(guó)居民對(duì)生活水平要求的提高，日常能源消耗也越來越高，節(jié)能成為當(dāng)下建筑工程中最為緊迫的問題之一。暖通空調(diào)是建筑工程中重要的項(xiàng)目之一，也是建筑工程中能源消耗的主要項(xiàng)目之一，其節(jié)能技術(shù)越來越受到關(guān)注。

1 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)概述

我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)促使城市化進(jìn)程不斷加快，大多數(shù)地區(qū)不斷出現(xiàn)新的建筑工程，其中暖通空調(diào)是建筑工程重要的環(huán)節(jié)之一。建筑工程作為能源消耗最為巨大的行業(yè)之一，一定程度上加大了我國(guó)能源緊張的程度，而暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)、安裝與運(yùn)行，能耗約占城市總能耗的五分之一。如果節(jié)能技術(shù)可以在建筑工程的暖通空調(diào)中合理使用，則可以避免消耗大量的資源。暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)是在確保建筑溫度、濕度、空氣流通和清潔度等諸多參數(shù)的基礎(chǔ)上，完全遵守各個(gè)部門提出的暖通空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，最大限度地利用能源的技術(shù)。通過一系列有效的技術(shù)實(shí)施，可以有效降低暖通空調(diào)的能源消耗，對(duì)城市環(huán)境的起到保護(hù)作用，對(duì)社會(huì)發(fā)展至關(guān)重要。

2 建筑工程中的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)運(yùn)用原則

在建筑工程中應(yīng)用暖通空調(diào)技能技術(shù)時(shí)，為了確?？⒐ず蟮墓?jié)能效果和效率，在實(shí)際應(yīng)用中必須注意以下原則：（1）回收原則。在建筑工程的暖通空調(diào)內(nèi)部，許多零件或組件起著重要的作用，針對(duì)這些具有較大作用的零件或組件需要有目的地加工回收，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的目的。在實(shí)際回收暖通空調(diào)系統(tǒng)中的重要組件時(shí)，必須在回收和再利用之間做出明確的區(qū)分。因此，這種循環(huán)利用并非沒有標(biāo)準(zhǔn)，大規(guī)?；厥张照{(diào)零組件時(shí)，必須根據(jù)零件的類型在相關(guān)范圍內(nèi)對(duì)重要零件進(jìn)行合理回收利用[2]。（2）循環(huán)原則。循環(huán)原則是基于回收原則的，其主要是指根據(jù)對(duì)暖通空調(diào)中的重要部件進(jìn)行循環(huán)利用，并對(duì)回收組件進(jìn)行進(jìn)一步處理，大大提高暖通空調(diào)的重復(fù)利用率。簡(jiǎn)而言之，將經(jīng)過處理后的關(guān)鍵部件零部件重新利用到建筑工程的暖通空調(diào)系統(tǒng)中，循環(huán)原則可以有效地減少資源消耗，并合理利用回收到的可用部件，增加暖通空調(diào)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。（3）經(jīng)濟(jì)原則。主要是指節(jié)能型暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗的材料和能源，可以有效降低暖通空調(diào)生產(chǎn)過程中資源消耗，從而可以直接降低暖通空調(diào)生產(chǎn)成本和整個(gè)建筑工程的成本。適用于暖通空調(diào)風(fēng)扇、水泵和冷卻等多個(gè)系統(tǒng)，因此在實(shí)施經(jīng)濟(jì)原則時(shí)，有必要采用整體方法進(jìn)行暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)。

3 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，公眾和有關(guān)部門更加重視節(jié)能環(huán)保，并通過多種渠道提高了節(jié)能環(huán)保的力度。但是，在建筑工程中設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)中考慮許多因素，并從不同角度進(jìn)行全面的暖通空調(diào)分析，并形成多個(gè)設(shè)計(jì)方案。不同的方案其優(yōu)缺點(diǎn)和側(cè)重點(diǎn)有所不同，因此需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇。但是，由于涉及因素眾多，沒有一個(gè)設(shè)計(jì)方案可以兼顧所有的設(shè)計(jì)要求，也難以全面準(zhǔn)確的評(píng)估判斷，這可能最終將導(dǎo)致在施工階段無法合理采用節(jié)能技術(shù)。此外暖通空調(diào)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中有部分設(shè)計(jì)人員不認(rèn)真工作，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，很容易造成隱患和安全威脅。而一些單位為了獲得最大的利益，在設(shè)計(jì)過程中不會(huì)靈活使用節(jié)能技術(shù)，甚至有可能在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中不使用任何節(jié)能技術(shù)，以降低整個(gè)項(xiàng)目的成本。如果在暖通空調(diào)中不使用節(jié)能技術(shù)，則在后續(xù)運(yùn)行過程中消耗大量能源，造成極大的能源浪費(fèi)。因此，暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的合理應(yīng)用至關(guān)重要。根據(jù)相關(guān)信息，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中使用節(jié)能技術(shù)，則可以有效地減少能耗，通常降低20%到50%。

4 建筑工程暖通空調(diào)的關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)

4.1 變頻技術(shù)

設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，有兩種設(shè)計(jì)方法，即變頻和定頻。其中，暖通空調(diào)變頻設(shè)計(jì)節(jié)能效果和效率更高。這類暖通空調(diào)主要采用變頻器節(jié)能技術(shù)，當(dāng)建筑中的暖通空調(diào)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，可以使用風(fēng)扇，水泵和冷卻器來降低暖通空調(diào)能耗，從而有助于暖通空調(diào)在工作環(huán)境中達(dá)到相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，通過變頻技術(shù)暖通空調(diào)節(jié)能效果可以達(dá)到30%以上。而且，在采用變頻技術(shù)后，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的變頻系統(tǒng)和風(fēng)力裝置將構(gòu)成可變的氣流系統(tǒng)，可以提高建筑居住的舒適度并降低暖通空調(diào)能耗[3]。變頻技術(shù)用于暖通空調(diào)中，可以實(shí)現(xiàn)以下節(jié)能目標(biāo)：（1）在暖通空調(diào)開始工作后，變頻技術(shù)可以有效地調(diào)節(jié)能耗并控制暖通空調(diào)。即使暖通空調(diào)技術(shù)在較差的條件下運(yùn)行，運(yùn)行期間也可以有效地調(diào)節(jié)暖通空調(diào)，并有助于控制暖通空調(diào)消耗的能量。（2）整個(gè)建筑所有房間都可以控制或調(diào)節(jié)暖通空調(diào)的運(yùn)行，并且所有房間中的暖通空調(diào)不會(huì)相互限制，從而使建筑擁有更舒適的體驗(yàn)。（3）借助變頻技術(shù)，可以平衡暖通空調(diào)的冷熱能輸出速度，從而可以有效地保護(hù)暖通空調(diào)中的水泵，減少能源的消耗。

4.2 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)可以使整個(gè)工作流程在建筑行業(yè)中可視化。因此，BIM技術(shù)在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域非常普遍，暖通空調(diào)也是建筑工程的一部分。如果在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中可以使用BIM技術(shù)，則將具有更大的節(jié)能效果。主要是因?yàn)锽IM技術(shù)可以在暖通空調(diào)建筑工程的設(shè)計(jì)、制造和安裝中發(fā)揮數(shù)據(jù)集成作用，將原本無法控制的各種因素轉(zhuǎn)換為可控制的因素。通過使用BIM技術(shù)集成數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)軟件可用于全面收集和分析暖通空調(diào)能耗數(shù)據(jù)，可以確定安裝后的實(shí)際暖通空調(diào)能耗。此外，在現(xiàn)代建筑領(lǐng)域，暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)，節(jié)能制造和節(jié)能安裝將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。如果可以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中及時(shí)了解整個(gè)建筑的相關(guān)數(shù)據(jù)，則對(duì)設(shè)計(jì)工作將非常有幫助[4]。例如，在設(shè)計(jì)建筑空間和暖通空調(diào)操作參數(shù)時(shí)，為確保整個(gè)建筑中的所有暖通空調(diào)完全統(tǒng)一，必須實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)，并且可以使用BIM技術(shù)預(yù)先創(chuàng)建共享平臺(tái)。這樣，就不會(huì)因數(shù)據(jù)共享而在暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和安裝中出現(xiàn)問題，從而有效地實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)。

4.3 太陽(yáng)能技術(shù)

當(dāng)使用節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)工程系統(tǒng)時(shí)，太陽(yáng)能是一種廣泛使用的節(jié)能技術(shù)，主要是因?yàn)樘?yáng)能的可再生性非常強(qiáng)。因此，在暖通空調(diào)中合理使用太陽(yáng)能技術(shù)可以大大提高暖通空調(diào)的節(jié)能效果，同時(shí)降低能耗。例如：在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)要適當(dāng)考慮氣候因素，合理利用太陽(yáng)能技術(shù)來促進(jìn)熱水裝置和暖通空調(diào)裝置之間的能量轉(zhuǎn)換。如果建筑設(shè)計(jì)中暖通空調(diào)可以有效利用太陽(yáng)能技術(shù)，可以將太陽(yáng)能產(chǎn)生的能量用于正常運(yùn)行，則可以極大的降低暖通空調(diào)運(yùn)行成本，并大大提高節(jié)能效果和暖通空調(diào)效率，確保建筑工程中的暖通空調(diào)能夠完全滿足相關(guān)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并幫助城市發(fā)展和節(jié)省更多能源[5]。

5 建筑工程中的暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

5.1 使用自然風(fēng)來優(yōu)化建筑

在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，建筑的外部結(jié)構(gòu)對(duì)建筑的能耗有更大的影響。因此在確定建筑的設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)考慮總體布局、平面圖、立面形狀和日光等。在夏季，應(yīng)盡量減少光照時(shí)間，并充分利用夏季風(fēng)。在冬季，應(yīng)增加光照時(shí)間，并避免冬季風(fēng)的影響。建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能的必須符合規(guī)范的要求。通常，應(yīng)選擇具有高耐熱性和低傳熱系數(shù)的材料，并且盡可能不使用玻璃幕墻或玻璃屋頂，還可以將綠色植物添加到建筑外部結(jié)構(gòu)中，并且可以最大程度地改善建筑的被動(dòng)節(jié)能功能。

5.2 合理選擇室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）合理設(shè)計(jì)參數(shù)：室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括溫度、濕度、清潔度和空氣流量。這些是計(jì)算空調(diào)負(fù)荷時(shí)要使用的主要參數(shù)。根據(jù)相關(guān)研究可知，如果在夏季使用空調(diào)，設(shè)定溫度提高1℃，空調(diào)的負(fù)載將減少約8-10%，能耗將降低約6-11%。因此，在確定室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮建筑工程的具體情況。實(shí)現(xiàn)在夏天降低室內(nèi)問題，并在冬天提高室內(nèi)溫度的目的。如果建筑采暖技術(shù)使用地暖或輻射式天花板采暖，則與普通房間相比，夏季室內(nèi)溫度可以相應(yīng)地提高1-2℃，而在冬季，室內(nèi)溫度可以相應(yīng)地降低1-2℃。

（2）合理設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)：安裝和設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)要合理安裝各個(gè)組件，比如水管和風(fēng)管盡量做到短而平，同時(shí)避免與其他關(guān)系產(chǎn)生沖突。并在安裝時(shí)避免出現(xiàn)拐彎與回頭路的情況，并可在符合要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大管徑以降低流動(dòng)阻力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

（3）合理選擇設(shè)備類型：在選擇逃使用的設(shè)備時(shí)，要更具實(shí)際情況與相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。確?？照{(diào)的負(fù)荷與實(shí)際建筑需求相匹配，不會(huì)出現(xiàn)小馬拉大車的情況，也不會(huì)造成過度浪費(fèi)。比如設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算負(fù)載和容量時(shí)，如果過于保守，可能會(huì)導(dǎo)致主機(jī)、風(fēng)機(jī)和泵的揚(yáng)程過高的問題，并增加能耗和工程成本。因此，在設(shè)計(jì)節(jié)能空氣，空調(diào)時(shí)，要確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，以合理選擇設(shè)備類型。

5.3 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中的問題與解決途徑

（1）暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用中的問題：①噪音問題：如果暖通空調(diào)的安裝中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致空調(diào)使用過程中產(chǎn)生噪音。因此，在暖通空調(diào)的安裝施工中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范的要求控制施工質(zhì)量，并采取措施減少噪聲。②水循環(huán)問題：在暖通空調(diào)施工中，水循環(huán)設(shè)計(jì)非常重要。在整個(gè)系統(tǒng)的操作和使用過程中，最常見的問題冷卻系統(tǒng)的管道循環(huán)不良。造成此問題的主要原因包括：第一，整個(gè)建筑的建造過程中沒有做好協(xié)作，導(dǎo)致各種管道的交叉混亂，對(duì)管網(wǎng)的流通循環(huán)產(chǎn)生不利影響；第二，暖通空調(diào)的管道未清理干凈，某些部分被阻塞并影響水循環(huán)。③水凝結(jié)問題：在暖通空調(diào)使用過程中，可能會(huì)出現(xiàn)冷凝問題。主要原因如下：第一，冷凝水排放管的坡度太小或沒有坡度，并且集水盤安裝不夠平整以及堵塞排水孔；第二，管道和閥門保溫差，管道外出現(xiàn)冷凝水問題；第三，在集水盤的下表面上二次冷凝的問題。因此，在管道的安裝過程中，必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，以確保管道與設(shè)備的可靠連接。

（2）暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用問題解決途徑：①噪音問題解決途徑：第一，在安裝過程中，風(fēng)扇和空調(diào)等位置均安裝彈簧減震器，且不同組件之間使用軟連接，例如風(fēng)扇與風(fēng)管之間的連接?？照{(diào)機(jī)房進(jìn)行吸音處理，比如，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用隔音材料，墻面采用吸音材料等。這些措施可以達(dá)到吸收設(shè)備噪聲，減少設(shè)備噪聲傳播的目的。第二安裝水管時(shí)，嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)規(guī)定。冷卻水管道必須用彈簧減震器吊裝在固定梁上，而不要直接固定在地板上。當(dāng)管道必須穿過樓板或者墻壁時(shí)，必須安裝套管。第三，在風(fēng)機(jī)出入口要按照阻抗消聲器，消音器應(yīng)安裝在風(fēng)管上。為了有效降低噪音，管道橫截面通常較大，從而降低了風(fēng)速，并請(qǐng)盡可能使用橡膠墊圈，以有效減少風(fēng)管振動(dòng)。②水循環(huán)問題解決途徑：選擇連接管道的方法時(shí)，應(yīng)考慮溫度、水壓和耐腐蝕性的要求，注意管道質(zhì)量。根據(jù)具體工程情況，合理設(shè)置管道的坡度和高度，將出口閥安裝在適當(dāng)?shù)奈恢玫?，可以有效地改善水循環(huán)不良的問題。③水凝結(jié)問題解決途徑：在管道施工中，必須盡快清除冷凝水，可以在合適的位置安裝防水裝置。而且要重視材料的保溫性能，尤其是冷凍水管道的保溫性能，在考慮管道保溫措施時(shí)，要考慮兩個(gè)主要方面。一是確保管道的完整性，這就要求管道不會(huì)出現(xiàn)冷損壞，如果管道表面受冷損壞，則應(yīng)在管道上鋪設(shè)保溫材料進(jìn)行隔熱處理；二是確保管道的密封性，同時(shí)不應(yīng)損壞管道表面的保溫層的密封性。

6 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，人們對(duì)節(jié)能環(huán)保已有一定的認(rèn)識(shí)，因此，引起了人們對(duì)綠色建筑，節(jié)能環(huán)保概念的關(guān)注。在建筑工程中設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，如果可以合理應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，則可以避免能源浪費(fèi)，并保護(hù)建筑環(huán)境和生態(tài)。因此，應(yīng)在設(shè)計(jì)階段明確在建筑工程中應(yīng)用暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)的原則，并將節(jié)能技術(shù)更好地融入暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中。

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1007-6344（2021）04-0122-02