公共建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)策略分析

摘 ?要：在現(xiàn)代城市建設(shè)中，公共建筑是典型的耗能大戶，在公共建筑總能耗中暖通空調(diào)的能耗占到了50%左右。因此在確保室內(nèi)空氣質(zhì)量，提升大眾舒適度的同時(shí)，需要積極實(shí)施節(jié)能設(shè)計(jì)，顯著提升能源的使用率，有效減少公共建筑的能耗。本文著重論述公共建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：公共建筑;暖通空調(diào);節(jié)能設(shè)計(jì)

公共建筑中必須要安裝暖通空調(diào)，有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，打造舒適的室內(nèi)空間。暖通空調(diào)有重要的作用和意義，但需要看到的是，暖通空調(diào)有著巨大的能源消耗，在總耗能中占據(jù)較高比重[1]。同時(shí)，暖通空調(diào)所使用的能源均為不可再生能源，對(duì)能源的選擇性較高。為避免暖通空調(diào)消耗過多的能源，在環(huán)境造成巨大的破壞，需要積極開展暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)。在公共建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中，需要切實(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，將更多的節(jié)能技術(shù)運(yùn)用其中，能夠有效減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展。

1 公共建筑暖通空調(diào)的分類

公共建筑暖通空調(diào)分類方式較為復(fù)雜，以下針對(duì)暖通空調(diào)分類展開簡(jiǎn)要論述：

（1）依照負(fù)擔(dān)熱濕負(fù)荷介質(zhì)進(jìn)行分類，主要包含了全空氣空調(diào)、全水式空調(diào)以及空氣-水式空調(diào)三類。①全空氣空調(diào)：經(jīng)過冷卻或是加熱處理的空氣負(fù)擔(dān)全部室內(nèi)負(fù)荷;②全水式空調(diào)：經(jīng)過冷卻或是加熱處理的水負(fù)擔(dān)全部室內(nèi)負(fù)荷;③空氣-水式空調(diào)：經(jīng)過冷卻或是加熱處理的空氣與水共同負(fù)擔(dān)室內(nèi)負(fù)荷。

（2）依照空氣處理裝置末端進(jìn)行分類，主要包含了變風(fēng)量、定風(fēng)量以及風(fēng)機(jī)-盤管三類。①不管是變風(fēng)量還是定風(fēng)量都是全空氣空調(diào)，二者之間的區(qū)別在于定風(fēng)量采用恒定的送風(fēng)量，在空調(diào)負(fù)荷下降時(shí)，風(fēng)機(jī)依然保持恒定轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致能耗加大;②變風(fēng)量能夠充分運(yùn)用末端裝置對(duì)室內(nèi)的送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度控制的功能。在該系統(tǒng)中，使用變頻器控制風(fēng)機(jī)，一旦空調(diào)負(fù)荷產(chǎn)生變化，變頻器就能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，作出相應(yīng)的調(diào)整，所以變風(fēng)量空調(diào)節(jié)能減排效果顯著;③風(fēng)機(jī)-盤管在暖通空調(diào)中較為常見，向室內(nèi)輸送冷凍水，風(fēng)機(jī)通過變冷器冷卻或是加熱室外混合空氣或室內(nèi)空氣并輸送至室內(nèi)，降低或是升高室內(nèi)溫度，從而滿足舒適性的需求。

（3）依照暖通空調(diào)的水量特性進(jìn)行分類，主要包含了變水量空調(diào)及定水量空調(diào)兩類。①變水量空調(diào)的主要目的是提升冷、熱源機(jī)器工作效率，采用溫差供應(yīng)空調(diào)機(jī)，有效杜絕了大流量、小溫差的情況。變水量空調(diào)水泵采用變頻控制，依照負(fù)荷的實(shí)時(shí)改變情況對(duì)冷凍水送水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，顯著提升了空調(diào)機(jī)組效率，并實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用電的功效;②定水量空調(diào)即空調(diào)系統(tǒng)保持恒定的冷凍水量，在空調(diào)負(fù)荷下降時(shí)，冷凍水泵依然保持恒定轉(zhuǎn)速，就會(huì)引發(fā)大流量、小溫差的情況，導(dǎo)致能耗加大。

從以上分類中可以清楚看到，變風(fēng)量空調(diào)及變水量空調(diào)技術(shù)先進(jìn)，符合節(jié)能設(shè)計(jì)的基本要求，是未來公共建筑暖通空調(diào)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

2 公共建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

2.1 規(guī)范空調(diào)運(yùn)行模式設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)公共建筑暖通空調(diào)的過程中，運(yùn)行模式的合理設(shè)計(jì)至關(guān)重要，合理性、科學(xué)性的運(yùn)行模式可以保證暖通空調(diào)保持穩(wěn)定的運(yùn)行，持續(xù)減少能源消耗[2]。傳統(tǒng)的暖通空調(diào)往往采用非變頻的運(yùn)行模式，盡管可以有效調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度及濕度，但是整體能耗較高，易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。公共建筑的暖通空調(diào)需要積極采用變頻技術(shù)設(shè)計(jì)運(yùn)行模式，從而達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的效果。需要特別注意的是，在應(yīng)用變頻技術(shù)設(shè)計(jì)運(yùn)行模式過程中，要增加暖通空調(diào)整體運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整與設(shè)計(jì)，在環(huán)境參數(shù)及氣象參數(shù)以外，要將暖通空調(diào)機(jī)組的最佳運(yùn)行參數(shù)、室內(nèi)環(huán)境的控制參數(shù)等多種信息全部考慮在內(nèi)，并在系統(tǒng)運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)化調(diào)整各個(gè)參數(shù)，從而確保暖通空調(diào)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性及科學(xué)性[3]。

2.2 最大化利用各類資源

公共建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)要最大化利用各類資源。對(duì)于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員而言，持續(xù)持續(xù)創(chuàng)新技術(shù)與設(shè)計(jì)方式，密切關(guān)注電氣工程的發(fā)展趨勢(shì)，做到合理控制能源消耗，有效提升暖通空調(diào)利用效率。在資源利用最大化的原則之下，需要實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)循環(huán)利用，科學(xué)設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的可再利用與可循環(huán)系統(tǒng)。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員可以設(shè)計(jì)出熱回收系統(tǒng)，有效回收處理熱量;可以采用冰蓄冷技術(shù)提升暖通空調(diào)的能源使用效率，進(jìn)而最大化利用資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的目的;也可以通過地源熱泵系統(tǒng)充分利用資源，以達(dá)到最優(yōu)化、最大化利用資源的目標(biāo)。

2.3 綜合利用可再生資源能

當(dāng)前國(guó)家大力提倡節(jié)能環(huán)保，需要不斷提升公共建筑空調(diào)的節(jié)能性能，同時(shí)要不斷發(fā)掘各種新資源及新能源[4]。暖通空調(diào)采用可再生能源是今后的主流趨勢(shì)，在暖通空調(diào)節(jié)能減排設(shè)計(jì)中可以充分應(yīng)用地?zé)崮?、太陽能等新型能源。以太陽能為例，通過光電板、太陽能集熱板高效吸收太陽能，通過轉(zhuǎn)化設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而為暖通空調(diào)運(yùn)行提供動(dòng)力支持。太陽能的利用改變了傳統(tǒng)能源需求類型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)可再生能源的充分利用。

集熱墻是近年來廣泛興起的一種使用模式，設(shè)計(jì)者對(duì)公共建筑形式基礎(chǔ)進(jìn)行充分考慮，從區(qū)域環(huán)境差異出發(fā)，科學(xué)合理的布置集熱墻。集熱墻在建筑中可以對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，顯著縮短暖通空調(diào)作用時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)也有效利用了可再生能源，充分運(yùn)用恒溫層的土壤熱提升暖通空調(diào)循環(huán)性能系數(shù)，有效降低了能源損耗。

2.4 變頻技術(shù)的使用

在公共建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)中采用變頻技術(shù)，自身的變風(fēng)裝置及變頻系統(tǒng)共同組成了變風(fēng)量系統(tǒng)，顯著提升了室內(nèi)環(huán)境的舒適度，同時(shí)降低了能源的消耗。采用變頻技術(shù)，能夠幫助暖通空調(diào)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)方面的節(jié)能設(shè)計(jì)效果：第一，暖通空調(diào)在運(yùn)行過程中，變頻技術(shù)可以有效調(diào)節(jié)能源的消耗狀況，對(duì)暖通空調(diào)運(yùn)行的輸出速度和頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，即使在環(huán)境比較差的空間中，變頻技術(shù)依然能夠穩(wěn)定調(diào)節(jié)暖通空調(diào)，有效控制暖通空調(diào)的能源消耗情況;第二，在公共建筑中的所有室內(nèi)都可以對(duì)暖通空調(diào)采取調(diào)節(jié)或是運(yùn)行操作，各個(gè)室內(nèi)暖通空調(diào)不會(huì)互相制約或約束，從而不斷提升公共建筑內(nèi)大眾的舒適度和體驗(yàn)感;第三，變頻技術(shù)能夠有效控制暖通空調(diào)的冷熱能源輸出速度，維持在一個(gè)平衡的狀態(tài)，從而減少冷熱能源的消耗，對(duì)暖通空調(diào)的水泵起到有效保護(hù)作用。

總結(jié)

在公共建筑暖通空調(diào)上積極開展節(jié)能設(shè)計(jì)，運(yùn)用多種新型節(jié)能技術(shù)，能夠顯著提升暖通空調(diào)的能源利用率，減少能源損耗。在保證低能源利用率的基礎(chǔ)上，營(yíng)造出舒適的室內(nèi)空間，保證室內(nèi)空間的濕度、溫度、潔凈度、空氣流動(dòng)度保持在合理的范圍之內(nèi)，符合有關(guān)部門的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是未來公共建筑暖通空調(diào)發(fā)展的主流趨勢(shì)。積極開發(fā)一系列節(jié)能技術(shù)，不斷落實(shí)相關(guān)政策，能夠顯著提升暖通空調(diào)的節(jié)能效率，起到保護(hù)城市環(huán)境的積極作用，是未來建筑業(yè)、整個(gè)社會(huì)以及社會(huì)公眾的福音。

參考文獻(xiàn)

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[2]汪世財(cái).探討大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化策略[J].四川水泥，2016（04）：112.

[3]蔣新顏.探究大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)[J].低碳世界，2017（03）：187.

[4]李磊.淺析高大空間公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].居業(yè)，2021（06）：19-20.

作者簡(jiǎn)介：

丁慧婷（1989年2月-），山東省菏澤市牡丹區(qū)人，單位：菏澤市建筑工程施工圖審查中心，中級(jí)工程師，研究方向：暖通空調(diào)。