郭玉莎，夏建秋

（山东建筑大学设计集团有限公司，山东 济南 250000）

在现代建筑中暖通空调设备的应用越来越广泛，极大地改善了人们的工作以及生活环境。但是，暖通空调设备在运行过程中会消耗大量的电力能源，同时其所产生的冷凝水的排放也会造成一定的资源浪费。在我国提出节能减排发展方针的背景下，暖通空调的能耗问题受到了全社会的高度关注。而且，暖通空调运行时所产生的噪声污染也极大地干扰了人们的生活、学习和工作。因此，在暖通空调的设计工作中，设计人员应增强节能降耗意识，通过各种节能技术以及降噪措施的合理应用降低暖通空调的能耗以及噪声，提高暖通空调设备的节能降耗效果，使暖通空调的运行更加高效，为暖通空调产品的升级奠定良好的基础。

1 基于节能设计理念的暖通空调设计概述

随着我国绿色环保指导思想的提出，节能降耗以及减少污染已经成为各行业领域发展的主要方向。暖通空调虽然能够有效改善建筑室内空间环境，但是其属于高耗能型设备，在运行过程中会消耗大量的能源。且暖通空调系统在运行时的噪声污染问题也同样不容忽视。因此，设计人员应根据暖通空调系统的实际安装条件、空间环境特点等因素，严格遵守相关的节能降耗技术规范要求，合理选择暖通空调系统的冷热源，并对暖通空调系统的冷却水系统、风系统进行优化设计，准确控制相关设计参数，以提高暖通空调系统的节能降耗效果。此外，设计人员还应充分了解暖通空调系统的运行工况以及具体的功能，采取有效的降噪措施，从而解决暖通空调运行的噪声污染问题。

2 暖通空调的节能设计方法分析

2.1 暖通空调的材料选择节能设计要点

在选择暖通空调系统的材料设备时，设计人员应合理确定其质量性能指标参数，特别是应选择具有较好保温性能的材料设备，且保温层厚度应符合节能技术标准，从而达到降低能耗的目的。

2.2 暖通空调的冷热源节能设计要点

在暖通空调的节能设计中，设计人员应根据工程负荷变化、机组容量要求等因素来进行机组设备的选择，机组的COP值应相对较高，且IPLV值应符合相关节能技术标准要求。当建筑空间面积较大时，在暖通空调系统设计中可以选择全空气系统，以提高暖通空调系统对天然冷源的利用率，以达到节能降耗的目的。

2.3 暖通空调的冷冻水系统节能设计要点

在暖通空调系统的设计中，其冷冻水系统是节能设计中的重点环节之一。设计人员可以通过加大温差等方式提高暖通空调的节能降耗效果。在设计实践中可以采用一次泵定流量、一次泵变流量以及二次泵变流量等设计方式来提高冷冻水系统的节能效果。以二次泵变流量设计为例，由于该蓄调的阻力相对较大，同时不同环路之间的阻力特性以及负荷特性的差额达到了50kPa以上，所以在设计方案中应将一二级泵分别设置于系统的负荷侧以及冷原则，其中一级泵可以采用定流量运行方式，而在二级泵的设计中则可以选择变频调速泵设备。暖通空调二次泵变流系统设计可参见图1所示。

图1 暖通空调二次泵变流系统示意图

2.4 暖通空调的控制系统节能设计要点

在暖通空调系统的末端设备控制系统设计中，设计人员应贯穿节能降耗理念，对设计方案进行优化。在设计组合空调箱的控制系统时，应以回风温度来控制水力调节阀开度，且应在送风机中采用变频控制技术，根据不同的送风温度来调节运行方式。同时，在暖通空调系统中设置空气焓值、CO2浓度以及空气压力的监测装置，以便根据不同季节、不同需求来对暖通空调系统的新风量以及排风量等进行相应的控制调节，从而减少对能源的消耗。在暖通空调系统的新风系统中，应将感温监测设备设置在送风口位置，以便根据测定值与预设值的实际偏差对系统回水管阀门开度进行调节，且回水阀门应与风机联动，以便对送风温度进行相应的控制，起到节能降耗的作用。在暖通空调系统的风机盘管设计中，设计人员可以利用配置了三速开关的恒温装置对回水管阀门进行控制，以确保室内温度始终能够处于设定的温度范围内，以减少对能源的消耗。

2.5 暖通空调的风系统节能设计要点

风系统是暖通空调系统的重要组成部分，也是暖通空调节能设计中的核心环节之一。

设计人员应严格遵守相关的节能设计规定来进行设计参数的取值。如暖通空调系统采用的是新风与风机判断机组的设计方式时，设计人员应单独设置新风口，也可以采取将新风口设置与风机盘管的出风口附近的方式。为保证暖通空调风系统具有较好的回风能力，在设计中应注意不能将风机盘管机组回风口与新风口相连接。当暖通空调系统被布设在空间面积较大的室内环境时，一般应选择全空气系统作为暖通空调的风系统。与风机盘管系统相比，这种全空气系统能够对新风以及回风比例进行更加精确的控制，且能够在全新风条件下运行，系统的运行噪声也相对较低，比较便于管理维护，因此较为适合在大量人员聚集以及将较大空间面积的建筑室内环境中应用。当建筑室内空间高度达到10m以上时，在暖通空调的风系统设计中应采用分层空调的设计方式来组织室内气流，从而合理控制空气参数。在采用分层送风的设计方式时，由于其在冬季运行过程中会受到热空气上浮等因素的干扰而导致节能效果下降，因此设计人员应根据实际情况采用在高大空间底层设置地板供热送风系统、铺设地板辐射材料以及通过机械循环系统的应用等方式来解决这一问题，从而全面提高暖通空调系统的节能效果。由于各空调区在同一风系统内也存在较为明显的冷热变化以及负荷差异，且会长时间处于低负荷运行状态下，因此在需要全年送冷风的建筑内部空间设置暖通空调系统时，一般可以选择VAV空调设备，也就是变风量设备。与CAV系统相比，该风系统能够对送入风量进行调节，以更好的适应不同负荷状态，其能够节约30%～70%的能耗。

设计人员在暖通空调系统的设计方案中，既要准确计算总风量，还要合理控制同时使用系数等指标参数，以达到降低风机能耗的目的。在暖通空调的风系统设计中，设计人员应准确掌握不同风机系统形式的单位风量功耗（图2），以便合理控制风系统的有效作用半径，从而确保风机的最低功率要求以及全压值等设计参数符合相关技术要求。在设计实践中，如暖通空调系统是设置在严寒区域的建筑工程中时，设计人员应在系统内增加预热盘管，且应在上表的基础上适当增加单位风量功耗。

图2 单位风量风机耗功率

3 降噪设计方法在暖通空调设计中的应用分析

3.1 采用消音设计方法提高降噪效果

在暖通空调系统的设计中，为降低其在运行过程中所产生的噪声污染，设计人员应尽量选择震动相对较小且噪声较低的设备型号。同时，对于噪声较为明显的系统设备时应将其设置在专业机房内，且应采用消音材料铺贴在机房内部，以减少设备运行噪声的影响。在暖通空调系统的风管设计方案中，可以利用消音静压箱或者消音器来达到降噪的目的。在暖通空调系统的设计中，设计人员在选择各组件设备时应在保证其质量性能的基础上充分考虑其噪声指标，尽量选择性能良好且低噪声的风机设备、冷却机组以及相关泵阀等。在暖通空调系统制冷机房、空调机房内均应铺设消音材料，并应将消音导向风筒设置与冷却塔的风机出口位置。设计人员应积极应用变频控制技术加强对冷却水泵的控制，从而使冷却塔风机可以按照冷却水的实际出水温度来运行。

3.2 采用隔振设计方法提高降噪效果

在暖通空调系统的设计中，设计人员还可以采用隔振设计方法来降低暖通空调运行时所产生的噪声污染。在设计方案中，对于落地安装的设备应采取弹簧减震或隔振板的方法来达到隔振降噪的目的，比如冷冻水泵、冷却水泵、冷水机组等。对于水管与设备的连接，可选择柔性接头链接；风管与通风设备的连接可采用衬胶帆布软管等。在风管连接排烟风机处则应选择具有较好耐火性能的不燃耐火布等材料，且应合理控制其长度。此外，吊装管道或设备的安装，可采用安装弹簧减震吊架以达到降噪的目的。在穿墙管道的设计中，设计人员应在墙体和管道间设置隔振垫以及套管等以降低噪声。在对暖通空调系统的落地风机进行隔振降噪设计时，设计人员应合理选择隔振台的结构形式，且要准确计算隔振台的承载能力，在隔振台上还应设置低频弹簧隔振装置等，进一步提高隔振效果。对于暖通空调系统中的所有需要吊装的设备进行降噪设计时，一般均可以选择利用吊式弹簧隔振装置的方式来起到降噪作用。

如果在暖通空调系统的设计中采用了相对独立的防排烟系统时，设计人员应通过直接连接方式来处理风管和风机之间的连接，且应采用柔性软接方式来连接排风与排烟设备的共用风管。专用火灾补风机以及防排烟风机的基础结构应采用钢架结构以及混凝土结构，此处无需设置减震设备。当暖通空调系统的通风系统和其排烟系统采用共用管道时，则应设置弹簧减震装置，且应采用不燃性材料，以确保其能够在高温条件下实现安全运行。暖通空调系统的水泵机组应设置在混凝土结构的隔振台上，且应设置橡胶隔振垫以及低频弹簧隔振装置等提高降噪效果。设计人员应准确计算分析隔振台的载荷能力，以确保电动机和水泵能够安全运行。暖通空调系统的冷水机组应布设在冷冻机房中，并采用设置橡胶隔振垫以及钢板底座等方式来实现隔振降噪目的，设计人员应准确困难者隔振垫厚度，以提高其降噪效果。

4 结语

为降低暖通空调设备在运行过程中所产生的能耗以及噪声污染，设计人员应积极运用节能理念以及节能设计方法，通过对暖通空调冷热源、风系统、水系统以及末端控制系统等各部分的全面优化减少暖通空调运行对能源的消耗。同时，设计人员应根据暖通空调运行特点，合理应用消音、隔振等方法降低其所产生的噪声污染，从而为人们提供一个更加安静、舒适的环境。