高志强

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

随着全球经济的发展，能源紧缺已经成为世界所面临的问题。我国是一个正处在经济科技迅速发展时期的发展中国家，自2010年来，中国每年的能源消耗居世界第一位，占到20.3%，而经调查研究表明我国能源利用率仅为33%，大量能源的损耗浪费严重制约着我国经济社会的发展。

1 目前能耗现状及国家政策

目前我国工业部门的能源消耗约占总消耗量的70%以上，紧随其后的是交通能源消耗与建筑能源消耗。尽管建筑上的能源消耗与工业上的能源消耗相比相差甚远，但是工业部门大量产品的生产直接或间接地应用于建筑行业，这样看来，有效地减少建筑工程上的能源消耗有利于降低我国总体能源消耗的情况。而在建筑工程中空调冷暖系统的能源消耗量是建筑整体能源消耗的一半。建筑暖通空调系统的能耗已成为我国乃至世界建筑发展所面临的重要问题，寻求有效的解决办法和制定相关的法律法规是关系着我国可持续发展和资源节约型环境友好型社会建设的重要步骤。为提高能源利用率，加强民用建筑节能管理，改善室内热环境质量，我国先后在2005年和2007年分别颁布了国家标准的《公共建筑节能设计标准》《民用建筑节能管理规定》及《建筑节能工程施工质量验收规范》。

2 室内设计计算温度的取值

在对建筑室内设计计算温度取值时，应当考虑到实际的具体情况，依据不同的地域、环境、室内功能要求等合理地对室内温度进行取值。室内温度取值的高低与建造暖通空调系统的能耗密切相关，经调查研究表明夏季制冷条件下，室内温度每升高1℃，能耗将会降低10%左右;冬季制热的情况下，温度每降低1℃，能耗可减少8%左右。因此，科学合理地进行室内温度计算取值能够有效地降低建筑暖通空调系统的能耗。我国《公共建筑节能设计标准》第3.0.1条对一般民用建筑室内供暖和制冷设计计算温度的取值标准进行了科学合理严格的规定，公共建筑夏季空调制冷不应低于25℃，居民建筑和办公室室内冬季采暖温度不得高于20℃。相关工程设计人员在对建筑室内温度计算设计时应当严格依照相关规定进行。

3 冷热负荷计算

冷热负荷的计算是建筑暖通空调系统设计的重要环节，它为暖通空调系统的设计中确定冷热输送管道大小、冷暖源容量、水泵配置、末端设备等提供了重要的基础数据。避免了建设过程中资源的浪费，建设后期运行维护的费用和能源的消耗，从而减少各方面的损失。

在实际的设计中我们在依靠设计经验的同时，还要依据大量具有普遍规律的工程单位建筑面积热、冷负荷统计值，通过统计分析回归计算而得到设计指标。它虽然在具体的设计中不具有精确性但是胜在具有代表性。我国在2003年和2005年分别制订的《采暖通风与空气调节设计规范》中的第6.2.1条和《公共建筑节能设计标准》的5.1.1条明确规定了在建筑暖通空调系统设计中进行冷负荷、热负荷计算的必要性和强制性。

4 采暖与空调冷冻水系统设计

4.1 采暖系统设计

采暖系统设计的合理与否关系着建筑暖通空调系统是否能实现节能运行的功能。管路系统结构简单，易于操作，相关设备耗材使用量少，前期建设成本低后期维护费用少;能够实现不同建筑空间温度独立调节控制;实现热量消耗分户分摊功能;以上三个原则是民用住宅和公共建筑科学合理设计暖通空调系统的原则。通常我们所采用的采暖系统形式有下供下回垂直双管系统，上供下回垂直双管系统，上供下回垂直单双管系统，上供下回全带跨越管，平单管系统，水平双管系统，高层建筑竖向分区供暖系统等，在具体的设计过程中应当依据不同的情况而定。

4.2 空调冷冻水系统设计

依照相关国家标准，设置多台冷冻水系统节能设计时，以能够跟随负荷变化实现自动改变系统流量为目标，尽量降低系统运行中的能耗。当前我国常用的空调冷水系统有一次泵变流量系统，一次泵定流量系统，二次泵变流量系统，两管制及四管制系统等。

5 采暖与空调水系统的补水及定压设计

系统补水管道的大小、补水量的多少以及水泵水箱和水处理设备等的确定需要严格依照采暖和空调系统的单位时间泄漏量来进行。在实际工程设计中应当根据系统的整体规模和不同系统的实现形式按系统的用水容量来计算。在供冷和采用换热器供暖的空气调节方式下，全空气系统应按照0.5(偏差±0.1)左右的单位水容量进行计算，在水空气系统下应按1.0(偏差±0.3)左右进行计算;在热水锅炉供暖时，全空气系统下按1.3～2.0计算，水空气系统下按1.2～1.9进行计算。封闭式采暖空调系统补水定压点应当设置在循环水泵入口处。

6 风系统设计

6.1 空调风系统设计

空调风系统的设计关系着空调系统能耗的大小和运行的成本，同时也关系着人体的舒适度。依据我国相关标准，在保证室内二氧化碳浓度在国家规定的标准范围内，对空调风系统设计时应当严格依据相关规定进行设计不能随意更改。对于人员分布比较集中的地区可以进行相应的集中供暖，这样可以提高能源的利用率。而对于建筑面积大人员多的场合要进行集中的供暖控制时，应当采用全空气空调系统。此外，对于建筑空间高度较大时也可采用分层空调系统。

6.2 通风系统设计

电气设备在正常的运转过程中会产生大量的热量，如果热量不能及时的排走将会严重影响电气设备的正常运转甚至发生设备故障，从而降低了节能的目标要求。因此，通风系统的设计不仅保障了建筑暖通空调系统的节能运行，同时还是整个建筑电气设备正常运转不可或缺的条件。集中空调通风系统的排风热回收应当符合相关规定;对于排风热回收设备的选型也要依据相关的原则。一些对于环境通风要求不高的场合可以采用自然通风的方法降低建筑暖通空调系统的能耗。

7 冷热源设备选型

冷热源设备的选型是整体节能设计的关键。设备的选型应当依据具体的建筑功能、规模、造价并结合当地的具体能源市场环境气候因素按以下原则进行:1)对于毗邻工业生产中产生的余热可以作为冬季的热源，也可以采用溴化锂吸收式冷水机组将工业循环热水经降温处理作为夏季制冷源。采用一定的技术手段科学合理经济地将工业余热引入建筑暖通空调系统中，可以有效地达到节能设计和资源充分利用的目的。2)以当地的能源结构为依据，使用当地比较富余的能源作为冷热源，例如可以采用风能、地热能、太阳能等纯天然无污染的绿色能源。

8 保温与保冷

从冷热源到具体的建筑室内，往往要经过一定距离的管道传输，因此保温与保冷的技术工艺要求也是关系着节能设计能否实现的关键因素。材料技术的发展使我们应用环保节能、高效保温的管道材料成为可能。闭孔橡塑和铝箔离心玻璃棉材料是常用的管道传输保温材料。在具体的施工设计中还应当依据具体的情况确定保温材料的厚度等。

9 室温调控与冷热量计算

9.1 室温调控

室温的调控有多种方法，经常采用的是温控阀，这是一种可以依据预先设定好的温度自动进行温度高低调控使建筑温度稳定在预先设定温度范围内的一种装置。温控阀的使用可以有效地控制温度的高低变化，减少不必要的能源损耗。

9.2 冷热量计算

对民用建筑暖通空调系统采暖制冷分摊的用户常通过热量分配表法、温度法、面积法等来实现。公共建筑与民用建筑在功能和性质特点上相差较大，因此，在采暖热力入口处设置冷热计量两用的总冷热表，对于公共建筑中不同部分分别设置冷暖量装置是公共建筑冷热计量方式所遵循的两个原则。

10 水力平衡装置设置

建筑暖通空调系统中水力平衡装置的设置是解决系统中水力不平衡、降低能耗的有效方案和技术措施，我们应当考虑各环路的水力平衡，在系统中设置动态压差控制阀和在热力入口处放置静态水力平衡阀等。对于复杂的情况也可采用混合控制的方法。

11 结语

民用建筑暖通空调系统的节能设计关系着降低建筑能耗的实现，我们应当充分利用相关技术手段推进暖通空调系统的节能设计，并在具体设计中严格遵循相关规章制度。

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