暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)策略探究

王嵬

【摘要】環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排都是當(dāng)下所非常流行的話題，也是各方面所關(guān)注的“焦點(diǎn)”，尤其是在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要格外關(guān)注對(duì)于“節(jié)能”理念的貫徹?；诖耍疚囊浴芭照{(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)”為主要研究對(duì)象，首先闡釋了暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和具體所要貫徹的原則，然后論述了暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的意義和價(jià)值，最后從采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、冷熱源設(shè)備選型、暖通空調(diào)系統(tǒng)具體進(jìn)行安裝時(shí)所需注意的事項(xiàng)——三個(gè)角度闡釋了具體的節(jié)能實(shí)踐策略，以期相關(guān)研究?jī)?nèi)容能夠?yàn)閺V大從業(yè)者提供一定的參考和借鑒，為促進(jìn)我國(guó)建筑節(jié)能的順利實(shí)現(xiàn)提供一定的幫助。

【關(guān)鍵詞】暖通空調(diào);節(jié)能設(shè)計(jì);環(huán)保;設(shè)備;能耗

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

暖通空調(diào)系統(tǒng)因其所具有的高效制冷（或制熱）能力，如今在各類工業(yè)項(xiàng)目當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用。尤其是在諸如醫(yī)療手術(shù)、石油化工以及醫(yī)藥生產(chǎn)等體系當(dāng)中，空調(diào)系統(tǒng)更是不可或缺的關(guān)鍵，成為關(guān)鍵性的能源損耗設(shè)備。當(dāng)下，我們國(guó)家在推崇全面提升環(huán)保意識(shí)的過(guò)程中，也格外強(qiáng)調(diào)對(duì)能源損耗的管理，于是“碳排放量”這個(gè)概念出現(xiàn)在大眾的視野當(dāng)中。這個(gè)概念不僅和能源損耗有著極大的關(guān)聯(lián)性，也促使暖通空調(diào)系統(tǒng)作為節(jié)能損耗的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，成為“低碳排放”所重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和優(yōu)化的領(lǐng)域。

1、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)原則

1.1 暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

就建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來(lái)看，其大多集中在整個(gè)建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程的后半程，暖通空調(diào)系統(tǒng)作為項(xiàng)目配套設(shè)施，在民用建筑內(nèi)主要為滿足舒適性的要求，在工業(yè)生產(chǎn)中要達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求，因而與整體項(xiàng)目的需求具有高度的相關(guān)性。

與一般建筑工程有所不同的是，暖通空調(diào)系統(tǒng)更容易受到建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)人員的使用需求、設(shè)備照明情況、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的影響，因此其在后期實(shí)際進(jìn)行安裝控制的過(guò)程中，一旦前期出現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理的情況，就會(huì)影響到后續(xù)的設(shè)計(jì)和安裝，如此既會(huì)降低暖通空調(diào)系統(tǒng)使用的效率和質(zhì)量，也會(huì)大幅度的增加能耗，更會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和影響。[1]

1.2 暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)原則

暖通空調(diào)系統(tǒng)作為關(guān)系到民眾生活質(zhì)量和舒適度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中必須把握這樣幾方面原則，其也可以被理解為所要遵循的關(guān)鍵點(diǎn)和要素。

1.2.1滿足大眾生活環(huán)境中對(duì)于聲、光以及布局的要求

暖通空調(diào)系統(tǒng)，在民用項(xiàng)目設(shè)計(jì)當(dāng)中要滿足舒適性需求，在工業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)當(dāng)中還要滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)還要滿足人員在現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)于聲音、照明以及色溫等提出的現(xiàn)實(shí)要求，因?yàn)檫@幾項(xiàng)要素會(huì)直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量以及舒適度。

首先，從聲音的角度來(lái)進(jìn)行分析，暖通空調(diào)系統(tǒng)的技能設(shè)計(jì)意味著要盡可能降低系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生的噪音，避免此類噪音會(huì)直接影響到人們的正常生活;

其次，從光照的角度來(lái)進(jìn)行分析，暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)必須保障不阻擋自然光源，即讓建筑的使用者能夠感受到自然的光照，提高室內(nèi)的自然亮度;

最后，從布局角度來(lái)進(jìn)行分析，暖通空調(diào)系統(tǒng)占用了較多的室內(nèi)空間，在設(shè)計(jì)當(dāng)中要與各專業(yè)協(xié)調(diào)，在滿足空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、安全的前提下，盡量減少空間的占用。滿足人們對(duì)于“大空間”的心理需求。

1.2.2以滿足建筑使用者舒適度為重要指標(biāo)

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須將如何提高廣大用戶的舒適度作為重要指標(biāo)，畢竟對(duì)于暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工作本身而言，調(diào)節(jié)溫度是其所要具備的基本型、基礎(chǔ)性的功能，只有合理有效的溫度調(diào)節(jié)功能，才能最大程度地滿足大眾對(duì)于建筑內(nèi)部以及居住環(huán)境在舒適度方面的要求;而對(duì)于溫度的控制和調(diào)節(jié)需要就暖通空調(diào)系統(tǒng)的內(nèi)部各個(gè)環(huán)節(jié)、要素進(jìn)行整合，同時(shí)鑒于溫度變化容易為風(fēng)速、濕度等現(xiàn)實(shí)因素所影響，其必然會(huì)對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的技能設(shè)計(jì)提出更為嚴(yán)格和現(xiàn)實(shí)的要求。[2]

1.2.3在控制室內(nèi)通風(fēng)量的過(guò)程中對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)

空氣質(zhì)量不僅影響著人們的健康，也是環(huán)境保護(hù)效能的直接彰顯，所以在建筑項(xiàng)目開(kāi)啟暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要通過(guò)調(diào)節(jié)室內(nèi)通風(fēng)的方式控制室內(nèi)空氣的質(zhì)量，保障人們的居住品質(zhì)。現(xiàn)實(shí)生活中，人們所居住的空間都是相對(duì)封閉的，尤其是在使用空調(diào)的過(guò)程中，因?yàn)榉忾]的空氣長(zhǎng)時(shí)間處于不流通的狀態(tài)，必須通過(guò)及時(shí)開(kāi)窗通風(fēng)的方式來(lái)保證空氣的置換，如此就會(huì)增加室內(nèi)的通風(fēng)量——但是在這一通風(fēng)的過(guò)程中，室外的空氣會(huì)直接進(jìn)入室內(nèi)，也將室外空氣所含有的細(xì)菌、塵埃甚至不良?xì)鉁厝繋胧覂?nèi)，直接降低室內(nèi)空氣的品質(zhì)。

因此，在實(shí)際進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要同時(shí)做到控制風(fēng)量、凈化空氣質(zhì)量，改善人們的居住環(huán)境，有效提高人們的居住品質(zhì)。

2、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的存在意義

當(dāng)今社會(huì)，節(jié)能是主題、是要求，也是未來(lái)各行各業(yè)發(fā)展歷程當(dāng)中繞不開(kāi)的一環(huán)，更是廣大建筑行業(yè)從業(yè)者所熱衷的話題。尤其是對(duì)于暖通空調(diào)這樣高能耗的模塊，如何采取有力的措施、有效的設(shè)計(jì)方法達(dá)成環(huán)保節(jié)能的目的具有十分重要的意義。尤其是在倡導(dǎo)構(gòu)建環(huán)保、節(jié)約型社會(huì)的今天，在資源緊張、能源緊缺的當(dāng)下，更顯出其重要性。

2.1 有利于減少環(huán)境污染，構(gòu)建真正意義上的環(huán)保型社會(huì)

當(dāng)今社會(huì)提倡使用清潔能源，減少碳排放。傳統(tǒng)的民用及工業(yè)項(xiàng)目當(dāng)中，熱源的供應(yīng)主要由鍋爐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，而傳統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)主要以燃煤作為燃料。如此雖然滿足了項(xiàng)目用熱的需求，但是對(duì)環(huán)境造成了不良的影響。

暖通空調(diào)系統(tǒng)主要使用電力能源，而電力能源的獲取途徑是多樣的，而且相對(duì)傳統(tǒng)能源無(wú)論在品類上還是在環(huán)保實(shí)現(xiàn)方面，都更加理想。這樣不僅滿足了工業(yè)環(huán)境的用熱需求，而且提高了環(huán)境溫度的可控性，對(duì)于一些具有民用性質(zhì)的項(xiàng)目更可以滿足“舒適性”的要求。

2.2 有利于提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

在沒(méi)有應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)之前，絕大多數(shù)企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，會(huì)使用傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)為生產(chǎn)區(qū)提供熱量，這樣不僅熱耗高、浪費(fèi)嚴(yán)重，而且效率低下，無(wú)形中加劇了企業(yè)的生產(chǎn)成本，影響企業(yè)的效益，很難兼顧做到滿足生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的需求。

但是在應(yīng)用空調(diào)系統(tǒng)之后，這些問(wèn)題在一定程度上得到了調(diào)整和改善。因?yàn)榭照{(diào)系統(tǒng)的控制性，可以更好的對(duì)相應(yīng)環(huán)境進(jìn)行溫度控制，降低能源消耗，滿足人員本身以及企業(yè)生產(chǎn)的需求，可以為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。雖然空調(diào)系統(tǒng)初期投資較大，但是在企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)行當(dāng)中，系統(tǒng)的運(yùn)行投入相對(duì)較少，讓企業(yè)在產(chǎn)品價(jià)格上更具有競(jìng)爭(zhēng)性。

2.3 有利于降低能源消耗、節(jié)約資源

2016年12月，《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》（國(guó)發(fā)〔2016〕74號(hào)）明確了我國(guó)“十三五”節(jié)能減排主要目標(biāo)，到2020年，全國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2015年下降15%，能源消費(fèi)總量控制在50億tce以內(nèi);《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案的通知》（國(guó)發(fā)〔2016〕74號(hào)）明確提出了“十三五”期間遼寧省單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低15%的約束性指標(biāo)。降低能源的消耗跟浪費(fèi)成為節(jié)能工作的重點(diǎn)。[3]

采用空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行采暖，可以減少傳統(tǒng)采暖方式對(duì)于“煤炭”的依賴。辦公類設(shè)施，可以根據(jù)人員的位置、數(shù)量以及時(shí)間等進(jìn)行“針對(duì)性”的供暖?？傮w上降低了煤炭、水等資源的消耗。家用空調(diào)系統(tǒng)利用“卡諾循環(huán)”原理，在實(shí)現(xiàn)家庭冬季采暖以及夏季制冷需求的同時(shí)，僅使用電能這類清潔能源。工業(yè)項(xiàng)目當(dāng)中，空調(diào)系統(tǒng)，可以根據(jù)項(xiàng)目的需求將供熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)以及制冷系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起。可以根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際需求情況進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，減少不必要的能源消耗?？照{(diào)系統(tǒng)的合理應(yīng)用，從根源上減少了對(duì)上游能源的需求，同時(shí)減少了更多的能源加工轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，減少了能源消耗，這不僅符合國(guó)家節(jié)能減排政策的要求，還間接地為環(huán)境建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。

3、暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的最終實(shí)現(xiàn)

雖然暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)有其意義和必要性所在，但是其在具體操作過(guò)程中確實(shí)會(huì)面臨一定的難點(diǎn)和癥結(jié)，稍有不慎，非但不能達(dá)到節(jié)能的目的和效果，甚至?xí)黾优照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的成本，造成嚴(yán)重的能源損耗，更影響環(huán)境保護(hù)工作的順利開(kāi)啟。

3.1 采暖與空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)系統(tǒng)的價(jià)值主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即冬日采暖、夏日制冷，而為了達(dá)成這一目標(biāo)，冷水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就變得十分關(guān)鍵，豈會(huì)直接關(guān)系到暖通系統(tǒng)的制冷甚至是采暖效果。具體來(lái)說(shuō)，采暖與空調(diào)冷水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要把握這樣幾個(gè)細(xì)節(jié)之處：

3.1.1采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在我國(guó)建筑項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、中期施工建造的過(guò)程中，環(huán)境溫度是項(xiàng)目暖通空調(diào)方面重點(diǎn)考慮的因素。這不僅涉及到人員舒適性的需求，還對(duì)工藝生產(chǎn)質(zhì)量具有重大影響。

因此，在實(shí)際進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須重點(diǎn)考慮采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況。較之建筑工程當(dāng)中其它復(fù)雜的施工技術(shù)以及施工系統(tǒng)，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的采暖施工主要在于管道的鋪設(shè)。相對(duì)而言，這部分內(nèi)容操作比較簡(jiǎn)單，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及施工要求，主要采用下供下回垂直雙管系統(tǒng)，上供下回垂直雙管系統(tǒng)、高層建筑豎向分區(qū)供暖系統(tǒng)、單平管系統(tǒng)等設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的過(guò)程中，必須結(jié)合建筑的功能、建筑所在地的氣候條件、環(huán)境因素、室外空間等情況，確保設(shè)計(jì)的契合性——如此才可以盡可能地減少系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的能耗，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能耗的綜合性目的。

3.1.2暖通空調(diào)冷水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

當(dāng)前在我國(guó)諸多建筑項(xiàng)目進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性不言而喻，其也在某種程度上也在影響暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。就內(nèi)容而言，暖通空調(diào)的價(jià)值不僅在于“供熱”方面，還體現(xiàn)在“供冷”方面。特別是某系特殊環(huán)境下（例如手術(shù)室、藥品生產(chǎn)、特殊工藝生產(chǎn)等），“供冷”更體現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)的重要意義。[4]

因此，在進(jìn)行建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還必須關(guān)注冷水洗頭的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。具體而言，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的暖通空調(diào)系統(tǒng)冷水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案包括一次泵定流量系統(tǒng)、二次泵變流量系統(tǒng)，一次泵變流量系統(tǒng)、兩管制及四管制系統(tǒng)——這些具體的設(shè)計(jì)方案在前期進(jìn)行構(gòu)思和后期執(zhí)行的過(guò)程中，既要關(guān)注到空調(diào)系統(tǒng)本身的功能性，也要注意如何結(jié)合建筑本身的功能與屬性，打造更為契合的冷水系統(tǒng)。

3.2 冷熱源設(shè)備選型

這是建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中必須關(guān)注的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，也是確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行、發(fā)揮效能的關(guān)鍵所在。在系統(tǒng)具體進(jìn)行運(yùn)行的過(guò)程中，該設(shè)備的啟動(dòng)以及運(yùn)行必然會(huì)受到外部環(huán)境因素，諸如設(shè)備、電壓等的影響，所以在對(duì)冷熱源設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)，需要同時(shí)考慮設(shè)備的經(jīng)濟(jì)適用性以及與整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的適配性，更要重點(diǎn)關(guān)注其本身的質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 暖通空調(diào)系統(tǒng)具體進(jìn)行安裝時(shí)所需注意的事項(xiàng)

如果說(shuō)設(shè)計(jì)是確保暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠達(dá)成節(jié)能目的的基礎(chǔ)和前提，那么后續(xù)的安裝過(guò)程就是重要的保障與支撐。要想真正意義上實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的技能設(shè)計(jì)，其在具體安裝的過(guò)程中，需要把握如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

首先，安裝過(guò)程當(dāng)中會(huì)涉及交叉作業(yè)，并且空調(diào)系統(tǒng)的作業(yè)大部分集中在室內(nèi)設(shè)備層當(dāng)中，故在安裝時(shí)，要充分考慮環(huán)境照明、配套專業(yè)的管線協(xié)調(diào)問(wèn)題。在保證設(shè)備層合理布局的同時(shí)，保證照明設(shè)施到位，這樣才能確保在安裝過(guò)程當(dāng)中減少安裝質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn);

其次，建筑的室內(nèi)溫度不僅依靠暖通空調(diào)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，還要考慮建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是要考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能以及窗墻的面積比例。但是為了徹底滿足節(jié)能的目標(biāo)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)在材料的選擇方面也要盡可能地選擇環(huán)保節(jié)能型的材料;

最后，在安裝暖通空調(diào)系統(tǒng)的組件時(shí)，需要把握這樣幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：第一，為了能夠讓暖通空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中的水系統(tǒng)盡可能地處于平衡狀態(tài)，就要對(duì)暖通空調(diào)當(dāng)中的水系統(tǒng)管線進(jìn)行合理的布局，做好管線的水力計(jì)算，合理選擇管道管徑、合理布置相關(guān)管線閥門的位置，以保證水系統(tǒng)的穩(wěn)定;第二，從節(jié)能角度出發(fā)，為了減少空調(diào)系統(tǒng)不必要的能源損失，如此就可以采取在暖通空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)在空調(diào)機(jī)組末端水系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中控制變量的方式，來(lái)滿足系統(tǒng)運(yùn)行的要求，也間接達(dá)到環(huán)保和節(jié)能的效果與目的。[5]

結(jié)語(yǔ)：

總體來(lái)看，暖通空調(diào)系統(tǒng)不只是一個(gè)單一的單元，而是與建筑、工藝等相關(guān)專業(yè)相配套。在滿足人們對(duì)于環(huán)境舒適性需求的同時(shí)，還要考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于能源、生產(chǎn)工藝的適配性。因此，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮實(shí)際情況，滿足環(huán)境需求的同時(shí)，降低能源的消耗。對(duì)于相關(guān)從業(yè)者而言，其要在前期設(shè)計(jì)以及后續(xù)施工的過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，把握細(xì)節(jié)，針對(duì)過(guò)程中所提出的問(wèn)題和面臨的實(shí)際困境，尋找針對(duì)性的問(wèn)題解決，為后續(xù)其它工作的順利開(kāi)展，做好鋪墊。

參考文獻(xiàn)：

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