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摘要：随着社会对环境污染的关注，建筑暖通空调的设计越来越注重其节能设计。暖通空调的节能设计研究不仅降低了能源消耗、提高了人们的生活环境，而且提高了能源的利用率，对社会经济的可持续发展起到推动作用。因此，本文就暖通节能空调的设计原则为切入点，分析探讨了暖通空调的节能设计方法，并对其建筑暖通空调节能优化设计的措施进行了详细的阐述，以供参考。
关键词：建筑工程；暖通空调；节能设计；优化措施
中图分类号： TU198 文献标识码： A
引言
随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高，大多数人都希望居住环境能够冬暖夏凉且能保持空气流通。因此，具有采暖、通风、调节空气作用的暖通空调成为多数人的选择。但是，暖通空调的能耗较大，不仅会使能源快速消耗，还会增加能源消耗而引起的环境问题。暖通空调的节能设计能够有效地实现能源保护，同时对环境保护也有重要意义。
一、暖通节能空调的设计原则
1、基本原则——节能
节能暖通空调最最基本的原则就是节能，在节能设计过程中，热舒适指标是实际应用的指导。对于热舒适指标的影响因素主要是：温度、空气湿度、风速、劳动强度以及辐射温度。对上述因素进行合适比例的探索和组合，对舒适和节能进行现实协调。并且对建筑物的导热性进行适当的围护，对室外的气候变化进行应对，保证室内的舒适性。此外，在设计管路系统时需要简化，耗材量得到了减少，节约了投资。
2、满足日常生活环境要求
保持人体舒适的主要因素是舒适环境，但是，日常生活中的光线、声音和色彩也是影响舒适不可忽略的因素，比如：在人们居住的室内环境中，要以暖色调为主，这样不仅使室内温度得到了相对降低，而且起到节能目的。
3、控制室内空气品质
通风量大是暖通节能空调的设计趋势，解决空气质量是最重要的问题。因此，对室内气流进行合理的排风、进气，对室内空气质量进行提高，不仅保障了室内空气质量，而且达到了节能目的。
二、暖通空调的节能设计方法
暖通空调的节能设计可从制冷主机、能源、围护结构几个方面入手，设计过程中，应根据暖通空调的运作方式选择合适的制冷主机，利用可再生能源能够有效保护能源，在设计围护结构时应采用节能型围护结构。暖通空调的节能设计方法见图1。
图1暖通空调节能设计方法
1、选择合适的制冷主机
在选择制冷主机时，应考虑到暖通空调的运作状况。通常，暖通空调大部分时间都是由部分负荷运作，因此，在选择制冷主机时，可由多台冷水机组中选出一台，将选出的冷水机组设置为变频机组，并将其应用于暖通空调部分负荷运作过程中，以调节空调的负荷。选择合适的制冷主机是暖通空调较为重要的节能方式。暖通空调在进行部分负荷运作时，能源消耗较高。在设计部分负荷运作的暖通空调时，应注意能量与热量的转换比率(即COP)。COP会随着外界温度的改变而产生变化，在设计时应使其能够随着外界环境温度变化作出相应的调整，使其更加节能，提高暖通空调的智能化水平。
2、利用可再生能源
目前建筑多采用高品位能源为空调提供能量，其中以电力为主，但随着不可再生能源的日益紧缺，绿色可再生能源的开发和利用也得到人们的重视。本章节阐述了可再生能源在暖通空调节能设计中的应用，通过绿色能源（如风能、太阳能等）的使用，达到节能目的。
2.1 自然风能的正确使用
利用自然风能可以是说节能设计里的重要组成部分。通过自控系统，感知室内外温度的差异，当室外温度较低时，则可利用室外自然风的冷量满足室内对冷负荷的需求，可采用新风供冷，或夜间通风储冷。这种情况一般出现在夜间，或供冷的过度季节。利用自然风供冷的模式，大大降低了运行用电量，甚至可以不用电，不仅节约能源，同时起到改善室内空气环境的作用。
2.2 太阳能的利用
太阳能不仅可以用来采暖，还可以用于制冷。随着太阳能技术的不断研究开发，太阳能的集热器可以承受高温、高压、冰雹等恶劣天气环境造成的影响，使利用太阳能进行采暖成为可能。利用太阳能进行制冷有3种方式：压缩式、吸收式及吸附式。压缩式就是将太阳能转换为电能再进行制冷；吸收式是指通过配置溴化锂和水溶液或氨水溶液吸收太阳能而制冷的系统。
3、采用节能型围护结构
暖通空调的围护结构对空调能耗有较大的影响，采用节能型的围护能够有效地降低暖通空调的负荷，进而改善空调冷热源的浪费情况。在设计暖通空调的围护结构时，应充分考虑空调的遮阳和吸热措施，使其能够将外界条件转变为可利用能源，例如在室外温度较低时，直接将空气作为能源。同时，采用节能性材料也是暖通空调节能的途径。利用可回收或再生材料制作暖通空调的围护，能够减少能源浪费。
三、建筑暖通空调节能优化设计的措施
1、建筑热工性能的优化设计
在设计建筑方案的阶段，空调的负荷能力基本已经确定。外围护结构具有传热损失高的特点，尤其是寒冷地区，传热损失可以在70%以上，由此可见，优化设计外围护结构对于减少暖通空调能耗是非常重要的。首先，方案设计的初期，应全面分析建筑平面布置、外立面、自然通风、不同朝向太阳的辐射照度等各种因素会对建筑能耗产生的影响。夏季时，尽量使日照时间减少，对夏季风充分利用以达到自然通风，降低室内温度的目的。冬季时尽量最大程度的获取充足日照热，提高室温。其次，围护结构在设计其热工性能时应符合国家规定的节能规范，对围护结构设计给予一定优化，选择传热系数相对较小且热阻大的材料，窗墙比与形体系数严格控制，避免选用玻璃屋面或者玻璃幕墙。外窗接受的日照时间较长，受到的太阳幅度也会明显较大，因此设计时应考虑到建筑内外遮阳问题，增加屋顶与外墙的绿化植被，提高建筑的节能特征，改善建筑自身构造完善节能措施。
2、设计参数的合理选择
2.1 设计参数的合理性
空调负荷的计算需要设计参数作为依据，主要包括空气流速、洁净度與温湿度等，设计参数的变化会对空调负荷产生直接影响。据统计，夏季时空调每提高1K的温度，主机负荷就能够减少至少8%-10%，节约能耗为6%-11%。所以，确定室内参数应当注意结合实际的建筑使用情况，合理范围内对夏季时的空调温度适当提高，对冬季时室内采暖温度适当降低。空间内若使用吊顶进行辐射采暖或者地板采暖，冬季时温度的设计允许低于规定1-2K，夏季时允许提高1-2K。
2.2 空调系统的精心设计
水管、风管的布置应遵循“短、平”原则，对消防水管以及电缆桥架具体走向综合考虑，尽量避免走“回头路”或者拐弯。在有足够充足的安装空间以及具备一定经济条件的基础上减少流速减小管路阻力，对水泵扬程以及风机尽量减少，降低能耗。
2.3 数据的准确计算
设备选型主要的依据就是数据，在水力计算以及空调负荷的计算时，估算过于保守或者过于粗略都会导致空调设备的风机扬程、水泵扬程与主机容量增大，一定程度上增加成本，产生能源浪费。因此精准计算是保证暖通空调节能技术的基础。
3、空调系统的优化设计
3.1 空调风系统
根据空调系统的性能分析和实际调研，发现空调系统在运行过程中会有大量的热量产生，如果这些热量不能顺利地从建筑物进行排放，将对空调运行系统的质量产生影响，因此，有必要对空调运行系统的热量排放进行优化设计。从实验数据分析中，我们认为水环热泵空气调节系统的效果非常明显，而且改系统的运行费用不高，不会增加空调系统太多的费用。
3.2 空调水系统
开式系统之所以会耗费较大的能量是因为开式系统在运行过程中会产生较大的水泵扬程，因此，在空调水系统的节能设计中，我们采用的是闭式循环水系统。而在闭式的循环水系统中，由于三管制水系统的冷水和热水都经过同一根水管作为回路，热水和冷水混搭在一起，就会损失热量，同时因为空调系统管径的回路的确定与其所产生的运行费用有着较大的关联，建筑物越大，空调系统管径的回路也就越大，这个时候可以考虑选择双级泵系统。
3.3 空调冷热源
集中设置的冷(热)水机组或换热设备是空气调节系统的冷热源最佳选择。然而，现在市场上的各种机组、设备品种繁多，各种类型都有其独自的特点和使用限制条件，空调冷热源设计方案受到诸多因素的影响，比如是占地面积、使用特征、环保规定和运行费用等等，因此，设计员必须先做好上述诸多因素的调研，并且做好各方面的综合论证才能进行最终的方案确定。
结束语
总而言之，暖通空调节能优化设计不仅可以降低能源消耗，而且能够有效保护能源、改善环境，使其经济效益得到提高，对经济的可持续发展起到推动作用。因此，利用空调的设计原则，结合实际工程的具体情况，制定合理的、有效的暖通空调优化设计方案，降低暖通空调工程是能量消耗，从而促进我国建筑行业的健康发展以及能源的可持续发展。
参考文献
[1]田高磊,郑光绪.浅谈暖通空调节能设计[J].建材发展导向.2013(3).
[2]伍小亭.暖通空调节能设计思考[J].暖通空调.2012(42).
[3]樊宪领.论暖通空调节能设计优化措施[J].城市建设理论研究.2012(6).
关键词：建筑工程；暖通空调；节能设计；优化措施
中图分类号： TU198 文献标识码： A
引言
随着人们生活水平的提高，人们对生活环境的要求也越来越高，大多数人都希望居住环境能够冬暖夏凉且能保持空气流通。因此，具有采暖、通风、调节空气作用的暖通空调成为多数人的选择。但是，暖通空调的能耗较大，不仅会使能源快速消耗，还会增加能源消耗而引起的环境问题。暖通空调的节能设计能够有效地实现能源保护，同时对环境保护也有重要意义。
一、暖通节能空调的设计原则
1、基本原则——节能
节能暖通空调最最基本的原则就是节能，在节能设计过程中，热舒适指标是实际应用的指导。对于热舒适指标的影响因素主要是：温度、空气湿度、风速、劳动强度以及辐射温度。对上述因素进行合适比例的探索和组合，对舒适和节能进行现实协调。并且对建筑物的导热性进行适当的围护，对室外的气候变化进行应对，保证室内的舒适性。此外，在设计管路系统时需要简化，耗材量得到了减少，节约了投资。
2、满足日常生活环境要求
保持人体舒适的主要因素是舒适环境，但是，日常生活中的光线、声音和色彩也是影响舒适不可忽略的因素，比如：在人们居住的室内环境中，要以暖色调为主，这样不仅使室内温度得到了相对降低，而且起到节能目的。
3、控制室内空气品质
通风量大是暖通节能空调的设计趋势，解决空气质量是最重要的问题。因此，对室内气流进行合理的排风、进气，对室内空气质量进行提高，不仅保障了室内空气质量，而且达到了节能目的。
二、暖通空调的节能设计方法
暖通空调的节能设计可从制冷主机、能源、围护结构几个方面入手，设计过程中，应根据暖通空调的运作方式选择合适的制冷主机，利用可再生能源能够有效保护能源，在设计围护结构时应采用节能型围护结构。暖通空调的节能设计方法见图1。
图1暖通空调节能设计方法
1、选择合适的制冷主机
在选择制冷主机时，应考虑到暖通空调的运作状况。通常，暖通空调大部分时间都是由部分负荷运作，因此，在选择制冷主机时，可由多台冷水机组中选出一台，将选出的冷水机组设置为变频机组，并将其应用于暖通空调部分负荷运作过程中，以调节空调的负荷。选择合适的制冷主机是暖通空调较为重要的节能方式。暖通空调在进行部分负荷运作时，能源消耗较高。在设计部分负荷运作的暖通空调时，应注意能量与热量的转换比率(即COP)。COP会随着外界温度的改变而产生变化，在设计时应使其能够随着外界环境温度变化作出相应的调整，使其更加节能，提高暖通空调的智能化水平。
2、利用可再生能源
目前建筑多采用高品位能源为空调提供能量，其中以电力为主，但随着不可再生能源的日益紧缺，绿色可再生能源的开发和利用也得到人们的重视。本章节阐述了可再生能源在暖通空调节能设计中的应用，通过绿色能源（如风能、太阳能等）的使用，达到节能目的。
2.1 自然风能的正确使用
利用自然风能可以是说节能设计里的重要组成部分。通过自控系统，感知室内外温度的差异，当室外温度较低时，则可利用室外自然风的冷量满足室内对冷负荷的需求，可采用新风供冷，或夜间通风储冷。这种情况一般出现在夜间，或供冷的过度季节。利用自然风供冷的模式，大大降低了运行用电量，甚至可以不用电，不仅节约能源，同时起到改善室内空气环境的作用。
2.2 太阳能的利用
太阳能不仅可以用来采暖，还可以用于制冷。随着太阳能技术的不断研究开发，太阳能的集热器可以承受高温、高压、冰雹等恶劣天气环境造成的影响，使利用太阳能进行采暖成为可能。利用太阳能进行制冷有3种方式：压缩式、吸收式及吸附式。压缩式就是将太阳能转换为电能再进行制冷；吸收式是指通过配置溴化锂和水溶液或氨水溶液吸收太阳能而制冷的系统。
3、采用节能型围护结构
暖通空调的围护结构对空调能耗有较大的影响，采用节能型的围护能够有效地降低暖通空调的负荷，进而改善空调冷热源的浪费情况。在设计暖通空调的围护结构时，应充分考虑空调的遮阳和吸热措施，使其能够将外界条件转变为可利用能源，例如在室外温度较低时，直接将空气作为能源。同时，采用节能性材料也是暖通空调节能的途径。利用可回收或再生材料制作暖通空调的围护，能够减少能源浪费。
三、建筑暖通空调节能优化设计的措施
1、建筑热工性能的优化设计
在设计建筑方案的阶段，空调的负荷能力基本已经确定。外围护结构具有传热损失高的特点，尤其是寒冷地区，传热损失可以在70%以上，由此可见，优化设计外围护结构对于减少暖通空调能耗是非常重要的。首先，方案设计的初期，应全面分析建筑平面布置、外立面、自然通风、不同朝向太阳的辐射照度等各种因素会对建筑能耗产生的影响。夏季时，尽量使日照时间减少，对夏季风充分利用以达到自然通风，降低室内温度的目的。冬季时尽量最大程度的获取充足日照热，提高室温。其次，围护结构在设计其热工性能时应符合国家规定的节能规范，对围护结构设计给予一定优化，选择传热系数相对较小且热阻大的材料，窗墙比与形体系数严格控制，避免选用玻璃屋面或者玻璃幕墙。外窗接受的日照时间较长，受到的太阳幅度也会明显较大，因此设计时应考虑到建筑内外遮阳问题，增加屋顶与外墙的绿化植被，提高建筑的节能特征，改善建筑自身构造完善节能措施。
2、设计参数的合理选择
2.1 设计参数的合理性
空调负荷的计算需要设计参数作为依据，主要包括空气流速、洁净度與温湿度等，设计参数的变化会对空调负荷产生直接影响。据统计，夏季时空调每提高1K的温度，主机负荷就能够减少至少8%-10%，节约能耗为6%-11%。所以，确定室内参数应当注意结合实际的建筑使用情况，合理范围内对夏季时的空调温度适当提高，对冬季时室内采暖温度适当降低。空间内若使用吊顶进行辐射采暖或者地板采暖，冬季时温度的设计允许低于规定1-2K，夏季时允许提高1-2K。
2.2 空调系统的精心设计
水管、风管的布置应遵循“短、平”原则，对消防水管以及电缆桥架具体走向综合考虑，尽量避免走“回头路”或者拐弯。在有足够充足的安装空间以及具备一定经济条件的基础上减少流速减小管路阻力，对水泵扬程以及风机尽量减少，降低能耗。
2.3 数据的准确计算
设备选型主要的依据就是数据，在水力计算以及空调负荷的计算时，估算过于保守或者过于粗略都会导致空调设备的风机扬程、水泵扬程与主机容量增大，一定程度上增加成本，产生能源浪费。因此精准计算是保证暖通空调节能技术的基础。
3、空调系统的优化设计
3.1 空调风系统
根据空调系统的性能分析和实际调研，发现空调系统在运行过程中会有大量的热量产生，如果这些热量不能顺利地从建筑物进行排放，将对空调运行系统的质量产生影响，因此，有必要对空调运行系统的热量排放进行优化设计。从实验数据分析中，我们认为水环热泵空气调节系统的效果非常明显，而且改系统的运行费用不高，不会增加空调系统太多的费用。
3.2 空调水系统
开式系统之所以会耗费较大的能量是因为开式系统在运行过程中会产生较大的水泵扬程，因此，在空调水系统的节能设计中，我们采用的是闭式循环水系统。而在闭式的循环水系统中，由于三管制水系统的冷水和热水都经过同一根水管作为回路，热水和冷水混搭在一起，就会损失热量，同时因为空调系统管径的回路的确定与其所产生的运行费用有着较大的关联，建筑物越大，空调系统管径的回路也就越大，这个时候可以考虑选择双级泵系统。
3.3 空调冷热源
集中设置的冷(热)水机组或换热设备是空气调节系统的冷热源最佳选择。然而，现在市场上的各种机组、设备品种繁多，各种类型都有其独自的特点和使用限制条件，空调冷热源设计方案受到诸多因素的影响，比如是占地面积、使用特征、环保规定和运行费用等等，因此，设计员必须先做好上述诸多因素的调研，并且做好各方面的综合论证才能进行最终的方案确定。
结束语
总而言之，暖通空调节能优化设计不仅可以降低能源消耗，而且能够有效保护能源、改善环境，使其经济效益得到提高，对经济的可持续发展起到推动作用。因此，利用空调的设计原则，结合实际工程的具体情况，制定合理的、有效的暖通空调优化设计方案，降低暖通空调工程是能量消耗，从而促进我国建筑行业的健康发展以及能源的可持续发展。
参考文献
[1]田高磊,郑光绪.浅谈暖通空调节能设计[J].建材发展导向.2013(3).
[2]伍小亭.暖通空调节能设计思考[J].暖通空调.2012(42).
[3]樊宪领.论暖通空调节能设计优化措施[J].城市建设理论研究.2012(6).