(身份证：41152319900505XXXX)
摘要：节能、低碳等理念的提出使高层民用建筑暖通空调的能耗问题成为城市绿色节能发展和转型的关键点。本文通过概述高层民用建筑暖通空调设计原则，围绕设备选择、变频技术等方面探究在高层民用建筑暖通空调设计中的节能技术，进而节约暖通空调系统的运行费用，为空调系统设计提供丰富的节能措施。
关键词：民用建筑；暖通空调；节能技术
前言：暖通空调系统在高层民用建筑中可以调节室内的气流速度、空气温度、湿度等要素，进而为人们创设舒适的工作、生活条件。但暖通空调系统也存在一定的能耗问题，并增加了废气的排放量。因此有必要通过优化暖通空调节能设计内容，减少民用建筑能耗，满足国家相关节能环保要求，促进建筑行业的可持续发展。
一、高层民用建筑暖通空调设计要求
（一）节能减排要求
高层民用建筑暖通空调节能设计中的关键原则是节能低碳，依托绿色可持续发展理念，结合时代发展趋势进行节能设计，可以降低暖通空调系统在运行阶段的能源浪费，同时保护环境，实现经济、生态、节能的统一化。新时期民用建筑的暖通空调系统能耗占据建筑总体能耗的30%，因此为了落实国家关于节能环保和可持续发展的相关政策，建议在暖通空调系统节能技术的应用中围绕节能减排原则，降低废气排放量，科学配置资源。
（二）舒适健康要求
暖通空调的主要功能是调节温度，保证室内处于冬暖夏凉的状态，优化人们工作、生活的舒适度。因此，暖通空调系统应依据舒适、健康的原则，在节能设计过程中使用环保、无害材料，优化室内空气质量和舒适度，并减少电能使用量，达成绿色环保的目标。
二、高层民用建筑暖通空调设计的节能技术研究
（一）案例分析
以某酒店为例，该建筑总面积38000m2，总层数23层，地上21层、地下2层，1-3层为商业区、2 -5层为餐厅、6层是办公区域、7-21层是客房区。在暖通系统节能设计工作中，设计人员结合系统空调特征，按照《公共建筑节能设计标准》科学选取节能技术，进行系统节能设计，实现系统节能优化。
（二）暖通系统节能技术分析
1.设备选择
其一，本项目中包含总供冷量是4887KW的螺杆热回收冷水机组、燃气锅炉用该方案的优势如下：设备中包含健全的热回收系统，可以保证对酒店住户和员工的热水供应。空调冷源中螺杆热回收冷水机组性能系数大于5.1，负荷系数大于5.6，在大堂内部使用分层方式。进而降低30%冷量，将大堂空调机房中设置排风热回收装置；餐厅围绕“上送上回”原则，在机房内设置栅格上回风。在本项目中通过该设备能够进行无级调节，在15%-100%的负荷中自由选择级数，并具有自控系统，可以提升暖通空调的节能效率，相较于一般空调系统能节省25%的能耗[1]。其二，对于该项目中商业区超市等空间和面积较大的区域，需要采用“全空气”空调系统，将全新风工作模式应用于过渡季节。其四，将一体化电动平衡调节阀设置在空调机组中的回水管内，从而克服冷冻水系统水力较低的问题，降低冷冻水系统的能源消耗。
2.变频技术应用
变频技术可以结合室外温度、室内温度对空调系统进行调节，进而最大程度地利用资源，其中子系统间相互独立，各个系统无需一同工作，能够降低电能浪费，借助智能控制模式，科学管理建筑暖通功能系统。变频技术可以依托阳光强度、空间人群密度，利用变频技术调节机组能量的输出，从而降低30-40%的能耗。一般暖通系统中冷却水泵、空调冷冻水泵、空调机组风机等设备均具有变频能量调节的功能，可以提升系统变频质量，提升节能效率。
3.空调冷冻系统管理
在设计空调冷冻系统时，建议借助以下方式降低能源浪费：首先，科学应用闭式循环系统，减少静水率所需的电能消耗，避免设备和管道的腐蚀，延长暖通空调系统的使用寿命。其次，当实际温度满足室内系统设计温度时，增加冷冻水温度，并提升制冷机的蒸发温度，减少制冷过程中的能耗。最后，应增加冷冻水供水和回水的温度差，降低循环水实际运行的流量，减少能源消耗。
4.热源系统管理
本项目的生活用热方面，需要使用蒸发量是3500kg/h的蒸汽锅炉作为酒店生活热水和蒸汽用热的热源，系统的饱和蒸汽温度为180℃，额定饱和蒸汽的压力是1.0MPa[2]。
锅炉房分汽缸通过对蒸汽进行检验操作，使其转变为生活用热的能源，可以连接卫生间、餐厅等区域，其中生活热水的蒸汽表压是0.2MPa，厨房蒸汽压力是0.2MPa。在地下一层设置热交换站，使用热水二次循环系统、换热器等装置，将热水经过管网分配至用水点。此外，可以结合蒸汽的回收结水装置，通过软化水进行蒸汽的补水操作，并在软化水间设置系统定压、水处理装置、膨胀装置。
5.空调水系统节能技术
通过对本项目供冷系统负荷进行分析和研究后，使用2台热回收螺杆机组对酒店进行供冷，将设备设置在主建筑的地下室中，总体制冷量是4887kW,单位冷量是128W/m2，供回水温度达到7℃/12℃，进出水温度是32℃/37℃，同时暖通系统利用膨胀高位水箱实现定压操作，并将水箱、冷却塔设置在客房建筑屋顶位置[3]。水系统节能技术的主要应用方式如下：首先，通过异程连接方式设计空调水系统，构建二级泵变的冷冻水流量体系，其中制冷主机和一级泵对应，而二级泵借助末端负荷需求，调整流量完成正常运行，一部分服务于客房、另一部分服务于底层服务区。其次，能量计量装置设置在系统的各分区内，进而实时、有效地监测能耗的情况。再次，建议将水力平衡静态阀设置在系统的主干管道上，科学调节水系统的平衡，进而突出节能优势。最后，将压力、温度传感器和电动蝶阀一同安装在冷水机组中管道上，借助“联锁控制”技术对装置的开启和关闭进行控制，实现空调暖通的智能化节能管理。
6.节能自控技术
建议对建筑暖通空套系统通过BAS模式加强自控管理，具体管理方式包含以下几方面：借助“过程控制”管理中央控制系统，其中包含“自动调控”功能，当水泵和制冷剂无法和系统进行常规联动时，建议将控制器与备用水泵、制冷机组连接，通过联锁模式设计系统，具体连接模式如下：制冷机组需要和冷冻水泵进行联动，打开制冷机中出水管的电动阀门，当水流经过蒸发器后，水流感应器会迅速识别，使控制器发出指令，联动冷却水泵、电动阀门、冷却水塔等设备。此外，BAS模式对于制冷系统中群控部分采取跟踪、监测、不控制的方式，实现水泵、制冷机组、冷却塔之间的可轮换使用。
将常闭式两通电动旁通阀装设在冷却系统管道中，确保冷却水的温度超过15℃。若冷却水塔处理过后的温度小于20℃，建议相继关闭水塔的散热风机。同时，给水泵、锅炉的控制系统由锅炉厂生产，而BAS应获取系统网关，密切监控系统的运行情况。BAS负责控制管路上的必要仪表、锅炉的开关等过程，并对其经济运行状态实现监测，突出系统节能优势。此外可以在部分房间中装设温度感应器，控制水路调节阀并测量室温，将其和AHU联合，在BAS系统中显示机组运行状态，使BAS对室温进行科学控制。
7.风系统节能技术
在高层民用建筑中，空调通风系统需要结合空间的面积和种类进行选择：对于室内空间较大的区域主要采取全空气系统，而厨房、餐厅等区域可以选择直流空调系统；计算机控制区和监控区应设置恒湿、恒温的空调系统、变配电系统可以借助多联机模式进行调节。风系统的主要节能工作包含以下内容：其一，针对面积较大的室内空间建议安装CO2探测仪，监测空间中CO2含量，并增加全热空气交换设备，对排风中的冷量实现回收利用。其二，针对客房区域的排风、新风系统功能，应采取变风量技术，结合酒店入住率进行调控，并对空调风管设置保冷和保温装置。其三，在过渡季节需要加装超压过滤器的报警装置，进而最大程度地应用室外新风，节省能源使用量。
（三）新能源技术的应用
其一，地源热泵技术。该技术主要借助浅层地热能源对建筑进行制冷和供热，其中地热能源分布在地下的浅层区域，不会受到季节环境的影响，可以使温度保持在较为稳定的区域。因此，建议民用建筑暖通空调节能设计中利用地能，在夏季转变为冷源，并利用地源热泵将室内热量传递至地层中。同时，可以将地源热泵当作暖通空调的蓄热设备，进而合理、有效地利用能源，规避能源浪费问题，通过地源热泵技术进行节能设计。
其二，太阳能技术。太阳能技术可以通过被动和主动两种模式实现应用，其中主动传播的建设成本较多，同时对于设计人员的专业要求较高，因此在民用建筑中应用次数较少。而被动利用模式的适用范围较广，且整体结构简单，设计人员可以借助室内朝向、建筑特点加强系统系统设计，例如应用光电板、集热板、集热墙等装置，提升暖通空调对于太阳能的利用效率，达成节能降耗效果。
结论：综上所述，暖通系统是高层民用建筑建设的关键部分，其节能设计对于建设项目的经济效益和社会效益影响巨大。因此，暖通系统设计人员需要结合节能方案，依据系统实际情况进行优化和改良，并在设计完成后开展严格的复核与科学论证工作，进而使暖通空调系统最大程度地利用资源，发挥良好的节能效果。
参考文献：
[1]肖龙洋,宋晋.民用建筑暖通空调系统节能设计措施分析[J].绿色环保建材,2020，(03):38+40.
[2]王亮.对民用建筑暖通空调系统节能设计措施的探讨[J].智能城市,2019,5(19):132-133.
[3]丁金涛.高层民用建筑暖通空调设计的节能技术分析[J].居舍,2019，(22):92.