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建筑暖通空调设计的主要原则与设计要点杨晓刚

发表时间：2020/8/11 来源：《基层建设》2020年第10期作者：杨晓刚

[导读] 摘要：在社会经济快速发展过程中，建筑施工水平也日益进步，相应增加了建筑工程数量。

        身份证号码：61012419830608xxxx
        摘要：在社会经济快速发展过程中，建筑施工水平也日益进步，相应增加了建筑工程数量。居住者对于建筑系统设计要求也不断提升，暖通空调系统是建筑的重要系统，其设计水平会对建筑内部空气环境和舒适度造成直接影响。
        关键词：建筑暖通空调设计；主要原则；设计要点
        引言
        建筑总能耗中，暖通系统能耗占据30%~50%，若能降低暖通系统能耗，对建筑节能和环保都具有重要现实意义。因此，从暖通设计中就必须秉承节能理念，针对不同的方面制定有效的节能措施，从而在保证系统功能的前提下，实现节能目标。
        1建筑暖通空调设计主要原则
        1.1满足实用性需求
        暖通空调设计，尤其是暖通空调在很多高层大楼应用的设计，对施工方案的要求非常高。因此，设计主体必须遵循实用性原则。对于高层建筑暖通空调项目，利益相关者必须深入了解高层建筑的温度和湿度要求，并且清楚与低层建筑的差异性。此外，设计部门还必须考虑暖通空调系统的各种型号和规格之间是有所差异的，因此在实际安装过程中，必须要注意操作的安全性，避免发生一些事故，例如漏电、跳闸等，在安装过程中还需要注意暖通空调与其他设施之间的协调，安装时要进行美学和艺术方面的考虑。
        1.2遵循低碳型理念
        暖通空调项目必须要保证不能对环境产生污染，同时还需要满足节能的要求，使暖通空调节能项目能够达到协调统一的同时，满足生态、环保的要求。与此同时，暖通空调可以有效的减少实际运行中对环境产生的负面影响，这是节能暖通空调项目低碳设计的要求。从本质上讲，暖通空调可以有效地对于绿色环保的要求。在暖通空调系统的设计过程中，对许多方面（例如建筑技术和材料）必须严格的进行要求，只有这样才能更好地实现节能和环保的目标。
        2建筑暖通空调设计要点
        2.1恰当选择热源
        建筑暖通空调系统节能设计中体现绿色理念往往需要首先从源头入手，如果能够选用较为清洁高效的能源，必然也就可以有效实现节能优化，有助于环境保护。当前我国北方地区供暖基本采用集中供热方式，制冷冷源基本选择电能；而南方绝大部分建筑暖通空调系统的冷热源选择均为电能，借助于电热转化方式来为建筑物供热或者制冷，该方式的应用不仅仅会产生严重的能耗损失，还会因为电力系统的运行带来环境污染，成为绿色理念应用的重要着眼点。除北方地区的集中供热外，在热源选择方面，我们应该因地制宜，由建筑种类及使用特点进行分析，选择相应的热源，例如采用空气源热泵、地源热泵等、太阳能等。例如在部分地区地热能的应用可以表现出明显优势，借助于地源热泵能够有效取代传统电力能源的运用，进而发挥出较强的节能环保作用。地热能源的应用可以从建筑物所处区域的土壤中获取低品位热能，同时借助于少量电能，进而也就能够服务于建筑物，发挥暖通空调系统的功能。因为地缘热能的应用主要是完成建筑物和所处区域的换热交互，如此也就可以有效缓解热岛效应，避免因为暖通空调系统的运行给周围环境带来压力。当然，这也就需要相关人员充分调查建筑物所处环境，充分分析当地是否存在可用的地热能源，进而辅助设计人员进行灵活设计，促使建筑暖通空调系统高效稳定运行。
        2.2精确负荷计算
        供暖、空调、制冷等技术手册指出，对于高层办公室和高层酒店而言，在夏季的时候，其中暖通空调系统的估计冷却负荷为94～163W/m2和210～240W/m2。

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然而，在高层建筑的实际暖通空调设计过程中，空调的总装机容量通常取决于各种因素，并且投资空调系统的初始安装成本也有所增加。因此，在设计高层建筑的暖通空调系统时，虽然设计人员估算负荷指数可以简单地计算负荷，但是不能这样。这样做只能增加制冷设备的安装容量，会大大减少资源利用率，同时还会影响冷却器的工作效率。因此，有必要考虑到这类建筑物区域内供热和制冷单元的负荷，将获得的值作为参考材料进行参考，即时进行计算，最后获得相应的实际值。这有效地减少了能量损失和后续维护次数，在设计高层建筑的暖通空调系统时，需要对所有的安全风险进行全面的分析评价。
        2.3充分运用自然风
        建筑暖通空调系统节能设计在绿色理念下还需要充分关注于自然风的运用，如果能够在建筑暖通空调系统运行中协调运用自然通风，必然也就可以有效缓解暖通空调系统运行压力，达到理想节能效果。基于此，设计人员往往需要重点调查了解当地自然风状况，结合建筑物现有门窗结构进行恰当布置，促使自然通风效果更强，能够较好针对建筑物内部空间进行除热除湿，进而降低暖通空调系统运行带来的大量电能消耗。这也就需要暖通空调系统设计人员协同建筑工程主体结构设计人员，对于自然通风的方向以及风速进行协调，确保自然通风效果更强，尤其是在空气流通阻力的构建上，更是应该综合考虑。此外，在建筑物自然通风设计处理中往往还需要充分考虑到空气质量状况，可以综合利用新风系统进行优化配置，促使建筑物在自然通风中形成较强空气净化效果。
        2.4节能设计
        （1）在空调系统中引入监测及自动控制，如参数实时监测、设备与系统参数状态显示、系统自动控制及调节和不同工况条件下的自动转换。（2）在春秋两季应严格规定空调系统开启时间，不必要时建议采用自然通风；另外设计中还应给出提出以下规定：当空调开启时，室内的门窗必须关闭，人离开前将空调关闭等。（3）借助传感技术并根据自动控制基本理论，对室内的温度和湿度做实时监测，根据监测结果对空调参数进行设定，保证空调系统始终处于高效区段运行。（4）设计中规定好过滤器的检查、清洗及更换的周期，对于新风过滤器，一般15~30d进行一次清洗，对于风机盘管处所设过滤，一般30~40d进行一次清晰，当检测发现过滤器实际阻力超过最大阻力要求时，应对其进行更换。（5）严格执行空调开启条件，当夏季室内温度超过30℃时即可开启空调，当冬季室内温度不足6℃时即可开启空调。但夏季空调制冷温度不能低于26℃，冬季空调制热温度不能超过20℃。考虑到传统空调系统需要使用遥控器进行控制，随意性较强，不便于管理，故应在有条件时采用智能控制器。当采用智能控制器时，将夏季制冷时的上下限温度分别确定为30℃和26℃，将冬季制热时的上下限温度分别确定为26℃和20℃。这种情况下，如果夏季室内温度在30℃以下或冬季室内温度超过20℃，则空调电源关闭，即便有人操作遥控器也不会启动；另外，夏季室内温度符合开启空调的条件，但开启一段时间后室内温度降至26℃以下，则空调自动关闭；同理，冬季室内温度符合开启空调的条件，但开启一段时间后室内温度升至20℃以上，空调也将自动关闭。这种全新的控制模式和以往由人工采用遥控器根据自身感觉进行控制的方式相比，能节省很大一部分能源，节能效果十分显著，值得参考借鉴。
        结语
        综上所述，有必要加强在建筑暖通空调系统设计中的基本要求和实际改革。这是提高建筑物运营安全性和创造舒适居住环境的有效途径。在实际的设计过程中，相关实体共同执行暖通空调设计原则，满足各种暖通空调建筑物的基本需求，并结合独特的结构和特性开发可行的解决方案，为暖通空调的良好可持续发展奠定基础。
        参考文献：
        [1]孙中亚.高层建筑暖通空调设计要点研究[J].建材与装饰，2019（23）：145-146.
        [2]高志强.现代大空间建筑暖通空调的设计与节能分析[J].居业，2019（07）：28-29.
        [3]陈述权.浅论高层建筑暖通空调设计关键要点[J].智能城市，2019，5（12）：21-22.