高层建筑暖通空调设计

丁卫娟罗贤兵

摘要：本文对高层建筑中暖通空调系统存在的能源高消耗问题进行的剖析，探索高层建筑节能型暖通空调的设计方法和措施，旨在建立节能环保的暖通空调系统。本文对暖通空调节能设计的原则、高层建筑节能型暖通空调设计的具体方法和措施展开分析。

关键词：高层建筑；暖通空调；节能设计

1合理的高层建筑设计是节能型暖通空调设计的基础

对于房间的空调冷热负荷，高层建筑本身围护结构的性能表现是影响其大小的直接原因。从相关的统计资料中可以看出，空调计算负荷随着围护结构传热系数的增加而增加，可以说，暖通空调设备的能耗同高层建筑围护结构的设计是否合理息息相关。因此，在进行高层建筑的设计阶段，就应该做好前期的围护结构保温性能设计工作，对此，《公共建筑节能设计标准》、《居住建筑节能设计标准》及各地方标准也对高层建筑的围护结构的传热系数的最大值作以相应的规范限制。在建筑的围护结构设计和施工方面主要注意以下几点：严格控制窗墙比，对于窗户的面积进行适当的缩小，尤其在我国北方东西朝向的建筑上，窗和墙的比例控制在0.35之内，南北朝向的可以将比例控制在0.45之内；其它地区窗墙比例控制在0.45之内；（增加“玻璃（或其他同名材料）的可见光透射比不应小于0.40或相应规范更严格限值。当不满足时应按规范进行权衡判断”）窗户玻璃的选择，优先采用保温性能良好的吸热玻璃、双层玻璃，严禁单层白玻璃的使用；窗户增加遮阳设计。采用内、外遮阳的设计可以对冬寒夏热的建筑节能起到一定的辅助作用；加强外墙保温性能，对于建筑的外墙保温，使用性能良好的隔热保温材料。另外可以对于屋顶设置遮阴棚、通风屋面等进行建设空调系统的负荷。

2暖通空调节能设计的原则

随着人民生活水平的提高以及城市化进程的步伐加快，暖通空调系统的应用日益广泛，但是由于其能耗也有所增加，因此进一步激化能源供求矛盾。因此，在暖通空调系统中应用节能工程设计，具有重要的现实意义，同时对缓解用电紧张局面，优化能源结构和提高能源利用率也具有十分重要的意义。

2.1节能原则

温度、湿度、平均辐射温度、风速以及劳动强度是影响热舒适指标的主要因素，可通过寻找这六个热舒适指标的合适比例来指导工程中节能设计的实际应用，达到舒适和节能的协调，抵抗室外气候的变化，使得房间内产生舒适的微气候。

2.2整体和局部结合原则

实行集体供暖时，把个人与全体兼顾在一定的条件下，应注意满足个人需求，不强求全面统一，这有利于节能和控制的灵活性。暖通空调系统应实现分户或者分室热量分摊的功能，确保各个房间都能独立调控室内温度。

2.3充分考虑可再生资源原则

可再生能源具有资源丰富、无污染、清洁安全、资源取之不尽可再生的优势，因此在能源日益短缺的今天，尽量利用再生能源是很有必要的。再生能源在暖通空调中的应用方式有以下几种：1）太阳能的利用；2）自然风的利用；3）地下水的利用；4）土壤能的利用；5）风能和海洋能的利用。

3高层建筑节能型暖通空调设计的具体方法和措施

3.1合理的选择暖通空调系统的设计参数

通过对室内外温度的合理分析，采取最恰当的温度值，从来确定暖通空调系统的设计参数。所采取的的数据要注意，冬天时温度不宜过低，夏天时温度不宜过高。在计算新风量的过程中，工艺要求和卫生条件都要满足要求，在此基础上尽量节约能耗。节能设计工作重要的两个参数就是室内的温度和湿度。暖通空调系统的能耗大小不仅会受到所设计的室内湿度标准和温度标准的影响，同时也会受到当地气候条件以及建筑围护结构等因素的影响。在设计的过程中，还要充分的参考产品的生产工艺以及人体的健康条件，以夏季空调冷负荷为例，在满足国家规范及舒适性的情况下采用较低/高的设计参数，可以将建筑能耗降低。因此为暖通空调系统选择合理的设计参数是非常重要的。

3.2空调冷热源的节能选择

一般情况下，空调冷热源采用换热、供热设备或是集中设置冷水机组两种方法来选择冷热源。其中第二种方式在设定时一定要注意周边的建筑物情况以及环境特征。在设定过程中，要遵循以下几点要求：第一，设定方位时，如果周边有发电厂，要充分考虑热电冷三联供、蓄冷技术等节能技术在暖通系统中的应用是否可行。第二，为了节省资源，避免其浪费，空调所在区域要采用复合源的方式进行能源的集中供热或者是供冷。第三，如果附近有足够的水资源和低热能源时，也可以利用水能源进行供热或是制冷。严格意义上来讲，就是利用一些现有的资源来进行供热或是制冷，这样不仅仅会避免浪费现象的发生，同时还能将资源有效的整合利用，真正的做到了资源可持续发展。

3.3减少输送过程中的能耗

一是在材料的选用上，可以选用保温效果好的新型保温材料对管道进行保温节能。二是在能量输送系统管理的设计上，可以选用计算机系统对供暖系统进行全面的水利平衡调试，采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术，以便有效的实现对管网流量的合理分配和控制，提高输送能量的效率，以达到节能的效果。三是在设计时考虑实用性强的动力传输系统，以保证在实际施工和使用中实现节能的效果。可以选用效率高、部分负荷特性好和大温差、低流速、低摩阻管道，输送效率高的载能介质的动力设备，这样可以有效的减少输送过程的能耗，节约能源。

3.4有效利用室外新风量

对于空调系统的节能设计，将室外新风量进行正确有效的利用是一个有效的节能方法。对于冬冷夏热的房间来说，室内空调系统的能源消耗随着室外新风量的增大而增加。对于新风量的取用，是根据空调放假的正压值来确定的。房间用途不同，对新风量的取用也有所差别。在满足国标及人员新风负荷的条件下，通过气流分布合理控制新风，以达到新风的最高利用及最小能耗，另外对于一种内部发热量较大的高层建筑，如大商场、会场等，对室内冷风（室外空气也是热风）的需求较大，尤其在夏季。

4暖通空调节能技术的应用

暖通空调节能技术是影响暖通空调设计节能效果的重要因素之一，精湛的暖通空调节能技术能够大大提高建筑工程项目暖通空调设计的节能性能与安全性能，对暖通空调的优化设计具有一定的积极影响。现今暖通空调设计中较为常用的节能技术有两种，一种是蓄冷系统节能技术，另一种是变频系统节能技术。蓄冷系统可以缓解用电高峰期的用电压力，它可以将用电高峰期的电量进行蓄冷操作，将系统内部的水制作成冰，使其在用电低峰期进行释放，这样就能够使电力资源得到有效利用，体现了该系统技术的节能性。变频系统完全符合暖通空调节能设计的要求，它可以根据暖通空调系统的实际情况自动转变频率，达到降低建筑能耗的目的，是目前建筑工程项目暖通空调节能设计中常用的暖通空调节能技术。

5结束语

随着新能源技术的开发和现有节能技术的深入发展，在今后的高层建筑暖通空调系统设计中，一定会有更好的节能设计方案出现和实施，为我国的节能环保工作服务。

参考文献：

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