2018谈暖通空调的节能设计与施工

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　　摘要：本文从能源节约出发，揭示了暖通空调节能的重要性和必要性，科学的分析了建筑环境对空调节能的影响，并提出了暖通空调系统节能的设计方向，最后就加强和改进暖通工程质量控制与管理提出了可行性措施。
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　　 关键字：暖通空调；系统；建筑环境；节能
　　Abstract: This paper, based on the energy saving, reveals the energy-saving air conditioning, analyses the importance and necessity of scientific building environment on the influence of the air conditioning energy saving, and puts forward the hvac system energy saving design direction. Finally it focuses on the strengthening and improving hvac project quality control and management proposed the feasible measures.
　　Key word: hvac; system; building environment; energy saving
　　
　　
　　 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：
　　一 前言
　　 能源为经济的发展提供了动力，但是由于各种原因，能源的发展往往滞后于经济的发展。近几年，中国的国民生产总值的增长率维持在约lO％，但是能源的增长率只有3％ ～4％ ，这样的形势要求我们必须节能。建筑能耗在社会总能耗中的比例较大，发达国家的建筑用能一般占到全国总能耗的30％ ～40％；中国采暖区的城镇人口虽然只占全国人口的13．6％，但是采暖用能却占全国总能耗的9．6％。建筑节能是建筑发展的基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。现代建筑的必要组成部分暖通空调领域也已经受到这种趋势的影响，暖通空调系统中的节能正在引起暖通空调工作者的注意，并且针对不同的国家、地区的能源特点和不同建筑的采暖、通风、空调要求发展着相关的节能技术。研究建筑环境，了解暖通空调负荷产生的原因及影响因素，可以更加合理地提出解决问题的方法。
　　二 建筑环境对空调节能的影响
　　 建筑环境是影响空调能耗的重要因素，从建筑环境着手考虑是解决空调节能间题的关键。建筑环境包括室外环境和室内环境。
　　2.1室外环境的影响
　　 空调负荷的确定是建立在克服室外环境影响的基础上，研究空调节能应该充分利用室外对室内的热作用和室外环境中的有利因素，使之对改善室内热环境起到积极的作用。
　　 (1)气候条件对空调负荷的影响。空调负荷的确定受室外气候影响较大，而且对于空调、采暖和通风系统，其室外参数的选取也不相同。室外干球温度、空气的相对湿度以及太阳辐射是对空调负荷影响较大的气象资源因素。设计人员在建筑规划设计阶段必须充分考虑这些气象因素，有效结合当地的大气环流因素和地理因素，让暖通空调节能规划设计更加符合节能标准，以实现预期的节能目标。
　　 (2)建筑绿化对空调节能的影响。建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用，而且对于建筑隔热节能也有重要作用。空调建筑周围植树和良好的绿化能降低小气候的温度，调节、减少建筑物吸收的太阳辐射量，改变环境的热、湿平衡，降低建筑空调负荷，实现建筑节能。据研究，在夏季可降低室外向建筑物内部传热6%--30%。另外，树木能遮挡太阳对墙和窗户的照射，草地能减少地面向建筑物反射的太阳辐射热。
　　2.2室内环境的影响
　　 (1)建筑设计及建筑措施。研究设计人员应该注重改善建筑条件和采用适当的建筑措施以降低空调负荷，从而降低空调能耗。建筑措施是指利用建筑的平面布置、朝向、造型、围护结构的保温、外窗遮阳及门窗玻璃材料的选用等方法降低建筑物能耗。
　　 (2)合理的建筑造型和平面布局。合理的建筑朝向和形状可以有效减小空调负荷，在很大程度上决定了空调系统节能的优劣。建筑设计不要片面追求建筑立面效果，而应充分考虑建筑节能设计。建筑物体形应避免狭长、细高和过多的凹凸，尽量避开东西朝向，推荐采用南北朝向。可以采用外表较小的圆形或方形建筑，在满足相同使用空间的前提下，建筑表面积越小空调负荷也就越小，而且使建筑更具人文气息，克服了传统火柴盒式建筑的呆板
　　 (3)围护结构的性能和墙体隔热。适当增加墙体、屋顶的保温性能，可以减少通过这些围护结构产生的冷热负荷。例如:铝合金、钢、木门窗由于封闭不严窗框导热系数高，热损失较大。根据权威部门对住宅围护结构和热工测试结果证明，在同样建筑结构的住宅内热量损失有40%一50%是通过门窗损失掉的。可以采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。其它具体节能措施还有:改造屋面和地板，提高保温隔热性能;安装热障式隔窗和挡风板;安装活动百叶窗和窗帘;安装遮阳板和挑檐等。
　　 (4)室内热环境对空调节能的影响。暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和工作室内热环境，主要包括:室内空气温度、空气湿度、气流速度以及环境热辐射等。而房屋的建筑热工设计是恰当地利用房屋围护结构的热特性，抵抗室外气候的变化，使房间内产生舒适的微气候。室内温度冬季过高和夏季过低不但会造成能源的浪费，也会给人体带来不适。因此，选择合适的室内温度，对空调系统的节能具有重要作用。充分利用有利的建筑环境，必然会创造出适宜的室内热环境，才能使空调建筑的节能取得较好的效果。
　　三 暖通空调系统节能的设计施工
　　3．1合理的负荷计算
　　 冷热负荷是空调与供暖工程设计中最重要的基础数据，是确定供暖与空调冷、热源容量，空气处理设备能力，输送管道尺寸等的依据。目前，有些设计人员在施工图设计阶段，往往不加区别地将设计手册或技术措施中的电位建筑面积冷、热负荷指标直接用作确定施工图设计阶段空调与供暖冷、热负荷的依据，导致冷热源设备装机容量偏大、水泵配置偏大、末端设备偏大、管道直径偏大的“四大”现象。其结果是T程的初投资增高，运行费用和能耗增大，给国家和投资方造成巨大损失。在方案设计和初步设计阶段，由于建筑设计还达不到给出详细构造、门窗尺寸等深度，不能满足供暖与空调负荷计算的需要，所以，只能凭借经验进行估算。为了使估算更加接近实际．遂推出了“设计指标”这个概念。“设计指标”一般都是根据大量同类工程的单位建筑面积冷，热负衍的统计值，通过统计回归求得的，具有一定的代表性。但是，在统计过程中普遍发现，由于各个工程的实际情况千差万别。所以计算得出的负荷指标有较大差异，数值分布比较离散，回归结果很难获得理想的相关系数。为此《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019―2003)中第6．2．1条和《公共建筑节能设计标准》(GBSOl89--2005)中第5．1．1条，已经明确规定必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算，并列为强制性条文。当前，大部分省、市规定设计院在向施工图审查机构送审设计文件时必须同时提交通过正版软件计算的冷热负荷计算书，其目的就是让广大设计人员对冷热负荷的计算引起重视并落到实处，以提高计算速度和准确性，满足建筑节能的要求。
   　　3．2根据实际情况选择合理的空调设计
　　 (1)空调系统新风量的大小不仅与能耗、初投资和运行费用密切相关，而且关系到人体的健康，《公共建筑节能设计标准(GB 50189―2005)对其取值进行了规定，设计人员进行工程设计时，不应随意增加或减少。另外，在人员密度相对较大且变化较大的房间，宜采用新风需求控制，即根据室内C02浓度检测值增加或减少新风量，使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内。
　　 (2)风机盘管机组加新风空调系统的新风口应单独设置，或布置在风机盘管机组出风口的旁边，不应将新风接至风机盘管机组的回风吸人口处，以免减少新风量或削弱风机盘管处理室内回风的能力。
　　 (3)房间面积或空间较大、人员较多或有必要集中进行温、湿度控制和管理。令空气空调系统具有易于改变新、回风比例，必要时可实现全新风运行，从而获得较大的节能效益和环境效益，且易于集中处理噪声、过滤净化和控制空调区的温、湿度，设备集中，方便维修和管理等优点。
　　3．3水力平衡装置的设置
　　 在供暖与空调水系统中合理地设置水力平衡装置，是系统水力失调、降低系统能耗、创造舒适人工环境的全新解决方案和有效的技术措施，其设置原则如下：(1)对于定流量系统，设计人员应首先通过管路和系统设计来实现各环路的水力平衡，即“设计平衡”。当由于管径，流速等原因的确无法傲到“设计平衡”时，应考虑采用静态(手动)水力平衡阀通过初调试来实现水力平衡的方式，当设计认为系统可能出现由于运行管理原因(例如水泵运行台数的变化等等)导致水量波动较大时，宜采用阀权度要求较高、阻力较大的动态流量乎衡阀。(2)对于变流量系统来说，除了某些需要特定定流量的场所(例如为了保护特定设备的正常运行)或特殊要求外。不应在系统中设置动态流量平衡阀，而应设置动态压差控制阀(也称自力式压差控制阀和压差调节器)。(3)除规模较小的供热系统经过计算可以满足水力平衡外，一般供热系统事外供热管线较长，计算不易达到水力平衡。为了避免设计不当造成水力不平衡，一般供热系统均应在建筑物的热力入I=1处设置静态水力平衡阀，并应根据水力计算和建筑物内供暖系统所采用的调节方式，决定是否还要设置动态流量平衡阀(对定流量水系统而言)或动态压差控制阀(对变流量水系统而言)，否则，出现不平衡问题时将无法调节。经过水力计算需要设置时，对于室内垂直单管跨越式供暖系统，其热力入口处应设置动态流量平衡阀，对于室内双管供暖系统，其热力入13应设置动态压差控制阀。(4)在组合式空调器、新风机组的供回水管路上宜设置动态平衡电动调节阀，该阀比采用普通的电动调节阀具有更好的调节特性。
　　四 加强和改进暖通工程质量控制与管理的措施
　　 加强和改进暖通工程质量控制与管理必须在动态中管理控制，做到事前预防，事中管理，事后控制，将损失控制在最小范围内，具体可以从以下几方面着手。
　　 4.1统一规范图纸要求，熟读图纸
　　 在接到一个暖通工程之后，我们首先要做到的就是将设计图纸读通读透，充分理解设计人员的思想，了解设计人员的意图，要将设计人员对材料、设备的要求弄明白，并且要到施工现场，将图纸与现场进行对比，发现设计有误的地方要及时指出，发现错误的地方要与设计人员沟通，发现设计不宜施工的地方，要请对方修改。尽量将图纸问题消灭在施工之前。
　　 4.2控制好施工材料质量的检验
　　 暖通工程是整个建筑工程的收尾工作，所以尾期工程一定要做到细致，无论是施工单位采购材料还是甲方供应材料，专业技术人员都要对其规格、型号、质量进行全面严格检查，对质量检查合格单、合格证件检查不合格的不予进场，要求必须各项测验报告符合国家技术标准和设计要求。同时，分清每次进场材料的数量、规格、型号，控制好设备及管材的质量检查验收入场。特别是大的管材、管件、散热器等主要大宗材料，都要有符合国家要求的出厂质量合格证，材质型号、规格、性能都符合国家的有关标准和本工程使用的设计要求。对各种材料、配件、器材进场时进行严格地检查验收，要检查其是否三证齐全，还应在安装前严格按施工验收规范的要求，进行强度和严密性试验，一切都合格后方可使用。对一切不合格产品一律不准进场，更不得使用。
　　 4.3加强施工人员的素质，提高其专业技能
　　 施工人员是暖通工程质量实现的灵魂，优秀的施工队伍，可以实现事半功倍，顺利地实现工程进度。然而，当今建筑行业的一线工人大都是农民工, 专业知识和技术水平参差不齐, 而暖通工程技术含量相对要求较高, 为此施工员首先要对施工班组进行技术安全交底, 让他们明白该做什么,应怎样做, 如果工作中要求不严格, 将会造成安装质量达不到设计及规范要求而返工。因此，为了更好的改进暖通工程的质量，需要我们相关的施工企业不断加强其施工人员的素质，提高其专业技能，让现场管理人员熟悉每一道工序，每一道流程，或是聘用优秀工程团队，方能保证质量的一流。
　　 4.4实现资金和进度的一致，合理有效的配置资源
　　 资金和进度是暖通工程质量管理和控制的两个核心要点，关系着整个暖通工程质量的好坏。一方面，要解决好资金的问题，要不断地与对方沟通，让对方按时拨放工程款，同时自身也要积极主动地自筹资金，保证工程进度。另一方面，要合理安排施工进度，保证人员、材料和资金基本协调一致，按照编制好的施工计划，结合自身实际情况，找出原因，及时补救整改。
　　 4.5暖通工程的质量管理和控制应该符合环保要求
　　 在暖通工程中, 暖通设备的噪声及锅炉房的烟囱高度应符合环保要求。首先要看设计时有没有考虑这方面的问题, 如，设备前后有没有设置消声器、消声静压箱、消声回风口, 设备的支吊架有没有设置减振器等；其次, 即使有了这些消声减振装置, 还要弄清楚这些设备是否符合设计要求。
　　
　　五 结语
　　 总之，节能减排是世界的共识，空调作为家庭能耗大户，节能减排有较大的发展前景和使用效果。空调的节能减排首先需要生产厂商从空调的设计上加大节能研发力度，其次需要每个家庭从空调使用中的细节出发，节能减排，积少成多降低国家整体能耗。
　　
　　
　　 参考文献
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　　[4陆亚俊，暖通空调[M].北京:中国建筑工业山版社，2002