高层建筑暖通空调节能设计探析

摘 要 经济发展步伐的加快，高层建筑成为我国城市建筑的主流，同时也是能源消耗的主体。随着节能环保主题的提出，高层建筑空调系统的高耗能问题受到关注，如何将节能环保贯彻在高层建筑的暖通空调的设计当中，是亟待解决的重点问题。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。

关键词 暖通空调；节能设计；措施

中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-116-01

经济的飞速发展，带动了城市化发展步伐的加快，高层建筑成为了我国城市建筑的主流。人类对生活的要求也从基本生活条件的改善上升到生活质量的层面上来。随着环保意识的加强，人民对赖以生存的空气环境有了越来越高的要求。高层建筑的暖通空调系统给人民生活带来便利的同时也带了高耗能的问题，这就与当今节能环保的发展主题相冲突。本文针对现今高层建筑中暖通空调的高耗能问题进行分析，探讨节能环保的暖通空调系统在高程建筑中的应用设计，既要满足人民生活在硬件上的需要，又要满足人们生活环境实现节能环保的需要。

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的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，我国在政策管理上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：

1）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。

2）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。

3）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。

4）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 高层建筑节能型暖通空调设计的具体方法和措施

2.1 适度降低室内温湿度标准

为了满足节能环保的需要，首先可在暖通空调设计中，适度的降低室内的温度和适度的标准。影响空调系统能耗大小的因素有很多，除了建筑本身的设计结构和室外的气象参数之外，室内的温、湿度也是对其负荷的大小产生直接的影响。尤其在夏季，室温的良好控制对空调冷负荷的大小有很大的影响。因此，在满足人类体感舒适和健康的基础上，进行室内温湿度标准的合理降低，可以大大的减少空调的能耗，是实现节能环保的方法之一。

2.2 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。要达到新风量的最少取用，首要的措施就是禁止在空调房间内的吸烟活动。因此，很多具有空调系统的公共场合都禁止吸烟，也就是要减少新风量，减少空调能耗。

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，对室内冷风的需求较大，尤其在夏季。对此，可将室外的新风量加以充分的利用，将其引入进来，以减少室内空调系统的负荷，达到节能的目的。

2.3 减少输送过程中的能耗

对于空调系统的耗能来说，输送过程中的动力能耗占有很大的比重。动力能耗主要是指在系统输送过程中风机和水泵对电能的消耗量。对于此方面的节能，可以通过减少系统的阻力和减少输送的流量来实现，另外，也可以同时将风机和水泵的工作效率加以提高。具体措施如下：

1）采用大温差的供回水。

对于空调系统的冷热能供回水或者送回风，采用大温差节能的方法可以取得明显的效果。在进行节能型空调系统的设计时，可以在保证空调精度和施工工艺要求、保证人体感舒适和监控的基础之上，尽量将供回水或者送回风的温差加大，以辅助空调系统降低能耗。需要注意的是，供回水或者送回风的温差在8℃以下为宜。

2）控制流速为低速运行。

在空调系统中，水泵和风机运行的耗能与管路传送系统中的流速的平方呈正比例的关系，所以控制流速为低速运行可以减少水泵和风机运行的能耗，从而达到节能运行的目的。同时控制流量的低速运行，对促进系统水力工况的稳定具有很好的积极作用。

3）空调运行采取变风量的方式。

对于很多公共场所，如高层建筑中的大型商场、影剧院等，其人员流动较大，建筑内部结构开间较多，负荷的变化较大。对其空调系统采用变风量的空调运行方式，可以根据室内负荷的需要进行送风量的增减调整。采用这种方法实现按需供给的同时，还能够因热损失的减少，使送风量减少，从而使动力系统的能耗也得以降低。据统计结果分析，如果实际送风量减少到满负荷风量的一半时，对其运行的电流能耗可减少约26%，那么一年中使用变风量送风的方式要比定风量送风方式使用的能耗要少很多，节能效果表现良好。对于变水量空调系统的变量调节是采用额度温度、流量变化的方式。其节能的关键在于控制水泵的运行情况，现今多采用的是变频调速技术，取得良好的节能效果。

3 结束语

综上所述，节能环保作为现代高层建筑系统设计发展的主流，已经成为当今社会共同关注和研究的重点问题之一。对于高层建筑的节能设计来说，暖通空调系统的节能具有重要的地位。因此，对于高层建筑中暖通空调的设计，要以节能环保为主要出发点，对系统的设计进行优化，以提高能源利用率为主要目的。在暖通空调系统中，减少热能和电能等其他能源消耗、合理利用新风量、采用适当的冷风给送方式等，都是暖通空调节能设计的有效方法。随着新能源技术的开发和现有节能技术的深入发展，在今后的高程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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[2]徐方成.蒸发冷却与机械制冷复合空调系统分析[J].西安工程大学学报，2008，22（6）.