建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用研究.pdf

环境保护与节能中国厨卫建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用研究赵炯（贵阳建筑勘察设计有限公司,贵阳5 5 0 0 8 1)摘要：在建筑领域中，暖通设计是影响建筑能源利用效率的关键因素之一。传统的暖通设计方式往往忽视能源的合理利用，导致能源浪费和加重环境负担。因此，引入新型节能设计理念，可促进建筑暖通系统的高效、智能和可持续发展，具有重要的理论与实践意义。文章旨在对建筑暖通设计中新型节能设计理念的应用进行深入研究，探讨其在提高建筑能源利用效率、减少能源消耗和降低环境影响等方面的潜力。关键词：暖通设计；新型节能设计理念；应用中图分类号：TU233Application Research of New Energy-saving Design Concept in Building HVAC DesignZHAO Jiong(Guiyang Architectural Design&Surveying Prospecting Co.,Ltd.,Guiyang 550081,China)Abstract:In the field of architecture,HVAC design is one of the key factors affecting building energy efficiency.The tra-ditional HVAC design method often ignores the rational use of energy,resulting in energy waste and increasing the envi-ronmental burden.Therefore,the introduction of new energy-saving design concept can promote the efficient,intelligentand sustainable development of building HVAC system,which has important theoretical and practical significance.Thispaper aims to conduct in-depth research on the application of new energy-saving design concept in building HVAC design,and explore its potential in improving building energy efficiency,reducing energy consumption and reducing environmentalimpact.Key words:HVAC design;new energy-saving design concept;apply1引言随着全球温室气体排放量的不断增加，气候变化的问题日益突显。建筑作为能源消耗的重要领域，对全球能源消耗和碳排放影响巨大。根据国际能源署的数据，全球建筑行业约占总能源消耗的1/3，约4 0%的温室气体排放与建筑能源消耗密切相关。随着我国飞速发展，我国城市化进程和经济发展增大了建筑用能需求，使得节能工作显得更加紧迫和重要。传统的建筑暖通设计在满足基本室内舒适需求的同时,往往忽视了节能，导致建筑能耗居高不下。因此，寻求新型节能设计理念，成为建筑领域呕需解决的问题。2建建筑能耗计算方法2.1温频法与度日法建筑能耗计算是评估建筑能源使用情况的重要手段，其中温频法和度日法是常用的两种计算方法。它们可以更作者简介：赵炯（1 9 8 2 一），研究方向为建筑设备暖通专业。好地了解建筑的能源消耗，并优化能源使用策略。首先是温频法。该方法是根据建筑物内部温度和使用频率进行能耗估算。具体来说，工作人员需要获取建筑物内部温度的历史数据,通常是每小时记录一次。同时,还需要了解建筑物在不同时间段内的使用频率，例如上班时间、休息时间和夜间。通过这些数据，可以得出每个时间段内建筑物的能耗情况。温频法的计算公式如下：能耗=Z（温度使用频率）；其中，二表示求和符号，温度为每个时间段内的室内温度，使用频率为相应时间段内建筑物的使用频率。其次是度日法,这是另一种常用的建筑能耗计算方法。度日法主要依据建筑物内部温度与室外温度之间的差异来计算能耗。在这种方法中，工作人员需要获取每天的室内外温度数据，然后计算室内外温度的差值，即所谓的“度日”。这里的度日可以理解为一个时间段内，室内需要加热或制冷的“天数”。度日法的计算公式如下：度日=Z（室内温度-室外温度）；能耗=度日能耗系数；在这里,需要计算所有时间段内的度日总和,然后乘以能耗系数,得出建筑物的能耗。能耗系数是一个与建筑物特性相关的常数,反映2024年1 期2 3 3中国厨卫环境保护与节能了建筑的保温性能和能源消耗情况。通过温频法和度日法的应用,工作人员可以更加准确地评估建筑的能源消耗情况,为能源节约和环境保护提供有力支持。同时，这些计算方法也为建筑能耗的优化和改进提供了有益的参考信息。2.2兰当量满负荷运行时间法当量满负荷运行时间法的原理是将建筑物在不同运行状态下的能耗转换为等效的满负荷运行时间。建筑物在不同使用状态下的能耗情况存在差异，例如白天和夜晚、工作日和非工作日，以及不同季节等。通过对这些不同运行状态下的能耗进行加权平均，可以得到建筑物的当量满负荷运行时间。这种方法可以更加准确地估算建筑的能源消耗,为能源管理和优化提供参考依据。为了验证当量满负荷运行时间法的应用，假设有一座办公楼，根据过去一年的用能数据，得到了以下信息。办公楼全年总能耗为200000kWh。白天（上午8 点至下午6 点）的能耗占比为6 0%,夜间的能耗占比为4 0%。工作日的能耗占比为70%，非工作日的能耗占比为3 0%。不同季节的能耗分别为春季1 0%,夏季4 0%，秋季3 0%，冬季2 0%。首先，人员计算白天和夜间的能耗时间权重。白天的能耗时间权重为6 0%，夜间的能耗时间权重为4 0%。然后,计算工作日和非工作日的能耗时间权重。工作日的能耗时间权重为7 0%,非工作日的能耗时间权重为3 0%。接下来，计算不同季节的能耗时间权重。春季的能耗时间权重为1 0%,夏季的能耗时间权重为4 0%,秋季的能耗时间权重为3 0%，冬季的能耗时间权重为2 0%。现在,工作人员可以将所有的时间权重加权平均，得到建筑物的当量满负荷运行时间。计算公式如下：当量满负荷运行时间=（白天能耗时间权重工作日能耗时间权重春季能耗时间权重）+（白天能耗时间权重工作日能耗时间权重夏季能耗时间权重）+（白天能耗时间权重非工作日能耗时间权重春季能耗时间权重）+（白天能耗时间权重非工作日能耗时间权重夏季能耗时间权重）+。按照上述公式，将所有的能耗时间权重进行计算，最后得到当量满负荷运行时间为X小时。最后，人员可以通过当量满负荷运行时间和全年总能耗，计算出建筑物的单位时间能耗。计算公式如下：单位时间能耗=全年总能耗/当量满负荷运行时间。通过这种方式，可以得到建筑物的单位时间能耗，从而更加准确地评估能源消耗情况。当量满负荷运行时间法为建筑能耗计算提供了一种有效的方法，使能源管理和节能优化更加科学可行 2 3亲新型节能设计理念的应用3.1变频技术变频技术在建筑暖通设计中的应用主要体现在供暖、通风和空调系统中。在传统的暖通设备中,通常采用定频设备，其工作方式是始终以定速运行。然而，建筑的热负荷和空气负荷往往会发生变化，这就导致了定频设备在部分时间内过于耗能,造成了能源浪费。而变频技术通过智能控制，可以根据实际需求自动调节设备的运行频率和能量输出，从而实现节能效果。在供暖系统中，采用变频技术的水泵、风机和循环水泵等设备可以根据室内温度和热负荷的变化来调整运行速度和供热量。当室内温度接近设定温度时，设备自动降低运行频率，减少供热量，以达到舒适节能的效果。在通风系统中,变频技术被广泛应用于风机的控制。通过监测室内空气质量和外部环境条件，变频风机可以根据需要调整送风量和排风量，保持室内空气清新的同时降低能耗；在空调系统中,变频技术被用于压缩机的控制。传统的空调压缩机通常以全功率运行或停止运行，而变频压缩机可以根据室内温度和负荷变化调整运行频率，实现精准调节，避免频繁启停，提高运行效率，降低用电成本。通过对比实际案例数据，可以清楚地看到变频技术在建筑暖通设计中带来的显著节能效果。以某写字楼为例，改造前该建筑的暖通系统采用传统定频设备，每年能耗高达1 0 0 0 0 0 kWh。而改造后引入了变频技术,能耗降低至6 0 0 0 0 kWh。这意味着变频技术的应用使得能耗减少了4 0%,不仅节约了能源资源,还降低了运行成本。3.2能源回收技术能源回收技术利用建筑内部和外部的能量，将废弃的热能、冷能或湿气转化为可再利用的能源，从而显著降低能源浪费，提高建筑能源利用效率，减少环境污染，为可持续发展做出贡献。在采暖季节，建筑内部通常产生大量的废热，如照明、电气设备、人员活动等产生的余热。能源回收技术利用热交换器等装置，将这些废热进行回收，转化为供暖系统所需的热能，从而减少了传统供暖方式所需的能源消耗,降低了暖通系统运行成本。同时，能源回收技术还可以应用于空调系统中,将建筑内部的冷凝水或排风中的冷能回收利用，提供冷量，减少空调设备的负荷，降低空调能耗。此外,建筑内部的排风系统也是潜在的能源回收对象。通常情况下,排出建筑的废弃湿气中蕴含着大量的热能，能源回收技术可以将这些热能回收，用于加热进人建筑的新鲜空气，提高新风的温度，从而减少再次加热新风所需的能源量,实现能源的循环再利用,达到节能效果 3。3.3冷热源选择冷热源是供暖和制冷系统的核心组成部分，其合理选择直接关系到建筑能源利用效率和环境保护。在面对日益严峻的能源压力和环境挑战下，新型节能设计理念为冷热源选择带来了全新的视角和技术创新。传统建筑暖通系统常常依赖于传统的燃油或煤炭供暖，以及电力驱动的制冷设备。然而,这些传统能源在使用过程中会产生大量的碳排放和空气污染物，对环境造成不可忽视的影响。新型节234|中国厨卫环境保护与节能中国厨卫能设计理念倡导选择清洁、高效的冷热源，以减轻对环境的的供暖能源，而空气源热泵则在夏季实现了制冷效果。改负担。太阳能作为一种绿色、可再生的能源，日益受到关造前后的能耗数据对比见表1。注。利用太阳能热水系统可以满足建筑的供暖和热水需表1 改造前后的能耗数据对比求，减少对传统能源的依赖。同时，利用太阳能光伏发电系指标统可以为建筑提供电力，支持制冷设备的运行,形成相对封供暖能耗闭的能源循环。地源热泵技术也是新型节能设计理念的重制冷能耗要应用之一。地源热泵利用地下深处相对稳定的温度，通新风能耗过地下换热器进行热能交换，实现供暖和制冷。相比传统的空气源热泵,地源热泵具有更高的能效和稳定性，能够在不同季节和气候条件下保持较高的供暖和制冷性能；此外，冷热联供技术也是新型节能设计理念中的重要策略。冷热联供通过在建筑之间共享能源，将废热和废冷有效回收利用。例如,将商业建筑的制冷废热用于邻近建筑的供暖，实现能源的共享和高效利用 4 4案例分析文章以一栋写字楼作为研究对象，对其暖通系统进行了全面的改造。首先，企业利用新型节能材料对建筑外墙和屋顶进行了优化改造,增强了保温性能。在之前的老旧设计中，墙体和屋顶使用的材料导热系数较高，导致室内热量易于散失。而在新设计中,采用了高性能保温材料，如聚苯板和岩棉板，显著减少了能量损失。其次,引人了智能化的控制系统，以提高暖通设备的运行效率。通过数据监测和分析，发现传统的暖通设备在使用过程中存在能耗浪费的问题。因此,企业采用了先进的传感器技术，将温度、湿度等数据实时传输至中央控制系统，并结合预测算法进行智能调控。在寒冷季节，系统会根据建筑内外温度的变化自动调节暖气设备的运行状态，确保室内恒温舒适的同时降低能耗。在新型节能设计理念中，企业还特别注重了空气质量的改善，通过增加新风量，改进空气净化设备，室内空气质量得到了有效提升。与此同时，利用地源热泵和空气源热泵等新型能源技术，实现了能源的高效利用。通过地下管道和地下水的热交换，地源热泵在冬季提供了稳定改造前/(kWh)120.0008000025.000从表1 中可以明显看出，在新型节能设计理念的应用下,建筑暖通系统的能耗得到了显著降低。供暖能耗和制冷能耗分别减少了5 0%,新风能耗更是下降了4 0%。这一系列的改善不仅降低了建筑的运行成本，还有利于减少碳排放和资源浪费，对环境保护产生了积极的影响 5 5结语新型节能设计理念在建筑暖通设计中的应用，具有显著的节能效果和环保效益。通过充分发挥变频技术以及能源回收技术等，可以为建筑行业的可持续发展贡献一份力量。然而，未来仍需进一步深人研究和实践，探索更多创新性的设计理念,不断提升建筑暖通系统的节能水平，实现更环保和可持续的建筑发展。1李东泽.试析绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计中的应用 J.中国设备工程,2 0 1 9（3）：1 5 0-1 5 2.2张芮境.基于建筑信息模型的建筑热工系统与暖通空调系统设计应用分析 J.现代制造技术与装备,2 0 1 8（1 0)：1 0 1-102.3董欢.建筑暖通空调节能设计与暖通工程造价成本控制 J.中国新技术新产品,2 0 1 8(1 2)：1 2 2-1 2 34武彦超.绿色建筑内涵及特点分析 J.科技信息（科学教研）,2 0 1 9,2 5 0(2):9 0.5】毛栋.建筑暖通空调的节能及优化处理研究 J.工程技术研究,2 0 2 1(2 3):1 1 0-1 1 2.改造后/(kWh)60.0004000015000参考文献2024年1 1 期2 3 5