建筑工程暖通空调节能技术

建筑工程暖通空调节能技术
发布时间：2021-04-16T04:37:45.917Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年2期作者：熊雯[导读] 当前，低碳经济发展理念逐步深入，我国建筑业呈现出节能化发展趋势，节能理念贯穿建筑工程始终。

上海建工一建集团有限公司上海市 200120摘要：当前，低碳经济发展理念逐步深入，我国建筑业呈现出节能化发展趋势，节能理念贯穿建筑工程始终。

但是，在部分建筑工程中，暖通空调节能技术并未得到合理应用，存在诸多技术难题有待解决，并且暖通空调在使用过程中存在能耗大的问题，应重点节能降
耗。

因此，本文对建筑工程暖通空调节能技术应用现状进行探讨，阐述主要技术问题与有效解决措施，藉此改善建筑暖通空调节能效果。

关键词：建筑工程；暖通空调；节能技术
一、建筑工程暖通空调节能的意义
1、节能环保
根据相关调查报告结果显示，暖通空调系统占建筑物能耗的一半以上，所以，实施节能降耗是控制建筑运行能耗与使用成本，以及减少不必要能源浪费的关键。

同时，对建筑暖通空调节能属性的提升，将在客观层面上缓解电网供电压力，避免出现季节性供电紧张问题。

此外，从环境保护层面来看，以火力发电方式为主要的电能生产方式，在电能生产期间持续消耗煤炭等不可再生资源，由此引发酸雨与飘尘等环境问题出现，对生态环境造成严重破坏。

而对暖通空调节能技术的应用，可以从控制系统运行负荷与使用太阳能等可再生能源两方面着手，在满足建筑暖通空调系统使用需求的前提下，减小对生态环境的污染破坏。

2、为建筑提供空气调节
在建筑暖通空调传统施工模式中，受到工艺技术限制，存在诸多技术难题有待攻克，如风管转角连接严密性不足等，进而影响到暖通空调系统空气调节功能的发挥，系统实际运行质量与预期不符。

在这一施工背景下，对暖通空调节能技术的应用，可以在大幅降低系统运行负荷及能耗的前提下，通过优化工艺流程与采取自然通风措施，改善系统空气调节功能，持续排除室内浑浊空气，并向室内送入新风。

二、建筑工程中暖通空调节能技术的具体应用
1、确定热工参数
在应用暖通空调节能技术时，技术人员需要持续采集工程信息资料，全面掌握建筑工程情况特征，在已知信息基础上，树立正确的技术应用思路，科学编制暖通空调节能技术方案，准确计算各技术参数的最优值。

唯有如此，才能确保技术方案切实可行，并取得良好的建筑暖通空调节能效果。

1.1室内设计参数选取
技术人员结合工程情况来确定室内参数，并在室内参数基础上确定室内负荷、系统通风量以及散湿量。

同时，室内设计参数选择合理与否，将直接影响到暖通空调节能效果与工程造价成本。

而主要的室内设计参数包括：第一，设计温度。

将建筑室内暖通空调形式为主要依据，结合建筑所处区域气候条件与室外温度变化，合理设定室内温度。

例如，在某建筑工程中，选择采取地面辐射供暖系统，其供暖效果较为理想，可适当降低室内设计温度值。

第二，空气相对湿度。

在建筑暖通空调系统运行期间，如果室内空气湿度较大时，为消除室内余湿，暖通空调系统需要加大通风量，使得系统运行能耗提高，围护结构等部位容易在冬季出现结露现象，进而影响其保温性能，因此，应合理设定空气相对湿度。

第三，送风风速。

技术人员综合分析送风方式与系统应用场所等因素，合理设定各区域的送风量指标与最大允许流速。

例如，在采取条形风口送风方式时，将单位地板面积送风量控制在3-6m/s，将工作区平均流速控制在0.10-0.18m/s。

1.2空调冷负荷计算
建筑室内冷负荷是空调房间内所发生得热负荷，由灯光散热冷负荷、围护结构传入冷负荷、人体散热冷负荷等加以组成。

其中，人体散热冷负荷由人体潜热以及显热状态下所形成冷负荷加以组成。

1.3空调热负荷计算
在建筑暖通空调系统中，空调热负荷是由新风热负荷、为防结露所采取技术措施、维护结构热负荷以及水分蒸发热负荷等加以组成。

在计算空调热负荷时，技术人员应严格遵循相关舒适性空调热负荷技术标准来计算新风热负荷以及维护结构热负荷。

2、通风除湿防结露节能技术
在部分建筑工程，由于所处区域气候条件复杂，如果没有针对性采取通风除湿节能技术措施，在暖通空调系统运行期间，将无法有效控制室内空气湿度，容易在墙壁与天花板等部位出现结露现象，长此以往，将会腐蚀围护结构与墙壁等结构，缩短建筑实际使用寿命。

因此，利用通风除湿防结露节能技术，一方面能够减少电力能源损耗，一方面还可以满足现代建筑的舒适性使用要求。

在建筑暖通空调施工中，可选择的防结露方式包括：第一，空调除湿防结露。

在多数建筑工程中，湿负荷往往占据暖通空调总负荷30%左右，如果采取传统的表冷却器降温除湿方法，虽然可以使用冷水以冷却空气方式，将室内空气中所含水分凝结，再将凝结水加热送入室内，有效控制室内空气湿度，但却需要重复开展冷却加热作业，导致系统运行能耗较为高昂。

因此，可选择调整室内温度与室内相对湿度两项参数，以此来降低建筑室内露点温度，取得良好的防结露效果。

第二，通风除湿防结露。

在系统运行期间，持续向室内送入新风，排出室内浑浊空气，浑浊空气中所含水分一同排出。

如此，可以在暖通空调系统运行能耗不发生明显变化的前提下，预防和减少结露问题出现。

但要注意不同季节，通风除湿防结露方法的适用性有所不足，系统实际运行能耗产生明显变化。

例如，在冬季，由于室外冷空气较为干燥，仅需向室内送入少量新风，即可有效控制室内空气湿度。

而在炎热夏季与季节过渡阶段，室外空气含湿量较大，且室外温度较高，空调系统唯有处于高负荷运行状态，方可取得良好的通风除湿效果。

3、变频技术
在建筑暖通空调系统中，常见控制方式分为定频以及变频两种。

其中，在采取定频方式时，对暖通空调系统运行负荷进行明确规定，系统将稳定保持为特定运行状态。

而在采取变频技术时，暖通空调系统运行负荷会随着外部环境的变化而变化，避免在系统运行期间造成不必要的能源浪费。

例如，在暖通空调负荷产生大幅波动时，将对冷水机组与风机等设备运行状态进行调节，从而控制暖通空调运行能耗，确保系统达到相关节能标准。

根据相关调查报告结果显示，在采取变频技术时，可以取得30%以上的暖通空调节能效果，快速调节至系统最佳能源输出速度，稳定保持冷热能源输出速度的平衡状态。

4、空调排风热回收节能技术
在部分建筑工程中，选择采取传统的冷水机组供冷与集中供暖方式作为空调系统形式。

在炎热夏季，通过冷水机组供冷对送入的室外新风进行降温除湿。

而在寒冷冬季，则基于全空气系统或是设置暖气片来辅助供暖。

这种暖通空调系统形式虽然可以满足实际使用需求，却使得建筑室内空气焓值较高，且室外空气直接被排出室外，也在无形中增加了运行能耗，产生资源浪费。

而冬季送风中，由于新风温度较低，需要提前对新风进行预热处理。

针对这一问题，应采取空调排风热回收节能技术，配置显热回收装置，在暖通空调系统通风除湿期间，基于送入新风与排出旧风两股空气温差，使用热回收新风处理机，对送入新风进行预热，无需系统消耗额外能源产生热量来加热新风。

如此，可以大幅降低系统供暖能耗，根据相关调查结果显示，在显热回收装置效率稳定保持在70%及以上时，可以取得40%以上的供暖节能效果。

此外，在应用空调排风热回收节能技术时，应注重以下技术要点：第一，合理选择全热回收装置。

常见装置类型为转轮式热回收器、热泵式热回收器与板翅式热回收器三种。

其中，转轮式热回收器通过新风和旧风交替逆向流动来传递热量，实现潜热回收，其热回收效率较高，但在两种介质交替转换期间易出现交叉污染问题。

热泵式热回收器通过高温排风方式来回收潜热，虽然热效率较高，但施工成本较为高昂，需要配置压缩机与冷凝器等一系列设备。

而板翅式热回收器具有传热性好、施工成本低、具备全热回收条件等优势，但实际热效率稍低于转轮式热交换器。

第二，显热回收装置的选择。

常见装置分为板式、热管式以及中间热媒式热回收器三种。

其中，板式装置运行安全可靠，不会出现较大温差损失，且施工成本低廉，但这类装置占地面积较大，对接管位置有着严格要求，存在应用局限性。

热管式装置基于工作流体在管内产生相态变化原理来实现热量传递，两端分别为冷凝段与蒸发段，管内液体受到毛细作用与压力差，下流至蒸发端，持续传递热量。

而在配置中间热媒式装置时，在新风与排风部位均设置气液换热器，通过冷媒对排风侧空气进行冷却，将冷量转移新风。

与其他装置相比，在系统运行期间，不会出现交叉污染问题，且管道布置灵活。

三、建筑工程暖通空调节能技术应用问题及解决措施
1、水循环故障
根据实际施工情况来看，在各专业产生施工矛盾，或是水系统管道安装质量不佳时，将会影响到空调水系统循环效果，在严重时造成管道堵塞。

从节能层面来看，在空调冷却水系统循环不畅时，系统使用功能发挥受限，但能耗并没有减少，无法实现节能目的。

因此，在建筑暖通空调施工期间，应采取以下解决措施：第一，结合工程情况，在暖通空调施工方案中合理选择排气阀等装置安装位置，科学设定管线坡度与标高等技术参数。

第二，采取化学法或是物理法，对水系统内水质进行净化处理，过滤水质中分布的各类杂物异物，将排污量保持在循环水量0.5-1.0区间范围内，定期开展水系统排污作业。

2、大型风管梁窝内安装及地下室排风系统风力平衡调试
2015年，在上海外高桥自贸广场项目，该建筑暖通系统为风机盘管加新风，风冷型热泵配水泵的循环系统，且建筑地下室区域为防排兼排风系统。

在建筑实际施工期间，受到地下室标高限制，且采取排风及排烟系统综合设置方式，面临着系统风力平衡调试困难与大型风管梁窝内安装问题。

为解决以上问题，首先，在风管安装环节，选择分两次开展风管标高安装作业，适当降低风管安装高度，确保风管上部空间具备栓紧螺丝的施工条件，并采取逐步抬高方式安装风管指设计高度。

同时，设置防晃支架对风管进行固定，结合工程情况合理设定风管一次连接最大节数，同步开展风管抬高作业，预防风管段高差型变问题出现，以此来完成风管梁窝内安装作业解决排烟系统与末端风口漏风问题。

其次，在系统风力平衡调试环节，优先开展设备调试作业，将排风系统保持低速单机运行状态，最大程度打开末端阀门，将出风端以及进
风端阀门调至一半，持续调整风进出风端阀门至额定值。

随后，将进出风端阀门位置保持固定不变，依次调节末端各防烟分区风力平衡，重点观察阀门卡杜与风机电流间的变化关系。

根据调试结果发现，该项目西北角排烟兼排风风机共同土建管井出风段虽然设置有止回阀，且风井大小符合设计标准，但在同时启动条件下，风压值较大，进而影响到风量与风机电流值。

因此，在出现电流超标现象时，需要适当调整出风端阀门开度，以解决问题。

3、大型风系统立管紧固安装
在上海市外高桥浦东商务中心C2-2地块项目中，在暖通专业施工阶段，由于该建筑采取核心筒加框架的结构形式，具有单层面积小与楼层高的特征，其核心筒区域较为狭窄，不具备空调设备主机安装条件，选择在地下室与建筑楼顶区域中安装空调设备主机。

与此同时，该建筑管井大小为2000mm*1400mm，而风系统立管规格为1800mm*1200mm，面临着风管过大无法一次性成型、法兰连接处60%连接螺栓无法施工、风管单件过重安装困难等技术难题。

针对于此，组织开展施工现场测量与技术研讨，逐项分析风管运输路线、连接方式与安装工艺等问题，最终，选择采取自上之下的风管安装工艺，采取半工厂化预制方式制作各节风管，在每三层建筑结构中预留两面墙来栓紧连接螺栓，将螺栓紧固率稳定保持在80%以上，并使用镀锌铁板对剪力墙板一侧风管进行封堵处理，对风管连接部位进行密封处理。

如此，有效解决了以上技术难题，如风管螺栓紧固问题与立管段严密性问题。

结语：综上所述，为控制建筑工程总体成本，改善建筑节能属性，减少能源浪费。

因此，施工单位应正确认识到暖通空调节能技术的应用价值，结合工程情况科学制定技术方案，了解主要的技术难题与解决措施，只有这样才能实现工程预期建设目标，充分发挥暖通空调节能效果。

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