新型节能技术在民用建筑暖通设计中的应用

新型节能技术在民用建筑暖通设计中的应用

王晓、韩露露

中建八局第四建设有限公司设计管理研究院山东省青岛市266000

摘要：随着社会的快速发展和人们生活水平的不断提高，民用建筑的暖通空调设计在追求舒适性的同时也越来越注重节能环保。新型节能技术的不断涌现及其在民用建筑暖通空调设计中的应用，不仅提高了能源效率，而且促进了建筑行业的可持续发展。

关键词：新型节能技术；民用建筑暖通设计

引言

民用建筑作为人们日常生活的重要场所，暖通空调系统的能耗比较大。随着能源问题的日益突出和环保意识的增强，如何在保证舒适性的前提下降低暖通空调系统的能耗已成为当前民用建筑设计中亟待解决的问题。新型节能技术的应用为民用建筑暖通空调设计提供了更多的选择和可能。

1.节能设计理念下民用建筑暖通空调的设计原则

在暖通空调系统增加一些新的功能时，设计人员必须要去纠正对于暖通空调的误解。在日常使用期间，暖通空调系统所发挥出的通风和排烟等功能，能够促使室内的空气质量不会受到影响。基于暖通设计理念，需要遵守以下原则。

1.1低碳设计原则。

在民用建筑的暖通空调系统设计中，实现低碳排放是首要的节能目标。不仅要求空调系统本身的高效节能，还必须考虑对环境的最小影响。设计时，应遵循低碳排放的理念，选择适宜的空调设备和技术，在建筑材料选择和施工过程中执行严格的环保标准。这些措施共同确保了民用建筑暖通空调系统在满足节能需求的同时，也对环境保护做出了贡献。

1.2协调设计原则

实际上，民用建筑的通风系统在结构上相对简单，但要实现暖通空调设计的节能目标，不仅需要精通各个组件的施工技术，还需要确保系统内各部分之间的高效协同。完成节能设计后，系统能够更有效地运作，以满足民用建筑对环境舒适性的需求[1]。

2.节能技术在民用建筑暖通设计中的应用

2.1空气与水流动优化

为了提升能源使用效率并减少能源消耗，实现节能和减排的目标，可以对空气和水的流动方式进行优化。在空气流动方面，通过合理的通风设计，可以有效地实现室内外空气的交换，引入新鲜空气，同时减轻供暖和制冷系统的负担。通过精心设计风道布局、控制气流的速率和方向，可以消除空气流动的盲点和阻力，减少能量损耗。运用智能控制系统，可以根据室内外温度和湿度的变化自动调节通风量，最大限度地利用自然通风，减少机械通风的能源消耗。在水流动方面，通过优化供暖和制冷系统的管道设计、水流速度和压力降，可以降低水泵的能源消耗，提升水流动的效率。采用节能型水泵和流量控制装置，可以实现流量的变频调节和按需供水，减少系统的运行能耗。此外，通过优化暖通系统的水路结构和选择更高效的散热器，可以提高热交换效率，减少水流动过程中的能量损耗。此外，结合空气与水流动优化，可以应用先进的热回收技术。

2.2供暖管网系统的节能设计

在设计和规划供暖管网系统时，管道直径的选择对系统的能源消耗和运行效率产生显著影响。如果管径过大，将会增加初始投资和运营成本；而管径过小，则可能导致流速过高，增加管道阻力，进而提高能源消耗。因此，在选择管径时，必须全面考虑多个因素，如单位长度摩擦压力损失（比摩阻）、流速、成本以及系统的水力平衡。比摩阻是影响沿程阻力的主要因素。比摩阻较低意味着沿程阻力损失也较小，但这通常需要更大的管径和更低的流体流速。为了确保流体保持适当的流速（通常不低于0.25米/秒，以避免淤积和噪声问题）并防止管径过大导致成本增加，比摩阻需要被控制在一定范围内，一般建议在60～120帕·米。在水力计算时，为了便于整个管网达到平衡，应减小干管的比摩阻，同时增加支管的比摩阻。可以通过等温降法、变温降法或等压降法进行合理的水力平衡计算。在垂直管道的计算中，还需考虑自然循环作用压力。在大多数供暖系统的设计中，垂直双管热水系统是最常见的类型，，必须考虑到热水在散热器和管道中冷却时产生的自然压力作用。为了防止或减少由于热水在散热器和管道中冷却而形成的重力水头，从而避免系统中的竖向压力失调，设计人员需要采取特定措施，包括安装垂直补偿器和平衡阀等设备，以保持各管道段的水力平衡，确保整个系统的稳定和高效运行[2]。

2.3地源热泵技术

地源热泵技术以其高效节能的特点而备受青睐，其工作原理是利用地表浅层的地热能，以高效的方式转换和利用能量。在民用建筑的暖通设计中，地源热泵技术得到了越来越广泛的应用，以其节能、环保和运行稳定的优势成为热门选择。地源热泵系统主要包括三个部分：地下换热系统、热泵机组和室内末端系统。地下换热系统通过将换热管埋设于土壤中，与土壤进行热交换，从而吸收或释放热量。热泵机组则负责将地下换热系统传递的热量进行温度提升或降低，以适应供暖或制冷的需求。室内末端系统则负责将热泵机组产生的热能或冷能分配至室内，实现对室内温度的调节。由于地下土壤温度相对稳定，不受外界气候变化的影响，因此地源热泵系统能够在较宽的温度范围内高效运行，减少了传统空调系统的能耗。此外，地源热泵技术还具有环保性，它利用可再生能源——地热能，减少了化石能源的消耗和温室气体的排放，对环境保护具有积极意义。

2.4太阳能供暖技术

太阳能供暖技术是利用太阳能集热器将太阳光能转换成热能，用于建筑物的供暖。随着可再生能源的日益普及，这种技术在民用建筑的暖通设计中受到了越来越多的重视和应用。太阳能供暖系统主要包含四个部分：太阳能集热器、储热设备、循环系统和室内末端系统。太阳能集热器的作用是吸收太阳光能，并将其转换成热能。储热设备则用于储存这些热能，以便在需要时释放。循环系统负责将热能传递到室内末端系统，以此调节室内温度。太阳能是一种无限可再生的清洁能源，使用太阳能供暖不仅可以减少对化石燃料的依赖，还能降低温室气体的排放，对环境保护起到了关键作用。另外，太阳能供暖系统的运营成本相对较低，能够帮助用户节省能源开支。在民用建筑暖通设计中，太阳能供暖技术的应用需要考虑建筑朝向、集热器面积、储热容量等因素，根据实际情况进行合理的系统设计和布局，确保太阳能供暖系统的运行效果和节能性能达到最佳状态。

2.5高效节能空调技术

高效节能空调技术通过整合先进的压缩机技术、高效的换热器以及智能控制系统等手段，达到提升空调系统运行效率和控制能耗的目的。在民用建筑的暖通设计中，选用高效节能空调设备是达成节能目标的关键途径之一。先进的节能空调设备采用了如变频压缩机等尖端压缩机技术，能够根据室内温度波动自动调整压缩机的工作频率，以此来精确控制温度并保持高效的能效表现。同时，这些设备还配备了高效换热器设计，以提升热交换效率并降低能量消耗。利用先进的智能控制系统，这些空调设备能够自动适应室内外环境的变化，智能地调整其运行模式，实现了更高级别的节能控制。在民用建筑暖通设计中，选择高效节能空调设备需要考虑设备的能效比、制冷/制热能力、噪音等因素。设计师根据建筑的使用需求、空间布局和预算等因素进行综合考虑，选择最适合的高效节能空调设备[3]。

结束语

新型节能技术在民用建筑暖通设计中的应用是建筑行业可持续发展的重要途径。未来，随着科技的进步和环保意识的提高，民用建筑暖通设计中的节能技术将不断得到优化和创新，为建筑行业的可持续发展做出更大的贡献。

参考文献：

[1]张闻．基于节能理念下的民用建筑暖通空调设计［J］．工程技术研究，2018，(14):156－157．

[2]史少杨．基于绿色节能理念下的民用建筑暖通空调设计研究［J］．中国住宅设施，2018，(01):14－16，36．

[3]解鸣,郭晓娈.暖通设计中绿色理念及节能技术的应用研究[J].住宅与房地产,2016,(27):49.