0   引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，空調(diào)已比較普遍地應(yīng)用于公共建筑和居民住宅，在改善人們生產(chǎn)生活條件的同時(shí)，也消耗了大量電能，能源和環(huán)境問題日益尖銳。我國的節(jié)約能源法中指出，節(jié)能是指加強(qiáng)用能的管理，采取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承擔(dān)的措施，減少從能源生產(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理地利用能源。
表1  部分城市的室內(nèi)外溫度差與能耗的關(guān)系

城市	室外設(shè)計(jì)溫度	室內(nèi)外設(shè)溫度差 18℃	節(jié)省能耗 %	室內(nèi)外設(shè)計(jì)溫度差 14℃	節(jié)省能耗 %
北京	-9℃	27℃	7.40%	23℃	14.80%
沈陽	-19℃	37℃	5.40%	33℃	10.80%
長春	-23℃	41℃	4.90%	37℃	9.80%
哈爾濱	-26℃	44℃	4.50%	40℃	9.00%
石家莊	-8℃	26℃	7.70%	22℃	15.40%
太原	-12℃	30℃	6.70%	26℃	13.40%
呼和浩特	-19℃	37℃	5.40%	33℃	10.80%

由表1可知，部分城市的室內(nèi)外溫度差與能耗的關(guān)系，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計(jì)正在引起暖通空調(diào)設(shè)計(jì)者的注意，我國能源結(jié)構(gòu)主要依靠礦物燃料，其中主要的來源是煤炭。礦物燃料燃燒產(chǎn)生的大量污染物，包括大量SO₂等有害氣體成分以及ＣO₂等溫室效應(yīng)氣體，會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞，給人們的生活帶來不利影響，而且礦物燃料屬于非可再生資源，大量使用礦物燃料不符合可持續(xù)發(fā)展的理念。
１　暖通空調(diào)系統(tǒng)在節(jié)能設(shè)計(jì)方面存在的主要問題
　?。?１設(shè)計(jì)管理方面
　　暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能有著重要的影響，然而，在實(shí)際工作中一些設(shè)計(jì)部門和設(shè)計(jì)人員并未給予足夠的重視，加之工程設(shè)計(jì)周期普遍較短，以及一些技術(shù)性問題沒有完全得到解決等原因，一些設(shè)計(jì)單位只求數(shù)量，忽視質(zhì)量，使得按設(shè)計(jì)施工完的系統(tǒng)不僅投資大，運(yùn)行能耗也相當(dāng)驚人，大大超過了國家標(biāo)準(zhǔn)，甚至有的公共建筑的暖通空調(diào)能耗占建筑總能耗達(dá)60％。此外，隨著對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的不斷提高，新的技術(shù)方案不斷涌現(xiàn)，每種技術(shù)方案往往都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。面對(duì)眾多的設(shè)計(jì)方案，由于考慮問題的角度不同，各方面的評(píng)價(jià)結(jié)果也往往不相同，甚至大相徑庭；由于缺乏科學(xué)的、客觀的設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)方法，設(shè)計(jì)人員往往無所適從，如何在眾多的設(shè)計(jì)方案中找到最合適的節(jié)能方案，是困擾暖通空調(diào)設(shè)計(jì)人員的重要課題。
１.２　能源管理的需求問題
　　因?yàn)?ldquo;調(diào)整優(yōu)化”概念的缺乏，系統(tǒng)往往不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。很多大型的建筑缺乏基本的能耗監(jiān)控和分析功能，在一定程度上對(duì)運(yùn)營管理是不利的。同時(shí)很多大樓的節(jié)能改造，其實(shí)只要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)試使之達(dá)到設(shè)計(jì)功能、將系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制功能發(fā)揮出來，就可以將能耗降下來、但這種“軟”改造沒有多大的經(jīng)濟(jì)收益，所以商業(yè)化運(yùn)作的能源服務(wù)公司往往不愿意進(jìn)行這種改造。造成暖通設(shè)計(jì)問題的原因很多，有的是設(shè)計(jì)人員本身的素質(zhì)問題，如實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)不足、對(duì)規(guī)范不熟悉、設(shè)計(jì)人員責(zé)任心不強(qiáng)與工作馬虎。其中還有一部分就是有些問題在技術(shù)上并沒有得到解決，在實(shí)際中的應(yīng)用還不規(guī)范，這個(gè)問題的解決有賴于相關(guān)技術(shù)部門的一起努力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步。要杜絕設(shè)計(jì)工作的失誤，首先，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員自身的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)及對(duì)規(guī)范的學(xué)習(xí)，與安裝人員多交流，掌握第一手的現(xiàn)場資料，根據(jù)使用情況，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)。
２　在設(shè)計(jì)中應(yīng)注重節(jié)能意識(shí)
　　在暖通空調(diào)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，大部分地區(qū)是以簡化的單一計(jì)算模式來進(jìn)行空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的，并且只注重計(jì)算單位面積的冷負(fù)荷，這是按照設(shè)計(jì)師個(gè)人或所在設(shè)計(jì)所同事的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)的，甚至還有一部分空調(diào)由施工單位自身來設(shè)計(jì)、施工，甚至還套用家用空調(diào)的使用范圍來測算暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)負(fù)荷。更為嚴(yán)重的是，大部分設(shè)計(jì)人員對(duì)所要計(jì)算的負(fù)荷是末端負(fù)荷還是主機(jī)負(fù)荷，對(duì)計(jì)算出來的結(jié)果有沒有綜合考慮同時(shí)使用系數(shù)，系統(tǒng)冷量要不要因系統(tǒng)規(guī)模而增減，是否考慮設(shè)備配置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)，是否選擇高能效比設(shè)備等，通常都考慮不全面。
  因此，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)中考慮現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的裝機(jī)容量，合理來考慮因地制宜，適應(yīng)本地工程實(shí)際的裝機(jī)系數(shù)，挑選合適的裝機(jī)容量和設(shè)備準(zhǔn)備通過合理計(jì)算和有關(guān)實(shí)際工程的運(yùn)行狀況。將工程設(shè)計(jì)成投資金額最小，又能最好滿足設(shè)計(jì)功能的節(jié)能型暖通空調(diào)系統(tǒng)，最大限度地減少因設(shè)計(jì)師個(gè)人因素而導(dǎo)致閑置設(shè)備浪費(fèi)。當(dāng)然，空調(diào)系統(tǒng)作為成套的機(jī)械系統(tǒng)，其運(yùn)行并不是個(gè)體人員就能夠控制的，其自身存在一個(gè)自控系統(tǒng)。作為一個(gè)設(shè)計(jì)成功的空調(diào)系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出一套完善的自控系統(tǒng)。
３　　暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
?。?１　以節(jié)能為原則
　　影響熱舒適指標(biāo)的主要因素是：溫度，濕度，平均輻射溫度，風(fēng)速，勞動(dòng)強(qiáng)度。通過尋找這五者之間的合適比例，巧妙組合，達(dá)到舒適和節(jié)能的協(xié)調(diào)。同時(shí)恰當(dāng)?shù)乩梅课輫o(hù)結(jié)構(gòu)的熱導(dǎo)性，抵抗室外氣候的變化，使得房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候管路系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要簡單，這樣管材消耗量少，而且便于施工，可以達(dá)到節(jié)省初投資的目的。
３.２　方便管理操作
　　暖通空調(diào)的容量一般都是按照全年最不利的氣象條件確定的，所以系統(tǒng)必須要有很好的調(diào)節(jié)性能，以適應(yīng)全年負(fù)荷的不斷變化。管理操作方便是用戶非常關(guān)心的問題。隨著空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)化程度提高，可以大大減少管理人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工費(fèi)用，但也對(duì)操作人員的素質(zhì)提出了更高的要求。暖通空調(diào)系統(tǒng)是否要自動(dòng)控制，必須根據(jù)實(shí)際情況和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性來確定。對(duì)于大型空調(diào)系統(tǒng)及需要經(jīng)常調(diào)節(jié)控制設(shè)備的建筑工程來說，適合采取自動(dòng)控制方法以降低操作工作量。當(dāng)然，對(duì)于只有季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)才需要操作的閥門，不能采取自動(dòng)控制。對(duì)于一些不同部分使用時(shí)間不用的建筑物，對(duì)于各部分出租給不同單位的建筑物，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮到分別管理控制和運(yùn)行費(fèi)用分別統(tǒng)計(jì)的需求。
３.３　確保系統(tǒng)的安全性
　　暖通空調(diào)的安全性有易燃易爆環(huán)境安全、防火安全、人員環(huán)境安全、重要設(shè)備物品環(huán)境安全、系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全等方面。在設(shè)計(jì)武器彈藥廠房和煤礦等易燃易爆工程的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要重點(diǎn)考慮安全性，積極采取與之相適應(yīng)的防爆技術(shù)措施。在設(shè)計(jì)鍋爐房等處的空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，要著重考慮可燃性氣體、液體一旦泄露造成的安全問題。要嚴(yán)格按照防火設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，確保防火安全。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，還要考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)萬一出現(xiàn)故障，可能會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)重要設(shè)備和物品所產(chǎn)生的不良影響。比如，文物、檔案庫房就不能采取在吊頂設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管的空調(diào)設(shè)計(jì)方案，否則，一旦空調(diào)系統(tǒng)漏水，將給庫房內(nèi)重要物品帶來嚴(yán)重?fù)p失。
３.４　處理好整體和局部
　　在一定的條件下，實(shí)行集體供暖，無疑會(huì)很大的降低能耗，但是也需要注意滿足個(gè)人需求，不強(qiáng)求全面統(tǒng)一，這樣對(duì)節(jié)能和控制的靈活性均有利。一是暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)保證各個(gè)房間的室內(nèi)溫度能獨(dú)立調(diào)控；二是便于實(shí)現(xiàn)分戶或分室熱量分?jǐn)偟墓δ?。同時(shí)滿足生活環(huán)境中的聲、光、色的要求，盡管影響人體舒適的主要因素為舒適環(huán)境，但是這三者同樣是不可忽視的因素。比如人們居住的室內(nèi)環(huán)境以暖色調(diào)為主，可以讓人們心理上感覺到溫暖，從而不必要需要較高的室內(nèi)溫度，自然也就避免了能源的消耗。
３.５　控制室內(nèi)空氣品質(zhì)
　　節(jié)能設(shè)計(jì)中總的發(fā)展趨勢是通風(fēng)量應(yīng)增大，在這個(gè)過程中必然要解決的就是空氣的質(zhì)量問題，消除空氣中的細(xì)菌、浮游塵埃，臭味等有害人體的物質(zhì)，通過室內(nèi)進(jìn)排風(fēng)合理的氣流組織，從而達(dá)到改善空氣的品質(zhì)，改善居住環(huán)境，節(jié)約能源的目的。
４　結(jié)語
暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能在整個(gè)建筑節(jié)能中占主要地位，所以進(jìn)行暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)于降低建筑物的能耗有著重要的作用。除了要根據(jù)工程的使用特點(diǎn)設(shè)計(jì)合理的采暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)方案，并按系統(tǒng)的特性與使用規(guī)律及能源結(jié)構(gòu)等因素選配節(jié)能型的冷熱源設(shè)備和風(fēng)機(jī)、水泵與變頻器，以達(dá)到最大限度地減少采暖與空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行能耗與費(fèi)用外，還要嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范對(duì)民用建筑采暖與空調(diào)室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度取值標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以消除夏季“過冷”，冬季“過熱”現(xiàn)象，并因地制宜地改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱遮陽性能。此外暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能還關(guān)系到國家能源安全、資源消耗和環(huán)境污染是關(guān)系國計(jì)民生和國家可持續(xù)發(fā)展的重要行業(yè)，因此，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的從業(yè)人員應(yīng)給予足夠的重視。