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摘要：随着我国经济社会的发展，人们的生活水平逐渐提高，各种家电设备，比如空调等普遍地应用于公共建筑和居民住宅，在改善人们生活水平的同时，也消耗了大量自然能源。因此，建筑物的节能设计就显得更加重要。建筑节能设计，是指采用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以承受的措施，以减少建筑用能从生产到消费各个环节中的损失和浪费，更加合理、有效的利用能源。
关键词：暖通空调；节能设计；设计参数
随着近年来人民我国日益增大的人口、资源和环境压力， 迫使我们只能走自己的可持续发展之路。可持续发展、绿色建筑、生态建筑等已经成为建筑行业十分流行的词汇。建筑设计正在从单纯重视建筑美观性、视觉冲击力向综合考虑经济性、安全性、美观性、人居环境质量、能源和资源消耗、环境影响等转变。 暖通空调能耗一直是建筑能耗的组要组成部分，因此对于暖通空调设计，也提出了越来越高的要求。
一、暖通空调设计中节能的途径与方法
（一）维护结构性能对节能影响
通过改善建筑维护结构及其保温性能，能有效减少建筑物冷热损失。围护结构对节能的影响主要有如下方面：
1．合理的建筑物朝向的选择是一项重要的节能措施，能有效的降低外界自然条件如阳光、风向等对能耗的影响。
2．对于相同体积的建筑物，建筑物体形系数（S=F/V）越大，则其外表面积越大，通过围护结构的传热越多，空调冷负荷也越大。为节能起见，在建筑设计时应尽量控制S，如果出于造型和美观的要求需要采用较大S时，应尽量增加围护结构的热阻。在经济条件允许的前提下，可采用新型墙体材料与复合墙体围护结构，并采用墙体保温材料对其进行保温处理。
3．在建筑物的围护结构、墙、楼板、屋盖、地板等传人室内的热量中，外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大，因而要尽量减少外窗面积，合理控制窗墙比。应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比，一般北侧不大于25％，南侧不大于35％，东、西侧不大于30％。
4．采用气密性好的门窗以减少空调房间冷热量渗漏，并采取有效的遮阳措施。比如选用特种玻璃、双层中空玻璃、窗帘或遮阳板等，其中外遮阳板的效果最佳，但对建筑外观有一定影响。在部分省份，外遮阳已经成为节能设计的必需措施。
5．对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例。维护结构的保温性能决定了维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。 因此，提高建筑物维护结构保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。
（二）空调室内设计参数对节能影响
空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。在不降低室内空气标准的前提下，合理组合室内空气设计参数可以收到明显的节能效果：
1．室内温度的改变对人体舒适度的影响相当大，而相对湿度的变化对人体舒适度的影响相对较小。在一定范围内，相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响。
2．室内温度的改变对空调能耗的影响较小，而相对湿度的改变对空调能耗的影响较大。因此，在确定室内设计参数时，温度可以低一点，相对湿度可以高一些。这样，即可以保证较高的热舒适度，又可以减少空调能耗。
（三）空调系统设计对节能影响
动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能。采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗：
1．水系统采用大温差。加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差，可以减少循环水量，以降低其输送能耗，同时可以减小管径，节约初投资。同时，它又影响到冷水机组的COP及冷却塔的造价，因此需要综合比较后确定。
2．风系统采用大温差。采用低温送风的方式，通过专门的诱导风口直接送风或末端装置风机混合送风，以满足送入室内的送风温度。低温送风可以减少风管面积及输送动力，但风管保温应予以加强，末端送风方式亦需考虑防结露措施。
3．变水量、变风量的方式。水系统及风系统根据实际需求，可以采用变频的方式，在低负荷情况下采用低转速运行，从而达到节能的目的。
4．改善气流组织提高换气效果。房间换气、通风效果，不仅与换气量有关，而且也与室内空气流动形态、气流组织等因素有关，这些都影响到新鲜空气的利用程度。冬季供热采用地板辐射的方式将有效节省能源。
二、空调供能的新方式
1．区域供冷供热的发展。对密集型城市来说，空调供热供冷采用区域集中供给是发展新方向，能达到环境保护，能源有效利用的目的。此类项目在国内外均有案例。
2．可再生能源的利用。利用可再生能源，比如地下水、地表水，进过处理的污水和废热、地表热、土壤热等能源，通过热泵加以利用，充分发挥其社会效益和经济效益。
3．燃气驱动的热电联产系统。利用一种能源有效地产生并供给电和热两种二次能，既发电又供热，产生的电力可提供建筑本身的照明、电梯等，又可驱动电动热泵或离心制冷机等，整个系统有着极高的能源利用效率。
4．自然能源直接利用。在过渡季节，尽可能的利用新风来进行室内制冷，不仅节约能源而且可以极大提供室内空气品质；冬季利用冷却塔提供的冷却水进行建筑内区的供冷。
三、暖通空调方案设计优化的重要性
暖通空调方案设计是整个暖通空调系统生命周期中最为关键的一环， 是后续工作顺利进行的重要保障。然而， 在现阶段的暖通空调工程设计中， 在能源上、环境上存在了诸多的问题。暖通空调设计方案不仅关系到建筑的室内环境参数能否满足使用要求， 而且直接关系到建筑的工程投资、运行能耗和费用、系统可靠性、安全性、调节性能、操作方便性、维护费用、环境影响、人员舒适性、机房面积、建筑层高、建筑美观性等诸多指标参数。
暖通空调方案设计的优化选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。
一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。
四、暖通空调设计的意义和展望
（一）意义
从重视施工图绘制向重视方案设计转变，从单纯考虑满足设计参数要求向综合考虑设计要求、经济性、节能性、安全性、健康舒适性、环境影响等多参数设计转变；节能等性能参数控制从事后检查处罚向前期设计方案综合性能评估控制转变；从只重视一次投资和运行能耗向全寿命周期评价转变；从冬夏季两点典型工况设计方法向全年全工况模拟设计方法转变；从单专业设计向多专业融合设计转变；节能设计从只重视技术节能向技术节能、行为节能和管理节能综合节能方向轉变；相应地， 对设计质量和水平的考核重点从图纸出错率向设计综合性能指标评价转变；设计人员评价指标也从出图量向设计水平和质量转变。概括来说就是向综合性能化设计的方向转变。
（二）展望
设计水平的提高首先必须是设计思想水平的提高， 应从大学专业教育及踏上工作岗位的职业教育就开始灌输新的设计思想。应从管理和技术两方面入手来解决暖通空调设计方案的问题，在设计中针对具体的设计条件和要求， 对暖通空调设计方案的可行性、经济性、节能性、可靠性、可控性、可维护性、安全性、舒适性、美观性、环境影响等十大评价指标进行综合评价， 以确定最合适的设计方案。
五、结语
随着我国人民生活水平的提高和产业结构的调整，建筑能耗的相对值和绝对值都将持续增长。如何因地制宜地合理选择能源资源， 如何充分有效地用能， 如何提高建筑用能系统的效率， 如何合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响， 是每位从事暖通空调设计人员的任务。
我国所颁布实施的多个建筑节能设计规范中，都把节能50%作为节能目标，而暖通空调系统中的节能占建筑节能的主要部分。因此我们有必要对暖通空调系统目前存在的问题给予重视，努力从技术层面上增加节能措施的应用，才能有效的改善环境和社会效益，推动经济发展。
关键词：暖通空调；节能设计；设计参数
随着近年来人民我国日益增大的人口、资源和环境压力， 迫使我们只能走自己的可持续发展之路。可持续发展、绿色建筑、生态建筑等已经成为建筑行业十分流行的词汇。建筑设计正在从单纯重视建筑美观性、视觉冲击力向综合考虑经济性、安全性、美观性、人居环境质量、能源和资源消耗、环境影响等转变。 暖通空调能耗一直是建筑能耗的组要组成部分，因此对于暖通空调设计，也提出了越来越高的要求。
一、暖通空调设计中节能的途径与方法
（一）维护结构性能对节能影响
通过改善建筑维护结构及其保温性能，能有效减少建筑物冷热损失。围护结构对节能的影响主要有如下方面：
1．合理的建筑物朝向的选择是一项重要的节能措施，能有效的降低外界自然条件如阳光、风向等对能耗的影响。
2．对于相同体积的建筑物，建筑物体形系数（S=F/V）越大，则其外表面积越大，通过围护结构的传热越多，空调冷负荷也越大。为节能起见，在建筑设计时应尽量控制S，如果出于造型和美观的要求需要采用较大S时，应尽量增加围护结构的热阻。在经济条件允许的前提下，可采用新型墙体材料与复合墙体围护结构，并采用墙体保温材料对其进行保温处理。
3．在建筑物的围护结构、墙、楼板、屋盖、地板等传人室内的热量中，外窗的传热量和太阳辐射占围护结构的总传热量比例很大，因而要尽量减少外窗面积，合理控制窗墙比。应在保证自然采光的前提下合理控制窗墙面积比，一般北侧不大于25％，南侧不大于35％，东、西侧不大于30％。
4．采用气密性好的门窗以减少空调房间冷热量渗漏，并采取有效的遮阳措施。比如选用特种玻璃、双层中空玻璃、窗帘或遮阳板等，其中外遮阳板的效果最佳，但对建筑外观有一定影响。在部分省份，外遮阳已经成为节能设计的必需措施。
5．对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例。维护结构的保温性能决定了维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。 因此，提高建筑物维护结构保温性能是减少空调系统能耗的重要措施之一。
（二）空调室内设计参数对节能影响
空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。在不降低室内空气标准的前提下，合理组合室内空气设计参数可以收到明显的节能效果：
1．室内温度的改变对人体舒适度的影响相当大，而相对湿度的变化对人体舒适度的影响相对较小。在一定范围内，相对湿度的变化对人的热舒适感几乎没有影响。
2．室内温度的改变对空调能耗的影响较小，而相对湿度的改变对空调能耗的影响较大。因此，在确定室内设计参数时，温度可以低一点，相对湿度可以高一些。这样，即可以保证较高的热舒适度，又可以减少空调能耗。
（三）空调系统设计对节能影响
动力能耗主要是指空调系统运行中风机和水泵所消耗的电能。采用科学的方法使之降低对整个空调系统的节能有十分重要的意义。在工程设计与实践中常采用以下方法减少动力能耗：
1．水系统采用大温差。加大空调冷冻水系统及冷却塔水系统的工作温差，可以减少循环水量，以降低其输送能耗，同时可以减小管径，节约初投资。同时，它又影响到冷水机组的COP及冷却塔的造价，因此需要综合比较后确定。
2．风系统采用大温差。采用低温送风的方式，通过专门的诱导风口直接送风或末端装置风机混合送风，以满足送入室内的送风温度。低温送风可以减少风管面积及输送动力，但风管保温应予以加强，末端送风方式亦需考虑防结露措施。
3．变水量、变风量的方式。水系统及风系统根据实际需求，可以采用变频的方式，在低负荷情况下采用低转速运行，从而达到节能的目的。
4．改善气流组织提高换气效果。房间换气、通风效果，不仅与换气量有关，而且也与室内空气流动形态、气流组织等因素有关，这些都影响到新鲜空气的利用程度。冬季供热采用地板辐射的方式将有效节省能源。
二、空调供能的新方式
1．区域供冷供热的发展。对密集型城市来说，空调供热供冷采用区域集中供给是发展新方向，能达到环境保护，能源有效利用的目的。此类项目在国内外均有案例。
2．可再生能源的利用。利用可再生能源，比如地下水、地表水，进过处理的污水和废热、地表热、土壤热等能源，通过热泵加以利用，充分发挥其社会效益和经济效益。
3．燃气驱动的热电联产系统。利用一种能源有效地产生并供给电和热两种二次能，既发电又供热，产生的电力可提供建筑本身的照明、电梯等，又可驱动电动热泵或离心制冷机等，整个系统有着极高的能源利用效率。
4．自然能源直接利用。在过渡季节，尽可能的利用新风来进行室内制冷，不仅节约能源而且可以极大提供室内空气品质；冬季利用冷却塔提供的冷却水进行建筑内区的供冷。
三、暖通空调方案设计优化的重要性
暖通空调方案设计是整个暖通空调系统生命周期中最为关键的一环， 是后续工作顺利进行的重要保障。然而， 在现阶段的暖通空调工程设计中， 在能源上、环境上存在了诸多的问题。暖通空调设计方案不仅关系到建筑的室内环境参数能否满足使用要求， 而且直接关系到建筑的工程投资、运行能耗和费用、系统可靠性、安全性、调节性能、操作方便性、维护费用、环境影响、人员舒适性、机房面积、建筑层高、建筑美观性等诸多指标参数。
暖通空调方案设计的优化选择是一个直接关系到暖通空调工程项目的成败和经济效益优劣的重要问题。暖通空调设计方案的比较和优选是一个涉及面广、影响因素多的复杂技术工作。
一个优秀的暖通空调工程设计方案，应对设计方案涉及的各种因素进行全面的考虑，使其综合效益最高。综合考虑的因素越多，通常其方案设计的水平越高，同时其设计工作量和难度就越大。只有这样才能对各种设计方案进行科学的比较和优选，避免因片面性和主观性带来的失误和经济损失。
四、暖通空调设计的意义和展望
（一）意义
从重视施工图绘制向重视方案设计转变，从单纯考虑满足设计参数要求向综合考虑设计要求、经济性、节能性、安全性、健康舒适性、环境影响等多参数设计转变；节能等性能参数控制从事后检查处罚向前期设计方案综合性能评估控制转变；从只重视一次投资和运行能耗向全寿命周期评价转变；从冬夏季两点典型工况设计方法向全年全工况模拟设计方法转变；从单专业设计向多专业融合设计转变；节能设计从只重视技术节能向技术节能、行为节能和管理节能综合节能方向轉变；相应地， 对设计质量和水平的考核重点从图纸出错率向设计综合性能指标评价转变；设计人员评价指标也从出图量向设计水平和质量转变。概括来说就是向综合性能化设计的方向转变。
（二）展望
设计水平的提高首先必须是设计思想水平的提高， 应从大学专业教育及踏上工作岗位的职业教育就开始灌输新的设计思想。应从管理和技术两方面入手来解决暖通空调设计方案的问题，在设计中针对具体的设计条件和要求， 对暖通空调设计方案的可行性、经济性、节能性、可靠性、可控性、可维护性、安全性、舒适性、美观性、环境影响等十大评价指标进行综合评价， 以确定最合适的设计方案。
五、结语
随着我国人民生活水平的提高和产业结构的调整，建筑能耗的相对值和绝对值都将持续增长。如何因地制宜地合理选择能源资源， 如何充分有效地用能， 如何提高建筑用能系统的效率， 如何合理设计创造舒适的室内环境而同时尽可能减少对室外环境的负面影响， 是每位从事暖通空调设计人员的任务。
我国所颁布实施的多个建筑节能设计规范中，都把节能50%作为节能目标，而暖通空调系统中的节能占建筑节能的主要部分。因此我们有必要对暖通空调系统目前存在的问题给予重视，努力从技术层面上增加节能措施的应用，才能有效的改善环境和社会效益，推动经济发展。