彭胜发
广东省广州市恒大院线管理有限公司 51000
摘要：暖通空调系统能耗是建筑能耗的主要组成部分，但以往的暖通空调设计多仅着眼于功能而忽略节能。通过多个案例分析指出了基于节能考虑的设计认识误区，提出了值得重视的若干节能设计理念，探讨了基于节能的暖通空调系统方案设计方法。
关键词：系统能效；暖通空调；基于节能的设计方法
引言
经济的长期高速发展，一方面使我国成为世界第二大经济体，另一方面资源与环境压力日益严峻，目前我国已成为全球CO２排放量最大的国家。为减小资源与环境压力，保证经济与社会的可持续发展，我国政府在全社会着力推进节能减排，发展低碳经济，倡导绿色建筑。以20世纪80年代启动居住建筑“一步节能”为起点，到现在的居住建筑“三步节能”与公共建筑节能50％标准的执行，以及低能耗、超低能耗示范建筑的建设，我国的建筑节能取得了很大成就。同等条件下新建居住建筑单位面积能耗与重视建筑节能的发达国家相比已比较接近，公共建筑单位面积能耗更是明显低于发达国家，特别是低于美国。
尽管如此，由于建筑量巨大，建筑能耗总量呈快速上升的趋势。只有持续不断地降低单位建筑面积能耗水平，才能使这种趋势得到控制，理想的结果应该是，使建筑能耗总量的增长速度明显低于建筑总量的增加速度，甚至为零增长。
公共建筑中包括供暖能耗在内的暖通空调系统运行能耗，通常会占到建筑能耗的60％以上，降低这部分能耗是建筑节能的关键所在，也是暖通空调工程师必须持续面对的挑战。称其为挑战是因为与建筑其他用能系统相比，暖通空调系统具有如下特点。
（1）构成复杂且相互耦合。由三大子系统，即冷热源、冷热量输配与房间冷热末端构成，同时三大子系统中的任何一个都可能包含若干子子系统。大系统涉及的所有子系统彼此关联，相互耦合，求解困难。
（2）形式多样且选择困难。所谓形式多样是指，为对同一对象实现相同的空气环境控制目标，往往会有多种可以选择的空调系统形式。以办公建筑为例，可选择的空调系统末端形式至少有４种：风机盘管加新风系统、变风量全空气（ＶＡＶ）系统、变制冷剂流量（ＶＲＦ）多联机加新风系统、温湿度独立调节系统等。选择困难体现在，必须进行诸如造价、运行能耗、适应性等多因素综合评价，才能对决定采用的空调系统形式的合理性进行判断。
（3）设计影响因素多样多变。气象条件、围护结构热工特性、内部热扰、建筑外部与内部空间形状以及使用需求等都是影响设计的因素，其中多数具有动态特征，如气象参数、围护结构传热过程、使用规律等。以上特点决定了暖通空调系统设计必然面对的复杂性，加上相关基础研究尚不完善，重功能、轻
节能的设计传统，基于典型工况点的静态设计方法以及动态分析工具还远未普及等原因，造成了从节能角度看暖通空调设计普遍水平不高的现实。作为暖通设计师有必要在倡导低碳节能的社会大背景下，转变重功能、轻节能的设计传统，树立基于节能的设计理念，掌握动态分析工具。如此才能设计出更多的高能效低能耗暖通空调系统。
1 暖通空调方案设计现状分析
1.方案设计是设计工作最重要的环节
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（见图1）。设计方案的问题往往是方向性的问题，造成的损失通常较大，而且修改困难、影响时间长，例如前些年流行一时的分户电热供暖方案，使供暖的一次能耗和污染排放总量大幅度增加，如果此类“新” 的技术方案得到推广应用，将造成重大损失。因此方案设计是暖通空调设计工作最重要的一个环节。暖通空调设计方案的“关系户”很多，确定设计方案时必须从住户、业主、公众、施工、政府相关部门、建筑相关专业等众多方面来考虑问题，协调各方面的矛盾关系，因此它也是最复杂、难度最大的一项设计工作。
图2 是笔者根据长期设计工作实践，对暖通空调主要设计工作的综合重要性影响因子和工作时间的统计分析结果。需要说明的是，图中的工作时间分配比例与建筑类型、规模、设计内容、复杂程度、设计师水平等因素有关，各设计院的情况也有差别，因此仅供参考。从图2可以看出方案设计是最重要的一个设计环节。
2.节能环保硬约束持续加强，给行业带来广阔商机
近年来国家突出强调要建设资源节约型、环境友好型社会，大力倡导发展如绿色、环保、再生能源、新材料、循环利用、垃圾处理等方面的新型业务。国家“十二五”规划纲要强调“要发挥产业政策作用，引导投资进一步向民生和社会事业、农业农村、科技创新、生态环保、资源节约等领域倾斜”，将低碳发展作为重要的政策导向，并把节能减排的完成情况与领导干部的综合考核评价挂钩，为设计单位的发展开辟了新的市场空间。
3.绿色建筑理念的不断深入，为行业发展提供平台
我国正处在城镇化高速发展期，建筑能耗占社会能耗的比重快速增长，约每年增加一个百分点。只有通过节能模式的创新，大力推广绿色建筑，才能实现全国节能减排的目标。2010年世博会的召开，将“城市，让生活更美好”的世博理念渗透到城市建设和建筑设计当中。汉堡“被动房”、伦敦“零碳馆”、“沪上?生态家”等众多城市的前卫建筑，都为行业发展留下了宝贵的财富，绿色建筑继续成为市场热点。在今后一段时间，绿色建筑将得到越来越广泛和深入的运用，其相关标准和规范也将得到大力推行，设计方案的节能水平将不断得到提升，绿色建筑理念在我国建筑节能领域的不断深入，将为作为绿色建筑重要组成部分的暖通空调行业提供很好的发展平台。
2 暖通空调（设计）行业在节能减排中面临的问题
2.1设计观念相对陈旧
2.1.1设计指导思想没有及时转变
在暖通空调领域围绕可持续发展理念进行绿色、生态、健康建筑的设计，与以往传统设计相比，更注重考虑对环境的尊重与适应，考虑如何高效使用可再生能源，减少不可再生资源的使用。这就需
要暖通设计师建立高效使用能源和保护自然生态的设计理念，而不应满足一般的功能要求。这些理念在影响着设计师，但还未真正形成设计实践的指南。
2.1.2节能设计理念体现不足
（1）对节能减排的某些概念不清楚。比如建筑寿命周期界定，周期成本的系统特性归类，节能设计对建筑环保的经济价值以及带来的积极影响。
（2）设计思路局限。在建筑设计中单纯关注设计日工况、设备初投资、设备主机的能效比，按现有规定确定设计参数等，还不能做到按照运行全过程
确定设计工况，按照全寿命周期确定成本的有效投入，按照工程的需要灵活确定设计参数并有效地运用到工程中去。
2.1.3设计思想保守僵化
（1）我国幅员辽阔，各地在气候、能源状况等方面存在巨大差异。必须根据当地气候特点、地域条件，以适宜技术为主、技术整体集成，形成适合项目
特征、地域气候特点的技术体系。目前设计师对这些问题考虑较少。
（2）我国是一个多民族国家，历史文化悠久，各民族间文化背景存在差异，很多民族的建筑风格中蕴藏着传统的、独特的、适宜的各类节能技术。而现在不少设计师认为只有高科技才节能，使得一些传统、经济、独具特色的节能技术被高科技所取代，节能效果不一定更好。
3 结语
综上所述，方案设计是暖通空调设计工作最重要、最复杂的一个环节；要提高我国暖通空调整体设计水平、提高与国外设计公司的竞争力，首先必须提高暖通空调方案设计水平。但方案设计又是目前常被忽视、投入精力较少、问题较多的设计环节，这个问题严重制约了我国暖通空调设计质量和水平的提高，因此亟待解决。
论文作者:彭胜发
论文发表刊物:《基层建设》2016年2期
论文发表时间:2016/5/30
标签：建筑论文; 节能论文; 暖通空调论文; 方案设计论文; 空调系统论文; 暖通论文; 系统论文; 《基层建设》2016年2期论文;