隨著全球氣候的變曖，自然環(huán)境的惡化，世界各國(guó)對(duì)建筑節(jié)能的關(guān)注程度正日益增加。人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到，建筑使用能源所產(chǎn)生的二氧化碳是造成氣候變暖的主要來源。暖通空調(diào)技術(shù)創(chuàng)新勢(shì)在必行，節(jié)能建筑成為建筑發(fā)展的必要趨勢(shì)。
 
一、暖通空調(diào)主要的技術(shù)和工作原理
 
暖通空調(diào)技術(shù)指的是采用供熱、制冷的技術(shù)進(jìn)行取暖、通風(fēng)以及空氣調(diào)節(jié)，利用人工手段調(diào)節(jié)、控制室內(nèi)或者工作區(qū)域的溫度、濕度、潔凈程度等。是建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中一個(gè)組成部分。暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)是指在采暖方面盡可能用最少的能源得到最多的熱能，主要通過對(duì)外墻保溫體系、氣流組織、對(duì)冷凍水溫度再設(shè)定、采用全熱交換器系統(tǒng)、提高空調(diào)溫度等的設(shè)定來實(shí)現(xiàn)能耗的降低。暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要決定于空調(diào)冷、熱負(fù)荷的確定和空調(diào)系統(tǒng)的合理配置，空調(diào)系統(tǒng)的布景和空調(diào)設(shè)備的選擇是以空調(diào)負(fù)荷為依據(jù)的。所以暖通空調(diào)節(jié)能的關(guān)鍵是空調(diào)外界負(fù)荷和內(nèi)部負(fù)荷的確定，而暖通空調(diào)節(jié)能工作也應(yīng)該從這個(gè)方面著手，合理布置建筑物的位置，正確選擇外墻、門、窗、屋頂?shù)男螤罴安牧系龋M量減少空調(diào)負(fù)荷。
 
暖通空調(diào)的主要工作原理是制冷劑在空調(diào)制冷機(jī)組內(nèi)的蒸發(fā)器中與冷凍水進(jìn)行熱量交換發(fā)生氣化，這一過程會(huì)使冷凍水的溫度降低，被氣化后的制冷劑在空壓機(jī)的作用下，會(huì)形成高壓、高溫的氣體，當(dāng)氣體流經(jīng)制冷機(jī)組的冷凝器時(shí)，則會(huì)被來自冷卻塔的冷卻水所冷卻，從而是氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪骸⒌蜏氐囊后w，與此同時(shí)，被降溫后的冷凍水經(jīng)由水泵被送至空氣處理機(jī)的熱交換器中，隨后與混風(fēng)進(jìn)行冷熱交換形成冷風(fēng)源，最后經(jīng)由送風(fēng)管路送入到各個(gè)房間。通過這樣的循環(huán)過程，在夏季房間內(nèi)的熱量會(huì)被冷卻水帶走，流經(jīng)冷卻塔后釋放到空氣當(dāng)中。在空氣處理單元中，新風(fēng)與部分回風(fēng)經(jīng)混合后形成混風(fēng)，當(dāng)混風(fēng)經(jīng)由熱交換器冷凍水進(jìn)行熱交換后則形成送風(fēng)。冬季時(shí)，混風(fēng)能夠吸收能量，從而使溫度升高，夏季時(shí)，隨著混風(fēng)溫度降低，送風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)后會(huì)與室內(nèi)的空氣進(jìn)行熱量的傳遞，最終將溫度調(diào)節(jié)至房間所需的設(shè)定值。
 
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向和原則
 
由于空調(diào)采暖通風(fēng)設(shè)備是構(gòu)成暖通工程的重要組成部門，是項(xiàng)目建成后影響運(yùn)行效果的最重要因素之一。當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向首先節(jié)能，在建筑物高品質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)中，暖通空調(diào)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員要從節(jié)能環(huán)保角度主動(dòng)參與建筑方案的設(shè)計(jì)，要與自動(dòng)控制專業(yè)相互融通，改變過去的純專業(yè)設(shè)計(jì)為跨專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)。要密切關(guān)注最新的節(jié)能科研成果，要積極采用并推廣節(jié)能新技術(shù)，要努力爭(zhēng)取得到政府的支持，要與設(shè)備制造商保持密切聯(lián)系，要對(duì)業(yè)主做好節(jié)能工作的思想工作，盡力爭(zhēng)取他們的理解與支持，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本國(guó)策。第二是消聲，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)噪聲污染控制很嚴(yán)格，而暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的噪聲是最主要的噪聲源之一?？照{(diào)系統(tǒng)的消聲設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：空調(diào)機(jī)房不能就近設(shè)在人群密集的地下，而設(shè)在裙房的地下設(shè)備用房?jī)?nèi)、最大程度地減少震動(dòng)和噪聲的影響。組合式空調(diào)器應(yīng)選用雙風(fēng)機(jī)。降低風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，降低風(fēng)機(jī)的噪聲水平。從地下空調(diào)機(jī)房到人群密集地之間應(yīng)有一定長(zhǎng)度的地下送回風(fēng)風(fēng)道，加大了自然衰減。同時(shí)排風(fēng)系統(tǒng)上設(shè)阻抗復(fù)合式消聲器，以隔斷外界噪聲。第三是自凈，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中．設(shè)計(jì)一個(gè)良好的凈化空調(diào)系統(tǒng)，保持良好的室內(nèi)建筑環(huán)境和空氣品質(zhì)是優(yōu)化建筑環(huán)境的關(guān)鍵所在。理想的凈化空調(diào)系統(tǒng)，必須控制以上兩項(xiàng)功能并達(dá)到規(guī)定的技術(shù)參數(shù)，才能滿足一些特殊室內(nèi)建筑環(huán)境和空氣品質(zhì)的要求。
 
暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的原則主要包括：一是暖通空調(diào)系統(tǒng)要根據(jù)冷熱的變化，科學(xué)合理的進(jìn)行管理和設(shè)計(jì)。對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。二是暖通空調(diào)采用相對(duì)節(jié)能的新型材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理，影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。三是在能源的選擇和利用上選擇一些可再生的節(jié)能能源，這對(duì)于暖通空調(diào)的建設(shè)和管理來說具有重要的意義，而且如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢(shì)下發(fā)展起來的，它利用地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使得同等制熱(或制冷)量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外，利用太陽能供熱或制冷技術(shù)也在開發(fā)研究著。
 
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行
 
暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行中，需要風(fēng)機(jī)和水泵來輸送介質(zhì)?？照{(diào)系統(tǒng)的水泵耗電量較大，在一般的公共和民用建筑中，空調(diào)水系統(tǒng)可占到空調(diào)總耗電量的15～20％左右，因此，減少空調(diào)水泵耗電量也能起到顯著的節(jié)能效果。水系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)該重視水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，認(rèn)真進(jìn)行水系統(tǒng)各環(huán)路的設(shè)計(jì)計(jì)算，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡。目前的一些空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用變頻水泵進(jìn)行變流量運(yùn)行也越來越普遍，通過改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制水泵的流量，通過使用變頻調(diào)速水泵使水量隨冷熱負(fù)荷變化，可以達(dá)到非常明顯的技能效果。有資料表明，空調(diào)水系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行具有很大的節(jié)能能力，變頻器投資在1~2年內(nèi)即可收回。另有資料顯示，提高空調(diào)系統(tǒng)的供回水溫差，降低系統(tǒng)的循環(huán)水量，從而降低循環(huán)水泵的功耗。目前，一般的空調(diào)冷凍水供回水溫為7~12℃，水溫差為5℃。如果我們將供回水溫差加大到8℃，也即空調(diào)的冷凍水供回水溫為6～14℃，那么系統(tǒng)水量將降低30％。雖然冷凍水供水溫度降低了1℃，對(duì)制冷機(jī)來說降低了其制冷系數(shù)，但綜合水泵和制冷劑來看，實(shí)際上總體是節(jié)能的。
 
另外，在空調(diào)能耗中，有很大一部分是由于管理不善而引起的，各項(xiàng)調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實(shí)施，也與操作人員的技術(shù)素質(zhì)有關(guān)系。系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中沒有根據(jù)人員的變化和實(shí)際負(fù)荷進(jìn)行必要的調(diào)整，致使供冷量、供水量和送風(fēng)量都大于實(shí)際的需求，即使有一定的調(diào)節(jié)，也具有滯后性和隨意性，由此就會(huì)造成很大的浪費(fèi)。比如有些單位的空調(diào)，一年中只有開機(jī)關(guān)機(jī)和冬夏季轉(zhuǎn)換操作，明顯達(dá)不到節(jié)能效果為此要求運(yùn)行管理人員不僅要有很強(qiáng)的責(zé)任心，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)空調(diào)操作人員的培訓(xùn)，提高管理人員的素質(zhì)。另外，增加系統(tǒng)控制等措施，如自力式流量控制閥、壓差控制器、溫度控制器等也能提高系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平。在控制模式上需根據(jù)建筑物的具體功能、氣候條件、使用狀況等靈活處理。比如年運(yùn)行管理問題，主要應(yīng)考慮過渡季節(jié)的運(yùn)行：室外新風(fēng)的利用、新風(fēng)量的確定等；再比如日運(yùn)行管理問題，主要應(yīng)考慮隨室外溫度的變化采取不同的日節(jié)能運(yùn)行模式，這可通過采用合理的自控系統(tǒng)及一定的手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)；又比如建筑預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的合理選擇，建筑預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的選擇將直接影響冷熱設(shè)備的大小，從而影響初期投資。特別是對(duì)于大空間的體育場(chǎng)館等蓄熱量較大的建筑，如何做到既不影響正常使用，又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能或節(jié)約投資，預(yù)冷預(yù)熱時(shí)間的合理選擇是關(guān)鍵。
 
四、結(jié)語
 
總之，暖通空凋系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用。節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運(yùn)用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行過程中，均應(yīng)對(duì)節(jié)能降耗問題引起足夠的重視，并將能源消耗作為衡量系統(tǒng)優(yōu)劣的一項(xiàng)重要指標(biāo)。