建筑暖通设计及系统优化措施研究

建筑暖通设计及系统优化措施研究

韩露露、王晓

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：随着社会经济的快速发展，人们对居住和工作环境的要求越来越高，建筑暖通设计作为建筑环境的重要组成部分，其设计质量直接影响到建筑物的使用功能和舒适性。本文通过对建筑暖通设计及系统优化措施的研究，探讨了如何提高建筑暖通设计的质量，为建筑暖通设计提供参考。

关键词：建筑暖通设计；系统优化措施

引言

建筑暖通设计是建筑环境的重要组成部分，其设计质量直接影响到建筑物的使用功能和舒适性。然而，在实际的设计过程中，由于各种原因，建筑暖通设计往往存在一些问题，为了提高建筑暖通设计的质量，本文将从系统优化措施的角度进行研究。

1.暖通设计的重要性

暖通空调设计是建筑设计中不可缺少的一部分，它直接影响到室内环境的舒适性和建筑的整体性能。合理的暖通空调设计可以保证建筑在不同季节、不同气候条件下都能提供舒适的室内环境，满足人们生活和工作的需要。同时，暖通空调设计也是建筑节能的关键环节。通过对暖通空调系统进行优化，可以有效降低建筑能耗，达到节能减排的目的。

1.1提高居住和工作环境的舒适度

暖通空调系统的设计直接影响到室内空气的温度、湿度和空气质量，设计合理的暖通空调系统可以保证室内环境的舒适性，满足人们对温湿度调节的需求。

1.2暖通空调节能对环境的积极影响

暖通空调节能对环境有积极的影响。通过使用节能设备、智能控制系统和可再生能源，高效节能的暖通空调系统显著降低了对传统能源的依赖，有效地减少了温室气体的排放。这些环境保护措施有利于减缓气候变化，减少大气污染，有利于保护生态环境。此外，暖通空调节能减少了对自然资源的需求，延长了能源的使用寿命，符合可持续发展的原则。通过在建筑中推广节能的暖通空调系统，在全球范围内共同努力，为创造更清洁、更可持续的环境贡献一份力量。

1.3健康与安全

暖通系统的设计需要考虑室内空气质量，包括通风换气、过滤和净化等。设计良好的暖通系统能够有效控制室内污染物的浓度，减少空气中的细菌和病毒，保障居住者的健康与安全。

1.4提高建筑物的使用寿命

合理的暖通系统设计能够减少建筑物的维护成本，延长建筑物的使用寿命。同时，良好的室内环境也有助于保护建筑物的结构，防止因温度和湿度变化引起的结构损伤[1]。

2.建筑暖通设计存在的问题

2.1设计不合理

设计中的问题设计中的问题直接影响到暖通空调系统在建筑节能中的效果。其中，建筑结构设计不合理、保温材料选择不当、通风系统不完善等都会导致能源浪费和效率降低。缺乏一体化设计思维和系统性规划，常常使得建筑无法最大程度利用环境自然资源，造成能源利用的低效。

2.2系统运行效率低

建筑暖通空调系统的运行效率直接影响到建筑的能耗。在实际运行过程中，由于设计、施工、维护等原因，建筑暖通空调系统的运行效率往往较低，造成能源浪费。如系统设备选型不合理、管网布局不合理、设备运行调整不当等，都会影响系统的运行效率[2]。

3.建筑暖通设计优化措施

3.1智能温控与调度智能控制技术

利用先进的传感器、数据分析技术和自动化系统，可以对建筑内部和外部的温度、湿度、人员活动等信息进行实时监测和分析，从而智能化地调控暖通系统，以实现能源利用的最优化和能效提升。智能温控技术通过在建筑内部安装智能温度传感器和控制装置，不断监测室内温度的波动，并依据设定的温度范围和舒适度标准，自动调整供暖和制冷设备的运作，确保室内温度始终处于一个舒适的水平。这种技术的应用可以有效预防因温度剧烈波动而导致的能源消耗，实现精确的温度调节和能源节约。智能调度技术则负责协调和优化多个暖通设备的使用，以实现最高的能源利用效率。通过实时监测和分析设备的运行状态和能耗数据，智能调度系统可以合理安排设备的运行时间和运行模式，避免设备过度运转或重复运行，减少能源消耗。例如，在低负荷时段降低设备的运行功率，在高负荷时段增加设备的运行效率，以最小的能耗满足建筑的供暖和制冷需求。

3.2在冷热源设计中利用BIM技术

BIM（建筑信息模型）技术能够用来创建一个全面的冷热源系统模型，涵盖制冷机组、锅炉、热泵、冷却塔等设备的三维模型，这有助于设计团队更全面地理解系统的整体结构和布局。在设计冷热源系统时，首先需要对需求进行分析，并进行冷热平衡的调整，以确保空调设备的寿命。这一过程在使用传统设计方法时很难实现，并且难以控制信息，因此设计人员需要利用BIM技术，以确保设计信息为后续设计提供准确的信息支持。在实际的设计过程中，暖通空调自身的冷热源需要按照区域来决定，不同的区域对冷热源的需求也是不同的，所以设计人员就可以应用DeST软件，来计算出暖通空调当中的冷热负荷，按照计算出的结果来找到具体的负荷区域，利用计算机可以充分地降低计算出现的误差现象，使得冷热负荷的计算更加的准确，为后续的设计提供一定的支持。

3.3选用低导热系数的高性能保温材料

在众多新兴的保温材料中，硅气凝胶保温隔热材料因其卓越的保温特性而备受关注。这种纳米多孔固态材料即使在极低温度下也能保持极低的导热系数，有效阻止热量通过对流、传导和辐射的方式传递。硅气凝胶的强憎水性还确保了它能有效阻止水分渗透，从而保持保温效果的持久和稳定。以寒冷地区的甲类公共建筑为例，外墙的传热系数是评估保温性能的关键指标。当传热系数达到一定标准时，不同保温材料所需的保温层厚度也会有所不同。与传统硬质岩棉板相比，新型保温材料如硅气凝胶在相同保温效果下所需的保温层厚度仅为传统材料的几分之一，而真空隔热板也能显著减少所需保温层厚度。这种厚度的差异不仅影响保温效果，还对围护结构的传热系数产生重大影响。在相同的保温层厚度下，新型保温材料的使用能显著降低围护结构的传热系数，从而减少外围护结构的热负荷，最终实现能源消耗的直接和间接降低。

3.4冰蓄冷系统技术的应用

冰蓄冷系统技术涉及将低品位能源，如太阳能或地热能，转换为高品位冷能，并将其储存在冰蓄冷装置中。这种系统通过冷冻或蒸发的方式释放低温热量，以供空调系统使用。另一种应用是利用建筑物中存储的空调水进行冷冻，并通过冰蓄冷装置回收和利用这些低温冷量。这种技术可以在不影响用户使用空调系统的情况下，显著降低空调系统的能耗，具有显著的节能效果和经济效益。在设计暖通空调系统时，技术人员需要首先分析不同建筑类型的需求特点和具体要求。接着，根据实际需要选择合适的空调形式和制冷机组容量。然后，合理确定制冷系统与设备选型，包括压缩机类型、蒸发器类型、冷凝器类型、节流器类型以及控制系统方案等。最后，优化系统运行控制，确保空调机组安全、稳定地运行[3]。

结束语

研究建筑暖通空调的设计及系统优化措施，对提高建筑的使用功能和舒适度具有重要意义。建筑暖通空调设计和系统优化是一个复杂的过程，需要设计者、施工方和维护方共同努力，不断探索和创新，才能实现建筑的最佳使用。随着科学技术的不断发展，新的暖通设备和材料不断涌现，为建筑暖通设计提供了更多的可能。因此，在未来的发展中，建筑暖通空调的设计和系统优化将更加注重技术创新和绿色环保，以满足人们对舒适、健康和环保的追求。

参考文献：

[1]王宝敬.新形势下高层建筑暖通设计的创新策略运用[J].居舍，2019（26）：98.

[2]郝春义，朱凯宏.高层建筑暖通设计中的问题及改进措施分析[J].居舍，2018（34）：11.

[3]王志群，顾维冬，张海顺.暖通空调系统安装施工管理技术探讨[J].建材与装饰，2018（46）：167-168.