国内建筑暖通空调系统发展趋势研究

国内建筑暖通空调系统发展趋势研究

鞠玉群

新疆城乡建设工程设计有限公司巴州分公司 新疆库尔勒市  841000

摘要：在目前的社会公共基础设施建设中，暖通空调系统被广泛应用。但是随着人们物质水平的逐渐提升，人们开始将关注的重点放在舒适的生活环境和居住环境上，这样也促使暖通空调的应用范围被扩大。而传统暖通空调技术只有采暖、调节空气和通风等作用，但是在节能降耗和除尘保护等方面较为薄弱。在暖通空调系统中采用建筑调适技术，以提高暖通空调系统所在建筑的能源利用效率，间接起到节能环保的作用。本文综述了中国建筑暖通空调领域的发展现状与趋势。

关键词：建筑；暖通空调；发展趋势

引言

在建筑工程中首先是在被动节能方面合理规划、优化设计，使建筑自身能耗降低，同时在主动节能方面合理选择冷热源、优化系统、提高设备能效、合理使用余热废热，用可再生能源代替化石能源，在改善室内温湿度和空气品质前提下，推动建筑行业绿色转型，达到节能减碳的目的。

1暖通空调系统概念

暖通空调系统（ＨＶＡＣ ｓｙｓｔｅｍｓ）是一种新兴的建筑技术，由英国著名科学家尼古拉·利沃夫（Ｎｉｋｏｌａｙ Ｌｖｏｖ）发明，究其本质，是具有采暖、通风和空气调节功能的空调器。相比于传统空调系统，其具有节能减排的功能，在环保意识日渐提高的当下，受到了人们的广泛关注与应用。如果能够将其运用于被动式建筑中，则可以有效地保证被动式建筑的节能性。暖通空调系统由冷热源、空气处理设备、空气与冷热水的传输以及室外终端设备组成。夏天来临时，制冷机可以供应冷却水或液体制冷剂，而在冬天，则可以通过锅炉供应蒸汽或热水。输配系统将冷热水输送到空调设备，使空调系统处于送风状态，经处理后的冷热空气进入室内，或将热水送往室内的空调设备，利用热量交换，可以保证房间处于恒温状态。

2中国建筑暖通空调领域的发展现状

2.1设计方面存在的问题

设计方面存在的问题直接影响建筑节能中暖通空调系统的有效性。其中，不合理的建筑结构设计、隔热材料选择不当以及通风系统不充分等问题，会导致能源的浪费和效能下降。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管理方面存在的问题

在建筑节能中，管理方面的问题直接影响着暖通空调系统的运行效能。缺乏科学的设备维护和定期检查，系统可能因故障或老化而效能下降，浪费能源。不合理的能耗监控与管理体系，导致难以发现和解决能效问题。此外，员工对节能措施的认知不足和操作不当也是一大挑战。

2.3水凝结问题

水凝结问题是建筑节能中暖通空调系统面临的挑战之一。在系统运行中，由于温差和湿度变化，冷热空气相遇时可能引发水汽凝结，导致管道、设备表面结露。这不仅影响系统效能，还可能引发腐蚀和霉菌滋生。

2.4空调水系统水循环问题

空调水系统的水循环问题是建筑节能中的一大挑战。在系统运行中，水中可能积聚污染物、微生物和颗粒物，导致水质恶化，管道堵塞和设备损耗。水循环系统的不良运行不仅影响冷热交换效能，还可能导致系统性能下降，增加维护成本。此外，水循环系统也容易受到外部环境条件的影响，如温度、湿度等，增加了系统的不稳定性。

2.5暖通空调设施噪声超标

暖通空调设施噪声超标是建筑节能中的问题之一。系统运行中，设备振动、风道流体声和空气流动引起的噪音可能超出规定标准，影响室内环境质量和舒适性。这不仅对建筑内部居住人员和工作人员的健康产生负面影响，还可能引起社会反响和法规遵从问题。

3 CFD技术在通风空调系统设计中的应用原理

3.1气流组织设计

在进行通风和空调系统的性能研究时，应从通风、除尘等方面进行全面的分析；供暖性能、热损失等技术指标，在此基础上，利用CFD技术对各设计参数进行计算，并将其引入到设计过程中。在设计阶段，气流组织是一个非常关键的环节，利用CFD技术可以对室内的空气进行数值模拟，如普通住宅、写字楼、高层建筑、狭窄空间、火车等空间，其内部的气体分布情况是完全不同的，所以必须采用CFD技术来优化其具体结构，也为后续技术应用和暖通空调的系统应用奠定基础。

3.2基于外部环境的设计理念

近几年，由于二次风场和热能问题日益引起人们的关注，所以，在对其进行室内空气调节的研究中提出了一些建议，在室内气流的数值计算中，应当应用CFD技术。在此基础上，通过对室内空气进行仿真，可以获得室外的各项参数，实现室内的自然通风，从而达到住宅的通风要求。

3.3精准分析系统设备的各项性能

采取CFD技术可以对系统内的风机、蓄冰槽、冷藏柜等设施的传热和流体流动情况实施全面分析，得到精准数值以后以模拟数值来使用创新技术，降低空调系统的能耗，实现该系统的经济价值。

4国内建筑暖通空调系统发展趋势

随着技术的不断进步和市场的持续变化，国内建筑暖通空调系统的研究与发展呈现出明显的增长趋势，并逐渐从基础的系统设计转向更高效、环保和智能化的方向。其主要发展方向可以分为以下四个关键阶段：（1）基础设计与性能优化阶段：研究主要聚焦于暖通空调系统的基础设计，以及如何优化系统的性能。研究核心目标是提高系统的能效、降低能耗，并确保系统运行的稳定性。（2）高效与环保设计阶段：受到技术进步和日益增强的环保意识的推动，研究重点转向了更为高效和环保的能源利用。主要研究如何利用可再生能源，如太阳能和地热能为暖通空调系统提供能源，以减少对传统能源的依赖。同时，开发更为环保的制冷技术也成为研究的重要方向。这些努力旨在实现暖通空调系统的可持续发展，降低对环境的影响，推动行业的绿色转型。（3）智能化与自适应控制阶段：随着智能控制技术的不断发展，研究开始探索如何将人工智能、大数据等技术融入暖通空调系统，提高系统的自动化程度，减少人为干预，进一步提高系统的运行效率和舒适度。通过引入智能化和自适应控制技术，暖通空调系统能够更好地适应各种环境和条件，为用户提供更加舒适和节能的室内环境。同时，这也为行业的创新和技术进步开辟了新的方向和可能性。（4）智能建筑与智慧城市集成阶段：随着物联网、云计算等技术的广泛应用，研究开始将暖通空调系统与智能建筑和智慧城市的发展紧密结合。研究重点在于如何将暖通空调系统与智能建筑、智慧城市的其他系统进行深度集成，实现建筑与城市的能源、信息共享和协同优化。通过集成各种智能化系统和设备，可以实现更加高效、环保和可持续的建筑和城市能源管理，也为中国实现可持续发展目标、满足日益增长的绿色建筑和低碳城市的需求提供了重要支持。在每个阶段，研究重点和技术进步都为后续阶段的发展奠定了基础，推动暖通空调行业不断创新和进步，以满足市场需求和实现可持续发展目标。这些阶段的发展不仅提高了暖通空调系统的能效和运行效率，降低了能耗和对环境的影响，同时也为智能建筑和智慧城市的发展提供了重要支持。

结束语

近年来，暖通空调行业在技术创新方面日益强调可持续性和智能化发展。特别是可再生能源（如太阳能、地热能）与传统空调系统的有机结合，以及互联网、物联网技术在暖通空调系统中的广泛应用，已成为推动行业发展的核心驱动力。展望未来，中国暖通空调领域的发展将更加聚焦于技术创新、环保节能和智能化升级，也预示着暖通空调系统将在提升能源利用效率和促进绿色建筑发展中扮演举足轻重的角色。

参考文献

［1］管洪玉.建筑暖通空调系统运行能耗量化分析［J］.中国设备工程，2023（8）：254-256.

［2］魏敏.暖通空调水系统控制模式及节能效果浅析［J］.城市建设理论研究（电子版），2023（11）：140-142.

［3］李小勇.多功能剧场暖通空调参数优化及节能设计研究［J］.陶瓷，2023（4）：52-54，71.