隨著全球氣候的變曖，自然環(huán)境的惡化，世界各國對建筑節(jié)能的關注程度正日益增加。人們越來越認識到，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)技術創(chuàng)新勢在必行，節(jié)能建筑成為建筑發(fā)展的必要趨勢。
 
一、暖通空調(diào)主要的技術和工作原理
 
暖通空調(diào)技術指的是采用供熱、制冷的技術進行取暖、通風以及空氣調(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。是建筑設計當中一個組成部分。暖通空調(diào)的節(jié)能技術是指在采暖方面盡可能用最少的能源得到最多的熱能，主要通過對外墻保溫體系、氣流組織、對冷凍水溫度再設定、采用全熱交換器系統(tǒng)、提高空調(diào)溫度等的設定來實現(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)設備的選擇是以空調(diào)負荷為依據(jù)的。所以暖通空調(diào)節(jié)能的關鍵是空調(diào)外界負荷和內(nèi)部負荷的確定，而暖通空調(diào)節(jié)能工作也應該從這個方面著手，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)負荷。
 
暖通空調(diào)的主要工作原理是制冷劑在空調(diào)制冷機組內(nèi)的蒸發(fā)器中與冷凍水進行熱量交換發(fā)生氣化，這一過程會使冷凍水的溫度降低，被氣化后的制冷劑在空壓機的作用下，會形成高壓、高溫的氣體，當氣體流經(jīng)制冷機組的冷凝器時，則會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，被降溫后的冷凍水經(jīng)由水泵被送至空氣處理機的熱交換器中，隨后與混風進行冷熱交換形成冷風源，最后經(jīng)由送風管路送入到各個房間。通過這樣的循環(huán)過程，在夏季房間內(nèi)的熱量會被冷卻水帶走，流經(jīng)冷卻塔后釋放到空氣當中。在空氣處理單元中，新風與部分回風經(jīng)混合后形成混風，當混風經(jīng)由熱交換器冷凍水進行熱交換后則形成送風。冬季時，混風能夠吸收能量，從而使溫度升高，夏季時，隨著混風溫度降低，送風進入室內(nèi)后會與室內(nèi)的空氣進行熱量的傳遞，最終將溫度調(diào)節(jié)至房間所需的設定值。
 
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計方向和原則
 
由于空調(diào)采暖通風設備是構成暖通工程的重要組成部門，是項目建成后影響運行效果的最重要因素之一。當前暖通空調(diào)系統(tǒng)的設計方向首先節(jié)能，在建筑物高品質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境設計中，暖通空調(diào)專業(yè)的設計人員要從節(jié)能環(huán)保角度主動參與建筑方案的設計，要與自動控制專業(yè)相互融通，改變過去的純專業(yè)設計為跨專業(yè)的協(xié)同設計。要密切關注最新的節(jié)能科研成果，要積極采用并推廣節(jié)能新技術，要努力爭取得到政府的支持，要與設備制造商保持密切聯(lián)系，要對業(yè)主做好節(jié)能工作的思想工作，盡力爭取他們的理解與支持，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本國策。第二是消聲，現(xiàn)代社會對噪聲污染控制很嚴格，而暖通空調(diào)系統(tǒng)運行時的噪聲是最主要的噪聲源之一。空調(diào)系統(tǒng)的消聲設計應注意以下幾個方面：空調(diào)機房不能就近設在人群密集的地下，而設在裙房的地下設備用房內(nèi)、最大程度地減少震動和噪聲的影響。組合式空調(diào)器應選用雙風機。降低風機的風壓，降低風機的噪聲水平。從地下空調(diào)機房到人群密集地之間應有一定長度的地下送回風風道，加大了自然衰減。同時排風系統(tǒng)上設阻抗復合式消聲器，以隔斷外界噪聲。第三是自凈，在暖通空調(diào)設計中．設計一個良好的凈化空調(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)境的關鍵所在。理想的凈化空調(diào)系統(tǒng)，必須控制以上兩項功能并達到規(guī)定的技術參數(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)是一個龐大復雜的系統(tǒng)，設計的原則主要包括：一是暖通空調(diào)系統(tǒng)要根據(jù)冷熱的變化，科學合理的進行管理和設計。對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結構的空調(diào)負荷占有很大比例，而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結構的空調(diào)負荷的大小。二是暖通空調(diào)采用相對節(jié)能的新型材料進行設計和管理，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，這對于暖通空調(diào)的建設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也在開發(fā)研究著。
 
三、暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行
 
暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行中，需要風機和水泵來輸送介質(zhì)。空調(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)能應該重視水系統(tǒng)設計，認真進行水系統(tǒng)各環(huán)路的設計計算，并采取相應措施保證各環(huán)路水力平衡。目前的一些空調(diào)系統(tǒng)設計，采用變頻水泵進行變流量運行也越來越普遍，通過改變水泵電機的轉(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荷變化，可以達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℃，對制冷機來說降低了其制冷系數(shù)，但綜合水泵和制冷劑來看，實際上總體是節(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，各項調(diào)節(jié)和節(jié)能措施的實施，也與操作人員的技術素質(zhì)有關系。系統(tǒng)在實際運行中沒有根據(jù)人員的變化和實際負荷進行必要的調(diào)整，致使供冷量、供水量和送風量都大于實際的需求，即使有一定的調(diào)節(jié)，也具有滯后性和隨意性，由此就會造成很大的浪費。比如有些單位的空調(diào)，一年中只有開機關機和冬夏季轉(zhuǎn)換操作，明顯達不到節(jié)能效果為此要求運行管理人員不僅要有很強的責任心，還應加強對空調(diào)操作人員的培訓，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。比如年運行管理問題，主要應考慮過渡季節(jié)的運行：室外新風的利用、新風量的確定等；再比如日運行管理問題，主要應考慮隨室外溫度的變化采取不同的日節(jié)能運行模式，這可通過采用合理的自控系統(tǒng)及一定的手動調(diào)節(jié)裝置來實現(xiàn)；又比如建筑預冷預熱時間的合理選擇，建筑預冷預熱時間的選擇將直接影響冷熱設備的大小，從而影響初期投資。特別是對于大空間的體育場館等蓄熱量較大的建筑，如何做到既不影響正常使用，又能實現(xiàn)節(jié)能或節(jié)約投資，預冷預熱時間的合理選擇是關鍵。
 
四、結語
 
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)能技術的研究開發(fā)和運用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎，在空調(diào)系統(tǒng)的設計、運行過程中，均應對節(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)劣的一項重要指標。