节能减排理念下绿色建筑暖通空调节能优化设计方法研究

一、节能减排理念下绿色建筑暖通空调节能优化设计的积极意义

从经济角度出发，暖通空调系统里的节能优化设计可以大幅度缩减能耗水平，进而有效地削减能源使用的花费。虽然开始时的设计费用以及设备投入会增多，但从长远看，它带来的成本节省效益十分明显。利用可再生能源和高效设备建造起来的建筑，在市场上的竞争地位上有着比较突出的优势，这不但有益于改善资产的价值和投资回报率，且有利于推动绿色建筑产业向前发展，促使技术革新并带动就业结构发生改变。

从环境科学理论角度来分析，这个方案大幅度削减了能源应用期间二氧化碳等温室气体以及二氧化硫等有害物质的排放量，这样就可以有效地减轻大气污染状况，在某种程度上可以遏制全球气候变暖、酸雨等生态危机的恶化趋势。通过优化可再生能源开发技术，可以明显提升清洁能源的使用比率，进而缩减对传统化石能源的依赖程度，减轻能源开采与运输对生态环境造成的不良影响，给达成资源高效利用和生态系统可持续发展提供有力的支持。

二、绿色建筑暖通空调节能优化设计方法

2.1 基于动态负荷特性的精确计算与设备选型优化匹配

围护结构传热系数的确定要严格按照绿色建筑技术规范来进行，重点是复合保温外墙的设计、倒置式屋面保温构造以及热桥效应对能耗的影响。室内热负荷的计算要结合功能分区的特点，办公区域和会议室等人流密集的地方除了人体散热量之外，还要考虑到照明设备和电子信息设施的能耗，用动态叠加法来达到精确预测的目的。在使用专业负荷计算软件做仿真分析的时候，选取的工具一定要有逐时分解的功能，这样才能得到冷 / 热 / 湿负荷随时间变化的趋势曲线。在模型校验阶段，应该通过现场测试来获取建筑外围护结构实际的传热性能数据和内部热源分布情况，然后据此调整参数，使得计算误差控制在合理范围内。

精准负荷预测给高能效节能设备选型赋予了关键依据，其科学性及匹配度直接影响能源利用效率。在冷热源设备当中，变频技术由于突出的节能特点而被重视，其性能指标像能效比 COP 随着负载改变呈现出明显的线性改善趋向。地源热泵机组的设计要全面考量土壤热物性参数诸如导热系数和比热容，妥善规划埋管布局，竖直方向埋管间距最好维持在 4 到 6 米之间，如此一来，就能做到冬夏季节热量交换的动态平衡，保证全年平均 COP 分别不低于 4.0（夏天）和 3.0（冬天）。

水泵和风机均采用变频调速运行。水泵扣除静水压力后的实际扬程与设计扬程之差不应超过 ±10% ，管网水力平衡系数应大于或等于 90% ；风机单位风量耗功 (Ws) 应满足绿色建筑规范要求：低速风道系统 ，高速风道系统 W_S⩽0.48W/(m³∙h). 。通过优化叶轮结构设计和提高电机能效指标来实现整体能耗降低。

2.2 系统架构与输配系统的节能优化措施

空调水系统可采取一次泵变流量控制策略，借助压差传感器对水泵转速实施精准调控，当末端负荷出现变动时，通过调整流量范围，可削减水泵能耗40%～60% 。采用大温差小流量的设计理念，把传统 5℃温差增大到 8^～10^∘C ，而且缩减管道直径 20%～30% ，从而明显减小循环水泵功率消耗。为了防止水力失衡现象产生，系统分区严格依照“同程布置”准则，在各个区域设置动态平衡阀，保证阻力调节精度好于正负 5% 。

输配系统节能优化方案的研究有着重要的理论价值和实际意义。就管道保温材料的选择而言，应该挑选耐火性能较好的材料，像离心玻璃棉或者聚氨酯之类的，再依照管径大小和环境温度这些参数来准确地算出保温层的厚度，保证热损失所占比例不超过 5%_<^′ 。至于阀门的设计，最好采用低阻力的结构形式，也就是局部阻力系数要维持在 1.0 以下，这样可以有效地减少管网运行期间的能耗情况。而针对风管系统，则可以选择镀锌钢板咬口连接的方式，在其外部加上吸音保温材料，进而达成节能降噪的目的。

2.3 可再生能源与建筑一体化设计及其智能控制策略研究

太阳能空调系统大致包含集热装置、储热单元和制冷模块三大部分，集热部分一般会采用平板式或者真空管式的结构形式，而且要同建筑的屋顶或者外墙达成一体化设计。集热面积应当按照空调冷负荷需求准确加以计算，单平方米集热器的冷量输出大概在 100 到 150 瓦之间。该系统把溴化锂吸收式制冷机当作核心部件，依靠太阳能热水来推动它运转，其运行能效比（COP）不低于 0.7。在光照不足的时候，可以凭借市电或者燃气辅助热源协同调节，进而保证系统的持续稳定运行。

地源热泵系统规划设计要依靠充分的地质勘查资料，准确判定土壤热响应参数，竖直埋管深度要看建筑热负荷需求和土层导热状况，一般在 80 到 120米之间，埋管间距可设成 4 到 6 米，保证换热效率不低于 35W/m 。严寒地区用空气源热泵的时候，要装喷气增焓模块，在 -15^∘C 工况下，制热能效比（COP）大于 2.0，还要加装防冻保护装置，避免冬天结霜影响设备稳定运行。

智能控制技术是能源高效利用和系统优化的重要手段，建筑设备监控系统（BAS）由于对暖通空调系统实施集成化管理的优势而备受瞩目。它借助部署于室内的高精度温湿度传感器（精度 ±0.5^∘C 、 ±5% RH）、风管压力检测器及水管流量监测装置，随时获取运行参数。自适应调节机制能依照外部环境变化和内部负荷需求，灵活调整冷热源输出功率、水泵及风机转速，准确把控末端设备的启停状态，从而保证整个系统运行效率始终处于最佳状态。

采用分时控制策略，按照工作日和节假日、上下班高峰期的不同需求，分别设置夏季（ 26^∘C/28^∘C ）和冬季（ (20^∘C/16^∘C ）的温控参数，利用时间程序控制器实现自动化调节。在分区控制上，针对办公区、公共走廊、卫生间等不同功能区域建立独立的闭环控制系统，当无人使用时自动关闭空调设备，减少能源消耗。依靠能源管理系统（EMS），对空调运行状况实施实时监测和数据剖析，形成能耗报告并提供节能改良计划，促使能源使用做到可视化管理，细致化经营。

结语：

绿色建筑暖通空调系统的节能优化设计要以节能减排作为核心目标，依靠动态负荷精确分析来做到设备选型的科学搭配，选用高效节能设备并优化系统结构布局，从而削减输送分配过程中的能量损耗，整合可再生能源技术以缩减对化石能源的依赖程度，凭借智能控制策略达成动态节能目的。展望未来，随着节能技术创新同数字孪生技术深度交融，暖通空调节能优化将会朝着精细化和智能化方向迈进，给建筑行业低碳转型赋予强力支撑。

参考文献：

[1] 王御棋 , 文继卿 . 现代建筑暖通空调工程的节能设计与施工技术探讨[J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2025,(22):190-192.

[2] 肖贵文 . 绿色建筑暖通空调系统集成与节能研究 [J]. 新城建科技 ,2025,34(05):46-48.