建筑暖通空调工程节能设计与施工技术

引言

随着我国城镇化进程加速与建筑行业高质量发展，建筑能耗已成为社会总能耗的重要组成部分，其中暖通空调系统能耗占建筑总能耗的 30% -50% ，是建筑节能的关键领域。在 “碳达峰、碳中和” 目标指引下，国家出台《绿色建筑评价标准》《建筑节能与可再生能源利用通用规范》等政策，明确要求提升暖通空调系统的能源利用效率。本文立足工程实践，结合前沿技术与政策要求，从节能设计原则、施工关键技术、智能优化应用三个层面构建技术体系，为暖通空调工程的节能改造与新建项目提供可操作的技术路径，助力建筑领域实现低碳转型。

1 建筑暖通空调工程节能设计要点

1.1 节能设计基本原则

建筑暖通空调节能设计需遵循 “按需供给、高效利用、低碳环保” 的核心原则，平衡舒适性与节能性的关系。舒适性原则要求设计满足室内温度、湿度、风速等热环境参数，夏季室内温度宜控制在 24-26^∘C ，冬季 18- 22^∘C ，避免过度供冷供热造成能源浪费。经济性原则需综合考虑初期投资与全生命周期能耗成本，优先选用性价比高的节能技术，如变频空调系统虽初期投资较高，但长期运行电费节约显著。

环保性原则强调减少能源消耗与污染物排放，优先采用可再生能源与低环境影响技术。例如，在夏热冬冷地区，设计地源热泵系统替代传统燃气锅炉，可降低碳排放达 30% 以上。同时，设计需符合国家节能标准，如《公共建筑节能设计标准》中规定的空调系统能效比（EER）限值，确保设计方案的合规性。

1.2 节能设计关键技术

负荷计算优化是节能设计的基础。传统负荷计算常采用估算方法，易导致系统选型偏大，造成 “大马拉小车” 现象。采用动态负荷计算软件（如DeST、EnergyPlus）结合建筑实际工况（朝向、围护结构热工性能、人员密度）进行精准计算，可使负荷预测误差控制在 5% 以内。例如，某办公建筑通过动态计算调整空调负荷，比传统估算减少 15% 的装机容量，显著降低初期投资与运行能耗。

1.3 设计中的常见问题与优化措施

设计中易出现负荷与系统不匹配问题，如末端设备容量与实际需求偏差过大。优化措施包括强化设计前期的建筑调研，细化功能分区负荷特性，采用模块化设备便于灵活调节。例如，商场建筑的中庭与商铺负荷差异大，采用独立空调子系统分别控制，避免能源浪费。

风管与水管设计不合理会增加系统阻力，导致风机、水泵能耗上升。优化风管走向，减少弯头、变径等局部阻力部件，采用低阻力型风口；水管系统采用同程式布置，平衡各环路阻力，选用高效水泵（能效等级 1 级），并通过变频控制调节流量。某酒店项目通过优化水管环路设计，水泵能耗降低 22% 。

2 暖通空调工程节能施工技术规范

2.1 施工前期准备与材料控制

施工前期需进行详细的图纸会审与技术交底，确保设计意图与节能要求传递到位。重点审核保温材料选型、管道走向、设备安装位置等是否符合节能设计标准，对不合理之处提前优化。例如，某项目图纸会审中发现风管穿越防火墙处保温设计缺失，及时补充防火保温措施，避免后期冷桥损失。

材料选型直接影响施工节能效果。保温材料需具备合格的导热系数、密度、吸水率等性能指标，进场前严格检验（如抽样送检导热系数），禁止使用不合格材料。风管采用镀锌钢板或复合材料，厚度符合设计要求（如长边 ≥630mm 的风管厚度不小于 0.8mm^′ ），减少风管变形与漏风。制冷机组、水泵等设备需提供能效检测报告，确保实际能效符合设计要求。

2.2 关键施工技术与质量控制

管道安装的节能控制是施工重点。风管安装前清理内部杂物，确保通畅；采用法兰连接时，密封垫选用不透气材料（如丁腈橡胶），漏风率控制在 3% 以内（按规范要求）。水管安装时，管道坡度符合设计要求（如冷凝水管坡度 ≥0.008⟩ ），避免积水影响传热效率；穿越楼板或墙体处设置套管，间隙填充保温材料，阻断冷桥传递。

设备安装精度直接影响运行能耗。制冷机组安装水平偏差 ≤0.1mm/m ，减少振动与噪音；风机盘管安装确保出风口与回风口无遮挡，换热效率提升 10% ；冷却塔安装位置远离热源，保证进风顺畅，冷却效率提高 5% -8% 。某项目因风机盘管安装倾斜导致换热不良，调整后房间温度达标率从80% 提升至 95% ，空调能耗降低 8% 。

2.3 系统调试与节能验收

系统调试是验证节能效果的重要环节。分阶段进行设备单机调试、系统联动调试与性能测试：单机调试检查水泵、风机的运行参数（流量、扬程、功率），确保在高效区运行；联动调试测试空调系统的启停控制、温度调节精度，如变风量系统的风量调节响应时间 ≤30 秒；性能测试通过热平衡法测定系统能效比，确保满足设计值（如冷水系统能效比 ≥3.0： ）。

节能验收需依据《建筑节能工程施工质量验收标准》进行。核查保温材料性能报告、设备能效标识、系统调试记录等资料；现场检测风管漏风率、水管保温层厚度、室内温度分布等指标。例如，对办公区域进行温度检测，夏季温差≤2℃，冬季温差≤3℃，确保舒适性与节能性平衡。某项目通过严格验收，发现并整改 3 处保温缺陷，系统运行能耗降低 10% 。

3 发展趋势

从技术融合角度，跨学科技术集成成为趋势。建筑热工与空调系统设计将深度协同，依据建筑围护结构的热工性能，精确匹配空调负荷与系统选型，提升整体能效。例如，采用新型保温材料结合高效空调系统，可减少冷热量传递损失，降低系统运行负荷。

系统集成层面，一体化系统设计将取代传统分散式设计。冷热源、输配系统、末端设备将进行整体优化，构建高效协同的暖通空调系统。如整合热泵、蓄能装置与智能控制系统，实现冷热量按需分配，提升系统综合能效比（COP）。在大型建筑中，区域能源系统将得到推广，集中供应冷热量，减少设备冗余，提高能源输送效率，降低管网热损失。

可再生能源利用将更加深入。太阳能空调技术不断成熟，集热器效率提升、成本降低，结合储能技术，可稳定供应冷热量，满足建筑部分或全部需求。地源热泵系统将向深层土壤、地下含水层拓展，提升换热效率，扩大应用范围；与其他可再生能源联合运行，实现互补供能。生物质能、风能等在暖通领域的应用探索也将持续推进，丰富能源供给形式。

结束语

当前，随着 “双碳” 目标深入推进，暖通空调节能技术正朝着可再生能源深度整合、数字化全流程管控、超低能耗系统集成方向发展。未来需进一步加强跨学科技术融合（如建筑热工与空调系统协同设计），完善节能标准体系，推动技术创新与工程实践结合。通过本文研究，期望为工程设计人员、施工单位提供实用的技术参考，助力更多建筑实现暖通空调系统的高效节能运行。只有坚持绿色发展理念，将节能技术贯穿于工程全周期，才能真正实现建筑领域的碳减排目标，为可持续发展贡献力量。

参考文献

[1]董欢.建筑暖通空调节能设计与暖通工程造价成本控制[J].中国新技术新产品， 2018（12）：2.DOI：CNKI：SUN：XPJX.0.2018-12-070.