绿色建筑暖通空调系统集成与节能研究

引言

在全球倡导可持续发展、我国大力推进双碳目标的背景下，绿色建筑成为建筑行业发展的必然趋势。暖通空调系统作为建筑能耗的大户，其节能效果直接关系到绿色建筑整体能效水平与环保目标的实现。

一、绿色建筑暖通空调系统集成原理与特点

1.1 系统集成基本概念

绿色建筑暖通空调系统集成是基于可持续发展理念，将供暖、通风、空调等子系统及相关设备、技术进行有机整合的创新模式。它突破传统系统各自独立运行的局限，以建筑整体环境调控与能源高效利用为目标，通过优化资源配置、协调设备运行，实现系统功能最大化。在集成过程中，不仅注重硬件设备的衔接，更强调控制策略、能源管理的深度融合，如将可再生能源设备与传统制冷制热设备结合，通过智能控制系统统一调配，使系统在不同工况下都能高效运行，降低能源消耗与环境污染，满足绿色建筑对低能耗、高舒适度的要求。

1.2 集成系统的构成与运行机制

集成系统主要由冷热源设备、输配系统、末端装置与控制系统四部分构成。冷热源设备涵盖太阳能集热器、地源热泵、燃气锅炉等，为系统提供冷量与热量；输配系统通过风机、水泵、管道等设备，将冷热量输送至各个区域。末端装置如风机盘管、空调箱等，直接与室内环境交互，实现温度、湿度调节。控制系统则是集成系统的 “大脑”，通过传感器实时采集环境参数，依据预设程序或智能算法，调节各设备运行状态。其运行机制表现为多设备协同与动态调控。

1.3 绿色建筑暖通空调系统集成的特点

相较于传统暖通空调系统，绿色建筑集成系统具有显著优势。在节能性方面，通过能源集成与智能调控，如多能源互补技术有效减少对传统化石能源的依赖；环保性上，减少碳排放与污染物排放，助力实现碳中和目标。智能化是其核心特点之一，物联网与人工智能技术的应用，实现设备的远程监控、故障预警与自主优化。集成系统还具备高效性，设备协同运行减少冗余环节，提升整体能效。

二、绿色建筑暖通空调系统集成关键技术

2.1 能源集成技术

能源集成技术是绿色建筑暖通空调系统实现节能与可持续发展的核心。该技术将太阳能、地热能、风能等可再生能源与传统能源进行有机整合，构建多能源互补的供能体系。以太阳能为例，通过太阳能集热器将光能转化为热能，用于生活热水供应或辅助供暖，在光照充足时段可大幅降低对化石能源的依赖。地源热泵技术利用地下恒温层的稳定温度，实现高效的制冷与制热，能源集成技术注重能源的梯级利用，如将工业余热、数据中心废热回收，经热泵提升温度后用于建筑供暖，实现能源的最大化利用。通过智能能源管理系统，实时监测各能源设备的运行状态与能源供需情况，动态调整能源分配策略，确保系统在不同工况下都能以最优能源组合运行，有效降低碳排放与运行成本。

2.2 设备与系统协同技术

设备与系统协同技术致力于打破暖通空调系统各设备、各子系统间的信息孤岛，实现高效联动。在硬件层面，通过标准化接口与协议，确保冷热源设备、输配设备、末端装置之间的无缝连接；在软件层面，借助系统仿真与优化算法，对设备运行参数进行协同调节。该技术还注重设备的故障容错与冗余设计，当某一设备出现故障时，系统可自动切换至备用设备或调整运行模式，保障系统持续稳定运行。通过设备与系统协同技术，不仅能提高设备的整体运行效率，还可减少因设备不匹配导致的能源浪费，提升系统的

可靠性与灵活性。

2.3 智能化控制技术

控制智能化是暖通空调绿色建筑系统集成的大脑。在暖通空调系统的绿色物联网中，各末端、各智能终端间通过物联网让各末端、各智能终端互联互通，通传感器来获取室内外环境温湿度、室内外环境 CO2 浓度、各末端、各智能终端的运行信息，然后通过无线通信传送到云平台(物联网平台)，云计算(大数据分析)结合机器学习算法对各末端、各智能终端传上来的数据进行分析，通过云计算形成一个建筑环境+各末端、各智能终端运行状态数据库，该数据库结合机器学习算法。

三、绿色建筑暖通空调系统节能优化策略

3.1 优化设计方案

首先在设计中根据建筑的功能性、使用方式及环境气候条件合理确定系统类型，对于南方夏热地区商业建筑，应首选使用高效的水冷空调系统、采用大温差供冷方式，减少输配系统能耗；北方寒冷地区居住建筑优先使用空气源热泵加地板辐射采暖的方式以提升住户取暖的舒适性和能源使用效率。其次在设备的选型中，需要遵循高效原则，优先选国家能效系数等级一级的冷热源设备和风机、水泵等输配设备，合理优化管网设计，适当缩短管径、减少管径的弯曲及管道沿程阻力和局部阻力，实现系统能效的降低。其次可以利用建筑信息建模 BIM 技术进行各专业的协同设计，提早解决管道交叉、风流回路现象等，提高系统效率。

3.2 应用高效节能技术

高效节能技术的应用是系统中节电节能的主要形式。变频技术可自动调节风机水泵转速随着系统负荷动态变化，相比于定频设备；余热回收技术即换热回收技术，是将工业余热、空调冷却塔余热等低品位热量回收作为生活热水预加热或作为辅助供暖系统使用，减少热量的浪费；蓄能技术就是在系统运行的夜间低谷时段储存冷量或者热量，在白天用电高峰时段再将热量释放出来，从而起到“削峰填谷”作用，节约电费；相变材料在暖通空调系统中的应用也是很具前景。

3.3 加强运行管理与维护

系统日常科学的运行管理与维护对系统长期节能减排的重要性也非常突出。搭建智能的能效管理平台，实时跟踪系统各设备的能耗数据和运行状态参数，通过大数据分析与挖掘寻找其节能潜力，并及时调整运行模式；如针对人员活动特性自动开启空调系统的运行时间与运行参数，尽量避免不必要的运行能耗发生。严格的制定设备保养计划，定期对系统冷热源设备、风机、水泵等进行清扫、上油润滑、检修，确保设备处在良好的运行工况；加强对运维人员专业素养的培训，确保其掌握先进的节能技术与设备操作技能，及时诊断运行出现的系统节能故障，使绿色建筑暖通空调系统能长期处于高效节能运行。

结语

绿色建筑暖通空调系统的集成与节能是实现建筑可持续发展的关键路径。通过关键集成技术的应用、节能策略的优化实施，能够显著提升系统能效、降低能耗。随着技术创新与行业标准的完善，暖通空调系统将朝着更高集成度、更智能化的节能方向发展，持续为绿色建筑的发展注入动力，助力 “双碳” 目标的实现 。

参考文献

[1] 逢 振 . 暖 通 空 调 系 统 在 绿 色 建 筑 中 的 节 能 措 施 论 述 [J]. 房 地 产 世界,2021,(06):93-95.

[2] 周少军. 暖通空调系统在绿色建筑中的节能措施论述[J]. 绿色环保建材,2020,(05):76-77.