談空調(diào)節(jié)能及其節(jié)能措施中的若干問題

摘 要：我國(guó)“三北”地區(qū)常年氣候寒冷，冬季采暖時(shí)間通常都比較長(zhǎng)。而部分氣候炎熱的地區(qū)又要求夏季供冷，需要耗費(fèi)很多的能源和財(cái)力。因此，空調(diào)節(jié)能推廣的發(fā)展空間極大。本文就針對(duì)空調(diào)節(jié)能及其節(jié)能措施中的若干問題展開討論與分析。

關(guān)鍵詞：空調(diào)節(jié)能；供暖供冷；能耗指標(biāo)；移植開發(fā)

1 空調(diào)的能耗控制

空調(diào)節(jié)能國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但至今仍未全面推廣和執(zhí)行。筆者曾經(jīng)參與一個(gè)有關(guān)建筑空調(diào)的調(diào)研活動(dòng)，從中發(fā)現(xiàn)有些建筑工程的空調(diào)設(shè)備選型和配置數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)要大于設(shè)計(jì)要求，部分甚至出現(xiàn)超出一倍以上的情況。從對(duì)某一城市中全年采用空調(diào)供暖、供冷的大型商城調(diào)查分析來看，冬季供暖熱量過大最為突出，能源和財(cái)力大量浪費(fèi)，這種情況在很多大型功能建筑中是比較常見的。究其原因，對(duì)空調(diào)能耗指標(biāo)缺乏有效的控制是其最為關(guān)鍵的一個(gè)原因。筆者建議，應(yīng)盡快出臺(tái)有關(guān)空調(diào)節(jié)能的政策和規(guī)范，從安裝設(shè)計(jì)、設(shè)備研發(fā)、后期維護(hù)等多個(gè)方面來控制能源消耗。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)七十年代中期就已經(jīng)意識(shí)到了這一問題的重要性，建立了有關(guān)節(jié)能的法律法規(guī)，并針對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)制定熱阻指標(biāo)和直接受建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)表面單位面積影響的能耗指標(biāo)，其根本意圖在于規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)中對(duì)電氣設(shè)備選型先天性不良的可能性。世界各國(guó)還專門建立用來研究空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，并廣泛推行檢查監(jiān)督制度的落實(shí)情況，保證設(shè)計(jì)不超標(biāo)。例如，法國(guó)電力公司在楓丹白露附近設(shè)立的電力研究所有專門的“用電部”，其下層機(jī)構(gòu)分為工業(yè)建設(shè)用電和民用電兩類分支。其中民用分支主要的研究方向是建筑用電的合理性。此做法適用于我國(guó)電力建設(shè)模式，很多做法非常值得借鑒。

由于制定建筑能耗指標(biāo)的技術(shù)性較強(qiáng)且牽涉范圍極廣，總體來說是一項(xiàng)事無巨細(xì)的系統(tǒng)工作。在具體的能耗指標(biāo)制定過程中，除了要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)負(fù)荷外，如冷水機(jī)組、水泵、換風(fēng)機(jī)等空調(diào)設(shè)備的能耗上限指標(biāo)也應(yīng)綜合考慮到。通過專項(xiàng)機(jī)構(gòu)對(duì)大、中型建筑工程的電氣設(shè)計(jì)及安裝方案嚴(yán)格審查，于可實(shí)現(xiàn)基本功能的條件下，盡量控制能耗指標(biāo)達(dá)標(biāo)，杜絕一切“大馬拉小車”問題的存在。

另外，大型建筑的空調(diào)系統(tǒng)一般較為復(fù)雜，且裝飾裝修要求更高，如果仍采用一般維護(hù)結(jié)構(gòu)控制平均傳熱系數(shù)的辦法，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到很多束縛。筆者建議可在長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中研究與我國(guó)控制建筑能耗指標(biāo)情況相符的辦法，如年負(fù)荷系數(shù)法和空調(diào)耗能系數(shù)法等。

2 計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的移植開發(fā)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也帶動(dòng)了社會(huì)各行各業(yè)應(yīng)用先進(jìn)手段的主動(dòng)性，建筑空調(diào)節(jié)能如是。那么在控制空調(diào)能耗指標(biāo)環(huán)節(jié)合理應(yīng)用科學(xué)的計(jì)算方法是必要途徑，每一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家在這一方面無不投入巨大。建筑空調(diào)能耗計(jì)算可應(yīng)用大型計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析，如美國(guó)研發(fā)的ACCESS軟件和TRNSYS軟件、日本研發(fā)的HASP軟件和法國(guó)研發(fā)的CIJM2000軟件等。其中，由法國(guó)研發(fā)的CIJM2000軟件是基于網(wǎng)絡(luò)法對(duì)計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的模擬分析，并結(jié)合丹麥研發(fā)ESACAP軟件進(jìn)行下一步的網(wǎng)絡(luò)描述和模擬運(yùn)算，不管是編程語言還是系統(tǒng)模塊都具有其自身的特殊性。

值得注意的是，大型軟件的應(yīng)用必需由使用者進(jìn)行編程輸入的操作，而不是每一位操作員的業(yè)務(wù)素質(zhì)都能滿足實(shí)際需求，良莠不齊的人員配置導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的千差萬別。此外，本類軟件在建筑空調(diào)能耗計(jì)算的應(yīng)用中往往需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，各國(guó)為解決這一問題都極其重視對(duì)計(jì)算方法的簡(jiǎn)化，更利于實(shí)際操作。例如，“度日法”可應(yīng)用于建筑物內(nèi)部采暖能耗的估算，雖然估算結(jié)果略顯粗獷，但適用性顯著。因此，在世界范圍內(nèi)還是得到了廣泛的青睞，而我國(guó)也是其中的受益者之一。

從筆者的角度講，就建筑空調(diào)的能耗問題，比較適用我國(guó)基本國(guó)情的方法首選改良溫頻法。該方法的主要特點(diǎn)有：

（1）既可以應(yīng)用到建筑供冷空調(diào)系統(tǒng)，也可以應(yīng)用到供暖能耗的分析，具有通用性特點(diǎn)；

（2）穩(wěn)定傳熱公式的應(yīng)用，更容易被人理解且適用便利，具有簡(jiǎn)明性特點(diǎn)；

（3）與冷負(fù)荷系數(shù)法計(jì)算原理一致，可規(guī)避很多參數(shù)的重新計(jì)算過程等等。

3 空調(diào)節(jié)能措施相關(guān)問題的研究

以上闡述的是有關(guān)建筑空調(diào)能耗指標(biāo)的計(jì)算問題，除此以外很多涉及空調(diào)節(jié)能措施的問題仍待深入研究。

例如，日照對(duì)于建筑物的輻射于冬季是供暖有利的一面，而于夏季則正好相反。在我國(guó)，很多地區(qū)的氣候條件不同，設(shè)計(jì)建筑物的窗墻比例應(yīng)根據(jù)地區(qū)氣候條件的不同而有所調(diào)整。又如，自然界中冷熱能源的利用問題。夜間自然通風(fēng)和夜空背景輻射作用、直接間接蒸發(fā)運(yùn)用，太陽能利用以及其余可再生能源利用方面。再如，新型空調(diào)設(shè)備及系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用。利用閉式通水環(huán)路熱泵系統(tǒng)完成余熱回收作用的空調(diào)系統(tǒng)就是近幾年研究成果比較突出的一種類型。隨著閉式通水環(huán)路熱泵系統(tǒng)在實(shí)際建筑工程中的應(yīng)用越來越多，結(jié)合經(jīng)濟(jì)循環(huán)理論賦予實(shí)踐應(yīng)用將更利于提升室內(nèi)空氣質(zhì)量，是目前建筑空調(diào)系統(tǒng)研究值得廣泛推廣的案例。另外，蓄冷/熱空調(diào)系統(tǒng)、廢熱可資利用的地區(qū)采用集中供冷（如熱、電、冷三聯(lián)供）和VAV系統(tǒng)也應(yīng)受到設(shè)計(jì)工作者的深刻認(rèn)識(shí)。

目前，雖然在以上諸項(xiàng)技術(shù)研究中有很多單位和個(gè)人付出了極大的艱辛和努力，但筆者感同身受的是，很多問題僅僅靠個(gè)人奮戰(zhàn)或游擊作戰(zhàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能突破瓶頸的，就當(dāng)前形勢(shì)而言，也未有更多的人來關(guān)注這一問題，于技術(shù)推廣極為不利。首先應(yīng)該將個(gè)人從單位所有的困境中解脫出來，改善“遍地撒網(wǎng)”的經(jīng)費(fèi)投入形式，有效集中和歸攏優(yōu)秀人才及資金，同時(shí)集中研究時(shí)間攻克技術(shù)難關(guān)，為早日解決建筑空調(diào)節(jié)能措施問題注入強(qiáng)有力的動(dòng)力。

4 結(jié)束語

空調(diào)由于可以為人類提供健康、舒適的生活環(huán)境，在建筑中越來越被重視。隨著綠色建筑項(xiàng)目逐漸增多和空調(diào)能效等級(jí)進(jìn)一步升級(jí)，具有節(jié)能性能的空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)保持新一輪的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。而本文討論空調(diào)節(jié)能及其節(jié)能措施中的若干問題，旨在發(fā)表個(gè)人對(duì)此問題的觀點(diǎn)和看法，如有不到之處，誠(chéng)請(qǐng)指正。

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作者簡(jiǎn)介：符文煥（1970-），男。