建筑環境與暖通空調節能淺析

馮 驍

（蘭州資源環境職業技術學院，730030）

1 室內環境對暖通空調節能的影響

在建筑中配置暖通空調的主要目的是為了給人們提供良好的生產生活環境，無論是室內溫度、濕度，還是室內氣體流動速度，都要給人們一種舒適感。建筑的散熱和保溫性能與室內環境有著密切的關系，不同的建筑設計結構和圍護結構對隔絕室內外環境差異、保障室內微氣候舒適有著不同的效果。下面分別從室內溫度、建筑設計結構和圍護結構性能三方面探討室內環境對暖通空調節能的影響。

1.1 室內溫度

室內設定溫度與室內實時溫度對暖通空調的工作都有一定影響。如果對暖通空調設定過高或過低的溫度要求，會造成電能的浪費，并且冬日過高的室內溫度和夏日過低的室內溫度可能引起人體不適，過大的室內外溫度差也容易使人們發生疾病，故選擇合適的室內設定溫度十分重要。當室內實時溫度與設定溫度相差較大時，暖通空調會處于大功率工作狀態。冬季暖通空調的工作依據是穩態傳熱原理，如果適當降低冬季供暖溫度會起到明顯的節能效果；夏季室內外溫差越小，空調能耗降低水平會越大，部分資料顯示，夏季室內溫度每上升1℃，空調大約可減少5%的用電量。

1.2 建筑設計結構

進行建筑設計時不僅要考慮基本的建筑承載能力、建筑成型后的外觀效果，還應考慮合適的結構造型對建筑中各用電設施能源消耗的影響。首先在建筑設計時要將建筑物的體形系數和窗墻比等對節能有影響的參數嚴格控制在《公共建筑節能設計規范》要求的范圍內；在平面布置、正立面朝向等方面要進行合理選擇，不能僅追求立面效果，大面積減少維護結構去采用玻璃幕墻；由于我國處于北半球，應多采用南北通風朝向的建筑風格，減小東西朝向和狹長過細的建筑設計，這樣可以大幅減小暖通空調的負荷壓力。

1.3 圍護結構性能

圍護結構的性能優劣對暖通空調的節能具有十分重要的影響，圍護結構主要包括屋面、窗戶、圍墻、地面、內隔熱強等。如果圍護結構性能較差，隔熱效果不佳，很容易出現室內外熱能的單向傳遞，這部分傳熱熱損失會使暖通空調的效果變差，需要浪費更多的電能來達到設定溫度。墻體的主要作用是承重，復合墻體可以節約一部分資源，但其保溫性能對建筑節能效果很有影響，主要分為內保溫、中間保溫和外保溫三種保溫形式；門窗作為每一建筑體不能舍棄的圍護結構，其隔熱性能一般比較差，并且門窗與墻體之間或多或少會存在一些縫隙，這是冷風吹入的主要通道；屋頂與外界環境的接觸面積很大，不僅要做到防水，還要采用合適材料隔熱。

2 室外環境對暖通空調節能的影響

室外環境對暖通空調的能耗有很大影響，對其獨特性進行分析才能更好地研究暖通空調的節能技術。室外環境主要包括兩方面，一方面是建筑物建設前的周邊氣象條件，另一方面是城市建設規劃，周邊將會出現什么類型的建筑群。

2.1 氣象條件

氣象條件主要包括室外溫度、濕度、陽光輻射程度，這些對暖通空調系統的實際工作負荷都有著很大影響。室外溫度的選擇應保證暖通空調工作的絕大部分時間都應處在設定預測的負荷下，這樣才能保證空調較高的工作效率。如果室外空氣濕度過高，暖通空調不僅要調節溫度，還要對室內空氣進行除濕，這增加了暖通空調系統的能耗。在設計空調時，要考慮到不同的工作環境設定不同的工作模式，實際使用時更應根據實時天氣情況改變暖通空調的工作模式，提高電能的利用效率。根據建筑物所處的具體地理位置可以考慮利用太陽輻射，冬日南向窗戶可以接受最多的太陽輻射，這樣可以緩解暖通空調的工作壓力，節約其能耗。

2.2 建筑規劃設計

建筑的規劃設計是建筑節能設計的重要方面，主要包括建設選址、區域劃分、道路走向、建筑間距、冬季主導風向研究等方面，充分利用地理環境、太陽能等隱形資源，可以緩解惡劣的室外環境。建筑周邊的綠化帶建設也十分必要，不僅可以起到隔風、防噪、美化小區的功能，還對建筑物的溫、濕平衡系統改善有一定作用，能夠降低暖通空調工作負荷，起到節能效果。

3 暖通空調節能技術措施

3.1 改變暖通空調工作參數

暖通空調可以實現的功能主要是對溫度和相對濕度的控制，在對人體舒適度影響不明顯的情況下，可以適當調節溫度、濕度設定。暖通空調在進行溫度濕度調節時會消耗電能，如果降低暖通空調的室內設定值，會使得空調系統中的水泵和風機的工作功率降低，從而達到節能的目的。對暖通空調系統的新風供給量參數設定適當更改，也可以實現節能的效果，由于新風的能耗約占空調系統的三分之一，過大的新風量雖然會提供富余的新鮮空氣，但是會造成大量電能的消耗，在滿足衛生健康要求的前提下可以適當減小新風風量設定值，節約能量。

3.2 合理選用空調系統

暖通空調性能的優劣對其節能效果也有著重要影響。在設計建筑物暖通空調系統時，要從其運行的經濟性和能量損耗等多方面進行考慮。一般從以下幾個方面選擇空調系統：（1）采用變頻技術，當室內溫度與設定溫度相差較大時，空調的風扇、壓縮機等器件處于全速工作狀態，能耗較大，當室內溫度接近設定溫度時，可以降低空調轉速，減小能耗；（2）提高自動化水平，利用傳感技術和自動控制理論，對建筑內溫度、濕度實時監測，動態調整空調設定參數，使空調處在高效率工作區段；（3）選擇合理的冷熱源，充分利用建筑周邊豐富的冷熱能資源，如火電廠中的熱蒸汽等。

4 總結

建筑環境對暖通空調的節能有一定的影響，無論是周邊的氣候環境還是建筑本身的組成材料、建筑結構都對室內外熱能交換有著不同的影響。做好暖通空調節能工作，首先應著手提升暖通空調工作效率，可以通過研發新技術、采用新制熱制冷方式等實現。其次，在設計建筑時要仔細考慮環境影響，強化建筑物自身節能水平。通過科學合理地設計建筑物、優化暖通空調系統結構設計可以減少能源的消耗，保護自然環境。

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