公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高效能的措施分析

陳智俠張靜

公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高效能的措施分析

陳智俠張靜

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源資源已經(jīng)成為現(xiàn)代社會發(fā)展過程中需要特別重視的內(nèi)容，并且逐步引起相關(guān)能源資源環(huán)保學(xué)者的關(guān)注，目前建筑節(jié)能已經(jīng)逐步成為時(shí)代發(fā)展的重要課題。近年來，人們生活水平的持續(xù)提升，對于暖通空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用愈加廣泛，建筑的耗能量所占的比例也在不斷的增加，尤其是公共的建筑耗能，對于我國目前的國情和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公共建筑節(jié)能有很大的發(fā)展空間，而且對于我國的環(huán)境生態(tài)保護(hù)有著重大的意義，其中不乏有提高公共建筑的暖通空調(diào)的系統(tǒng)，本文主要講述了公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高效能的措施。

公共建筑；暖通空調(diào)系統(tǒng)；措施

近年來，我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，使得我國成為世界第二大經(jīng)濟(jì)主體，還帶來日益嚴(yán)重的環(huán)境問題、資源問題等。我國的主要建筑分為居民建筑和工業(yè)建筑，絕大部分的是居民建筑，還包括商業(yè)用途的建筑，比如：商場、酒店、寫字樓、商場等等，我國當(dāng)下是全球二氧化碳排放量最大的國家。為了有效的緩解環(huán)境、資源等壓力，確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，我國政府全力推進(jìn)節(jié)能減排，大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，積極倡導(dǎo)綠色建筑，對建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提出更高的節(jié)能要求。

1　暖通空調(diào)的發(fā)展歷史

人類使用火的開始，就有了采暖。后發(fā)展為火坑、爐、地、墻均屬輻射采暖；自然通風(fēng)古代已被利用；秦、漢年間就有利用天然冰降溫的空調(diào)房間。近代采暖發(fā)展起源于1673年；1784年英國開始應(yīng)用蒸汽采暖；1904年紐約交易所建成空調(diào)系統(tǒng)。

建國后20世紀(jì)50年代，主要是采暖通風(fēng)，工藝性空調(diào)，當(dāng)時(shí)主要是依托前蘇聯(lián)技術(shù)。開設(shè)了“供熱、供燃?xì)馀c通風(fēng)”專業(yè)；60～ 70年代熱水采暖，集中供熱，加熱器、散熱器、熱水鍋爐的研發(fā)生產(chǎn)，潔凈空調(diào)系統(tǒng)、舒適性集中空調(diào)、空調(diào)產(chǎn)品的發(fā)展。1975年頒布《工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》；80～90年代發(fā)展最快，空調(diào)由工業(yè)轉(zhuǎn)向民用；21世紀(jì)需要考慮的是可持續(xù)性發(fā)展，節(jié)能，新能源開發(fā)利用，環(huán)保。

2　暖通空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）暖通空調(diào)系統(tǒng)相互耦合、構(gòu)成復(fù)雜，由冷熱源、房間冷熱末端、冷熱量輸配三大子系統(tǒng)構(gòu)成，任何一個(gè)子系統(tǒng)都包含著多個(gè)子子系統(tǒng)。暖通空調(diào)系統(tǒng)涉及每一個(gè)子系統(tǒng)之間的相互耦合和關(guān)聯(lián)，很難求解。

（2）暖通空調(diào)系統(tǒng)有很多種形式，難以選擇。為實(shí)現(xiàn)相同的控制空氣環(huán)境的目標(biāo)，通常會選擇多種形式的空調(diào)系統(tǒng)，如大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的選擇困難。具體體現(xiàn)在要綜合評價(jià)造價(jià)、適應(yīng)性、運(yùn)行能耗等多個(gè)因素，才能合理判斷大型公共建筑采用暖通空調(diào)系統(tǒng)的形式。

（3）暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)影響因素多樣多變，包括：氣象條件、建筑內(nèi)部熱擾、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工特性、建筑內(nèi)外部空間形狀、建筑使用需求等，它們大多數(shù)都擁有動(dòng)態(tài)性特征，尤其是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱過程、建筑使用規(guī)律、氣象參數(shù)等。作為暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，有必要重點(diǎn)考慮低碳節(jié)能的社會大背景，改變以往輕節(jié)能、重功能的設(shè)計(jì)理念，樹立以節(jié)能為基礎(chǔ)的新的設(shè)計(jì)理念，并掌握動(dòng)態(tài)分析工具，找尋具體有效的節(jié)能優(yōu)化措施，以設(shè)計(jì)出更多低能耗、高能效的暖通空調(diào)系統(tǒng)，為建筑節(jié)能做貢獻(xiàn)。

3　公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)面臨的問題

在運(yùn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，普遍存在一高兩低現(xiàn)象，即系統(tǒng)運(yùn)行能耗高，運(yùn)行效率低，循環(huán)水泵及冷熱源負(fù)荷率低。就公共建筑的中央空調(diào)系統(tǒng)而言，造成一高兩低現(xiàn)象的主要原因都集中在設(shè)計(jì)、控制機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化等方面。從系統(tǒng)優(yōu)化的角度出發(fā)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化已取得較大的成績，但暖通空調(diào)系統(tǒng)是非線性的、多變量的、大滯后的，它極易受到室內(nèi)外環(huán)境的影響，加上各個(gè)系統(tǒng)設(shè)備之間的關(guān)系是相互制約的，無法獨(dú)立存在，所以公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)面臨新風(fēng)量、溫度等跟能耗之間相互制約，舒適度、系統(tǒng)設(shè)備效率跟建筑能耗之間相互制約，電力需求能耗、二氧化碳?xì)怏w排放等跟系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化之間相互制約等問題。

目前，我國公共建筑容積率高，多采用大玻璃幕墻，遮陽隔熱的性能相當(dāng)差，導(dǎo)致建筑承擔(dān)較大的冷熱負(fù)荷，空調(diào)使用期很長，造成公共建筑高能耗。在公共建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)需要及時(shí)得到節(jié)能優(yōu)化，才能促進(jìn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

4　公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施

4.1溫度的取值

從熱工理論的內(nèi)容就能夠發(fā)現(xiàn)，暖通工程的能源消耗與室內(nèi)溫度有著十分密切的聯(lián)系。因此，不一樣建筑物或者是建筑物不同位置都能夠按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置較為適宜的溫度。在人員較為密集的區(qū)域可以將溫度適當(dāng)降低一些，在人員較為稀疏的區(qū)域可以將溫度設(shè)置高一些，依照不一樣區(qū)域位置設(shè)置不一樣的溫度。溫度的取值的合理性能夠有效反映建筑物設(shè)計(jì)對暖能工程能耗的不同影響。

4.2變頻暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

近年來，廣大群眾對變頻空調(diào)有初步的認(rèn)知，很多家用空調(diào)都有一系列變頻產(chǎn)品選擇，雖然價(jià)格較高，但消費(fèi)者還是認(rèn)可。同理，公共建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)也應(yīng)使用變頻技術(shù)，雖然會稍微增加初期投資，但其后期運(yùn)行能節(jié)省很多費(fèi)用，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。暖通空調(diào)系統(tǒng)主要由水系統(tǒng)、風(fēng)系統(tǒng)共同組成，能耗組成方式也是如此。在水系統(tǒng)中，節(jié)能優(yōu)化的關(guān)鍵之處在于降低冷水機(jī)組跟水泵的能耗；而在風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)能耗占據(jù)很大的比例。如果大型公共建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)能使用變頻技術(shù)，那么當(dāng)系統(tǒng)降低負(fù)荷時(shí)，暖通空調(diào)設(shè)備的輸出功率就會隨之變化，能收獲較好的節(jié)能效果。

4.3變風(fēng)量暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

在公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)能耗占據(jù)了很大的比例，因?yàn)樽冿L(fēng)量系統(tǒng)隨時(shí)都能根據(jù)建筑負(fù)荷的變化而產(chǎn)生相應(yīng)變化，及時(shí)對送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減少風(fēng)機(jī)能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。同時(shí)，在設(shè)計(jì)變風(fēng)量系統(tǒng)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了分區(qū)布置，因而分區(qū)調(diào)節(jié)較方便，能滿足建筑中不同房間對暖通空調(diào)的需求。調(diào)節(jié)暖通空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)送風(fēng)量的方式有很多。例如：采用調(diào)節(jié)風(fēng)閥、變頻電機(jī)等，收獲的節(jié)能效果也各不相同。

4.4變水量暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

對公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的水系統(tǒng)來說，能耗最大的通常都是冷水機(jī)組，因而只需降低其能耗，就能解決暖通空調(diào)系統(tǒng)面臨的最大的節(jié)能降耗問題。在實(shí)際使用過程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)很多時(shí)間都是部分負(fù)荷運(yùn)行，系統(tǒng)水量會發(fā)生相應(yīng)變化，也能實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。目前，空調(diào)新技術(shù)層出不窮，包括：動(dòng)態(tài)工位調(diào)節(jié)、置換通風(fēng)、波動(dòng)送風(fēng)、椅下低速送風(fēng)等，節(jié)能效果良好。

4.5采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

采暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)得合理，采暖系統(tǒng)才能具備節(jié)能運(yùn)行的功能。不管是住宅還是公共建筑，合理的設(shè)計(jì)節(jié)能采暖系統(tǒng)主要原則是：

（1）采暖系統(tǒng)應(yīng)該能保證到對各個(gè)房間（樓梯間除外）的室內(nèi)溫度能進(jìn)行獨(dú)立調(diào)控。

（2）便于實(shí)現(xiàn)分戶或者是分區(qū)域熱量（費(fèi)）分?jǐn)偟墓δ堋?/p>

（3）道線路系統(tǒng)的簡單、管道材料消耗量少、節(jié)省一開始的工程預(yù)算。

5　結(jié)束語

綜上所述，作為公共建筑中耗能最多的暖通空調(diào)系統(tǒng)，因?yàn)橥ㄟ^設(shè)計(jì)其室內(nèi)的參數(shù)，準(zhǔn)確的計(jì)算建筑的冷熱負(fù)荷情況，以及采用新的節(jié)能技術(shù)，這能有效的提高暖通空調(diào)的系統(tǒng)，對于公共建筑來說，必須嚴(yán)格的制度符合自身的耗能管理系統(tǒng)，要嚴(yán)格控制其耗能，這對于建筑有著長遠(yuǎn)的意義，對于我國的環(huán)境生態(tài)保護(hù)來說更是重中之重。建筑節(jié)能的實(shí)現(xiàn)勢必離不開節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能技術(shù)，但公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重點(diǎn)在于樹立以節(jié)能為基礎(chǔ)的專業(yè)設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)節(jié)能產(chǎn)品、技術(shù)等的科學(xué)選擇，并完成系統(tǒng)優(yōu)化，以創(chuàng)造出更多投資合理的、技術(shù)適宜的、系統(tǒng)整體優(yōu)化的、低排放低能耗的暖通空調(diào)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

[1]李玉心.綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的應(yīng)用探討[J].知識經(jīng)濟(jì)，2014，11（12）：106～108.

[2]康立君.建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息，2013，10（11）：193～195.

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TU83

A

1673-0038（2015）39-0218-02

2015-9-13

陳智俠（1977-），女，本科，畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院，熱能動(dòng)力設(shè)備與應(yīng)用專業(yè)。

張靜（1978-），女，本科，畢業(yè)于鄭州大學(xué)，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。