試論大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化

董波

摘 要：目前，我們的社會大背景是低碳節(jié)能，而建筑節(jié)能是永恒的主題之一，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能又是建筑節(jié)能中的主角。隨著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，尤其是在大型的公共建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗一般會占據(jù)建筑能耗的一半及以上，于是建筑節(jié)能的關(guān)鍵點就是降低這部分能耗，這是暖通空調(diào)工程將面臨的長期挑戰(zhàn)。該文在闡述暖通空調(diào)系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上討論大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)面臨的問題，并提出具體的節(jié)能優(yōu)化措施，希望能為我國大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能及優(yōu)化的實踐提供參考。

關(guān)鍵詞：大型公共建筑 暖通空調(diào)系統(tǒng) 節(jié)能優(yōu)化 措施

中圖分類號：TU201.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0234-01

經(jīng)濟的高速、長期發(fā)展不僅使我國變成世界第二大經(jīng)濟主體，還帶來日益嚴(yán)重的環(huán)境問題、資源問題等，我國當(dāng)下是全球CO2排放量最大的國家。為有效緩解環(huán)境、資源等壓力，確保經(jīng)濟可持續(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，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)系統(tǒng)的特點

首先，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，任何一個子系統(tǒng)都包含著多個子子系統(tǒng)[1]。暖通空調(diào)系統(tǒng)涉及每一個子系統(tǒng)之間的相互耦合和關(guān)聯(lián)，很難求解。其次，暖通空調(diào)系統(tǒng)有很多種形式，難以選擇。為實現(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)在要綜合評價造價、適應(yīng)性、運行能耗等多個因素，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。第三，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計影響因素多樣多變，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)都擁有動態(tài)性特征，尤其是建筑圍護結(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)計師，有必要重點考慮低碳節(jié)能的社會大背景，改變以往輕節(jié)能、重功能的設(shè)計理念，樹立以節(jié)能為基礎(chǔ)的新的設(shè)計理念，并掌握動態(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)。

2 大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)面臨的問題

在運行暖通空調(diào)系統(tǒng)時，普遍存在一高兩低現(xiàn)象，即系統(tǒng)運行能耗高，運行效率低，循環(huán)水泵及冷熱源負(fù)荷率低[2]。就大型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、控制機系統(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，加上各個系統(tǒng)設(shè)備之間的關(guān)系是相互制約的，無法獨立存在，所以大型公共建筑暖通空調(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、CO2氣體排放等跟系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化之間相互制約等問題。目前，我國大型公共建筑容積率高，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，造成大型公共建筑高能耗。在大型公共建筑中，暖通空調(diào)系統(tǒng)需要及時得到節(jié)能優(yōu)化，才能促進(jìn)實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3 大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的措施

3.1 變頻暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

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，雖然價格較高，但消費者還是認(rèn)可。同理，大型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，但其后期運行能節(jié)省很多費用，并實現(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組跟水泵的能耗；而在風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機能耗占據(jù)很大的比例[3]。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，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。

3.2 變風(fēng)量暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

在大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機能耗占據(jù)很大比例，因為變風(fēng)量系統(tǒng)隨時都能根據(jù)建筑負(fù)荷的變化而產(chǎn)生相應(yīng)變化，及時對送風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減少風(fēng)機能耗，實現(xiàn)節(jié)能目的。同時，在設(shè)計變風(fēng)量系統(tǒng)時已經(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)機送風(fēng)量的方式有很多，如采用調(diào)節(jié)風(fēng)閥、變頻電機等，收獲的節(jié)能效果也各不相同。

3.3 變水量暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化

對大型公共建筑暖通空調(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。在實際使用過程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)很多時間都是部分負(fù)荷運行，系統(tǒng)水量會發(fā)生相應(yīng)變化，也能實現(xiàn)節(jié)能目的。目前，空調(diào)新技術(shù)層出不窮，包括動態(tài)工位調(diào)節(jié)、置換通風(fēng)、波動送風(fēng)、椅下低速送風(fēng)等，節(jié)能效果良好。

4 結(jié)語

建筑節(jié)能的實現(xiàn)勢必離不開節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能技術(shù)，但大型公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的重點在于樹立以節(jié)能為基礎(chǔ)的專業(yè)設(shè)計理念，實現(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)，真正實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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

[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[J].黑龍江科技信息，2013（11）：193.

[3] 郭福利.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能在建筑工程設(shè)計中的問題及對策研究[J].河南科技，2013（7）：167+202.