公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高能效的方法分析

李明（卓展工程顧問（廣州）有限公司　廣東廣州　510000）

公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高能效的方法分析

李明
（卓展工程顧問（廣州）有限公司廣東廣州510000）

隨著我國社會與經(jīng)濟的不斷發(fā)展，能源消耗已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會進(jìn)步當(dāng)中需要尤其注重的環(huán)節(jié)，并且已經(jīng)逐步引起了一些能源保護學(xué)者的關(guān)注，現(xiàn)如今，建筑節(jié)能已經(jīng)成為了時代進(jìn)步的重要內(nèi)容。暖通空調(diào)是建筑節(jié)能環(huán)節(jié)中的重點內(nèi)容，要想做好設(shè)計與運行管理工作，不但需要有效提高能源的利用效率，而且還需要科學(xué)利用能源，本文重點探討了公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)用能分析及其運行當(dāng)中的能耗問題，并提出了提高公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能效的有效措施。

公共建筑；暖通空調(diào)系統(tǒng)；提高能效；方法分析

1　引言

隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)在公共建筑中的普及和人們對室內(nèi)環(huán)境高品質(zhì)的追求，做好對暖通空調(diào)系統(tǒng)的能效工作是十分有必要的。因此，怎樣將理論與實踐相結(jié)合，并對空調(diào)系統(tǒng)做出具有可操作性的完善改進(jìn)，充分有效的用能是擺在我們面前的一個重要問題。

2　提高公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能效的重要意義

我國是一個資源能耗大國，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快，在發(fā)展的過程中對于環(huán)境污染和能源浪費問題的重視程度不足、能源匱乏和環(huán)境污染造成的問題正逐步顯現(xiàn)，對我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和人民群眾的生活都造成了嚴(yán)重的危害。在建筑領(lǐng)域這種現(xiàn)象體現(xiàn)的尤為明顯。我國建筑行業(yè)的能耗在社會總能耗中的比例普遍已經(jīng)超過了28%，在很多地區(qū)這個比例甚至達(dá)到了40%。可以說建筑行業(yè)已經(jīng)成為了能源的重要消耗方向，而在建筑行業(yè)中，建筑能耗的30～50%都屬于暖通空調(diào)能耗，暖通空調(diào)能耗在建筑行業(yè)能耗中的比例還在不斷上升，激化了能源的供求矛盾，也制約了建筑行業(yè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。在現(xiàn)有的節(jié)能技術(shù)水平下，完全可以做到節(jié)約建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的20～50%，這對于我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展和國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都有著重要的意義。

3　公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)用能分析

表1所示為北京與上海的商業(yè)建筑產(chǎn)生能耗的比例，由此可以看出在建筑能耗中空調(diào)的能耗為主要的組成部分。一般來說，公共建筑的室內(nèi)有著比較大的人員流動，人流相對來水也比較集中，而且人員的流動也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。公共建筑有著較大的窗墻，而且對于外門也有著比較頻繁地開啟，往往會分區(qū)出售或者是出租，功能不同的區(qū)域?qū)τ谑覂?nèi)環(huán)境也有著不同的要求。公共建筑與居住建筑相比較來說，由于公共建筑特別是大型高檔的公共建筑會有全年性的供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)以及比較密集的照明設(shè)備，通常來說，室內(nèi)環(huán)境參數(shù)有著較高的標(biāo)準(zhǔn)，因此，暖通空調(diào)與照明相比較而言，二者之間的能耗相當(dāng)。

表1　

從20世紀(jì)90年代末以來，很多學(xué)者對于北京、上海等國內(nèi)幾個大型城市的公共建筑進(jìn)行了能耗調(diào)查，探討了國內(nèi)不同的城市之間公共建筑的主體用能特征與節(jié)能潛力。結(jié)合這些公共建筑的能耗調(diào)研，不難發(fā)現(xiàn)，做好設(shè)計過程中的精準(zhǔn)計算與嚴(yán)格控制，以及運行當(dāng)中的合理調(diào)整與實時管控，可以在很大程度上提升公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源利用率。

4　當(dāng)前我國公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗問題

4.1設(shè)計方案沒有體現(xiàn)節(jié)能理念

暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗與其設(shè)計方案有很大的關(guān)系，然而當(dāng)前在公共建筑的設(shè)中，無論是設(shè)計人員還是設(shè)計部門都沒有真正的重視節(jié)能設(shè)計。加之公共建筑的工程設(shè)計周期普遍較短，受到技術(shù)條件的限制，設(shè)計單位往往不重視在設(shè)計中體現(xiàn)節(jié)能的理念。這也導(dǎo)致當(dāng)前很多公共建筑的暖空空調(diào)系統(tǒng)在能耗方面的設(shè)計都不符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，甚至公共建筑總能耗的60%以上都用在了暖通空調(diào)系上。由于設(shè)計中沒有科學(xué)的調(diào)節(jié)手段，風(fēng)機、水泵和冷機等設(shè)備都要在偏離高效點的情況下長期運行，造成了能源利用率較低的問題。

4.2暖通空調(diào)系統(tǒng)運行中管理體系不健全

暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行，離不開運行的管理人員正確科學(xué)的工作，在實際中，一些運行管理人員缺乏責(zé)任意識，對系統(tǒng)運行的操作流程和管理工作不熟悉，不能夠?qū)ζ溆行У膩磉M(jìn)行操作，這樣也無疑增加了系統(tǒng)的能耗。

4.3傳送過程中的能量損耗

公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在進(jìn)行傳送時需要損耗大量的動能，如果具有較小的水系統(tǒng)溫差，就會造成較快的流速，造成水資源的浪費。加之當(dāng)前的載能介質(zhì)具有較低的輸送效率，空間占用大，對熱量的傳送造成不利的影響，也容易損失大量的能量。

4.4負(fù)荷的計算不合理

公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)在計算負(fù)荷時，其慣用做法是在計算得出的負(fù)荷量的基礎(chǔ)上再增加50%的負(fù)荷。這是為了提高系統(tǒng)的增壓值，從而使投入使用的暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行更加科學(xué)合理。然而在實際運行中，增加負(fù)荷量并不能取得預(yù)期的效果，其結(jié)果往往是徒然浪費了施工成本。必須使用很多儀器設(shè)備來完成負(fù)荷量的增加工作，而這些儀器設(shè)備在大部分時間中是閑置的，增加了公共建筑工程施工固定成本。

5　提高公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能效的有效措施

5.1選取合理的設(shè)計參數(shù)

在進(jìn)行室內(nèi)濕度和溫度的計算時，要進(jìn)行科學(xué)的取值，不要造成冬季的取值過高或夏季的取值過低。要在符合規(guī)范、滿足生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生需求的前提下，盡量減少新風(fēng)量的計算與取值。從節(jié)能角度來說，室內(nèi)的濕度和溫度的標(biāo)準(zhǔn)會對公共建筑的能耗量產(chǎn)生重要的影響。這是由于室內(nèi)發(fā)熱散濕量、建筑物的外圍護結(jié)構(gòu)與當(dāng)?shù)厥彝鈿庀髤?shù)都會影響空調(diào)系統(tǒng)的能耗。而空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷會受到室內(nèi)濕度和溫度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的直接影響。一般情況下，在能夠?qū)θ梭w健康和生產(chǎn)工藝進(jìn)行保障的前提下，如果在炎熱季節(jié)提高1℃的室內(nèi)空氣設(shè)計溫度，其帶來的熱負(fù)荷節(jié)約量約為11%，這無疑是一個可觀的節(jié)省量。

5.2健全和完善暖通空調(diào)系統(tǒng)運行的管理體系

一方面，要強化運行管理人員的責(zé)任意識，讓管理工作人員真正能夠認(rèn)清工作的重要性和自身所擔(dān)負(fù)的責(zé)任；另一方面，要加大對管理工作人員的培訓(xùn)和考核力度，根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的具體性能和操作步驟，對管理人員進(jìn)行系統(tǒng)全面的培訓(xùn)，未達(dá)到要求的，嚴(yán)格重新培訓(xùn)，保證在上崗之前能夠做到考核達(dá)標(biāo)。

5.3將不必要的冷熱損失降低

公共建筑物必須選擇合理的朝向，以減少冷熱損失。在進(jìn)行建筑設(shè)計時，要對建筑物的外表面積進(jìn)行控制，如果處于各種考慮必須增大其外表面積，則應(yīng)該設(shè)法將圍護結(jié)構(gòu)的熱阻提高。建筑物外表面的傳熱面積與其熱量傳遞速度有著直接的關(guān)系，如果增大建筑體形系數(shù)，就會提高其采暖能耗，造成30～40%的空氣滲透耗熱量。其次，公共建筑要減少外窗面積，或者使門窗的安裝和制作精度提高，選擇新型門窗材料等，使空氣滲透減少。

5.4加大科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化過程，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)的攻關(guān)力度

一方面，根據(jù)當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，采取太陽能制冷供熱系統(tǒng)、地源熱系統(tǒng)等等可再生能源的暖通空調(diào)系統(tǒng)，不僅僅能夠減少對環(huán)境的傷害，還能夠起到節(jié)能提高能效的作用；另一方面，要加大對技術(shù)的開發(fā)和推廣，加強與國外暖通空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)公司的合作，引進(jìn)和學(xué)習(xí)他們先進(jìn)的技術(shù)，做好進(jìn)一步的研究和完善工作，并加快將科研成果向現(xiàn)實空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)的轉(zhuǎn)化。

5.5強化對暖通空調(diào)運行中節(jié)能控制

（1）對建筑系統(tǒng)中各個能耗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確計量

在公共建筑中能耗計量是建筑節(jié)能目標(biāo)的關(guān)鍵，只有將建筑內(nèi)部各個使用系統(tǒng)進(jìn)行有效分類、分項統(tǒng)計以及計量，這樣才能夠?qū)Σ缓侠淼哪茉词褂们闆r及時改進(jìn)。例如在計算能耗的時候，就應(yīng)該重點控制空間使用面積、時間。防止冬季房間問題過高、夏季溫度過低，這樣不僅會危害健康，還會造成資源能源的浪費。

（2）對一些負(fù)荷進(jìn)行合理有效的調(diào)節(jié)與控制

在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，對水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計控制是其中較為重要的環(huán)節(jié)。從建筑設(shè)計的負(fù)荷來看，一年中絕大部分時間系統(tǒng)的實際負(fù)荷都要比設(shè)計的負(fù)荷量要小，制冷設(shè)備長時間的啟動關(guān)閉都是一種浪費行為。所以，有效改進(jìn)完善一些機組負(fù)荷運行效率就能夠有效實現(xiàn)機組的節(jié)能目標(biāo)。

5.6健全完善公共建筑節(jié)能制度

在不同城市、不同種類公共建筑中，其能源消耗情況也是大不一樣的。所以，一定要盡量結(jié)合地區(qū)發(fā)展實際狀況，建筑設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求面對建筑節(jié)能工程項目進(jìn)行嚴(yán)格審查、監(jiān)督，由管理條例以及制度措施上有效實現(xiàn)公共建筑的節(jié)能目標(biāo)。另外，就公共建筑管理部門來看，也需要不斷培養(yǎng)管理人員的節(jié)能意識，從制度管理上有效明確國家節(jié)能政策標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是政府事業(yè)單位建筑節(jié)能項目，就更加需要從管理上有效顯示出節(jié)能發(fā)展的重要性與實際發(fā)展意義。

6　結(jié)語

綜上所述，公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗是非常大的，這不但限制了建筑行業(yè)的發(fā)展，也影響了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，同時也違背了節(jié)能的原則。面對這種情況，一定要制定嚴(yán)格的用能管理制度，提升管理人員的節(jié)能意識，對不同地區(qū)、不同規(guī)模公共建筑的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)能耗進(jìn)行測算。

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[3]楊春梅.暖通空調(diào)與節(jié)能設(shè)計的相關(guān)問題探討[J].內(nèi)江科技，2011（01）.

TU831.3

A

1673-0038（2015）51-0063-02

2015-12-8

李明（1987-），男，助理工程師，大學(xué)本科，主要從事公共建筑暖通空調(diào)設(shè)計工作。