商業建筑室內環境品質與能耗分析

李奎波?楊志偉

摘 要：目的：本文主要針對公共建筑的室內環境品質和能源消耗問題進行了分析。方法：應用理論與實踐相結合的方式，對坐落于沈陽市的某公共建筑中的溫度和CO2濃度進行了檢測和分析，根據測量數據與理論分析發現室內環境和空調能耗狀況。結論：當前公共建筑存在嚴重的室內環境與能源消耗問題，而且只要對現有公建空調控制系統進行合理的改進，可以有效地提升室內環境品質與減少空調能耗。

關鍵詞：公共建筑；室內環境品質；空調自動控制；節能

1 研究背景

人的一生絕大多數時間在室內度過，室內環境的好壞直接關系到人們的生活質量和身心健康，同時保證室內環境的采暖通風空調系統是建筑能耗的最大組成部分。相比之下，大型公共建筑的室內環境和能源消耗問題更為突出，而且是人員密度最高的場所之一。通常，大型公共建筑采用中央空調系統來保證室內環境，結合自動控制技術對運行過程進行調節。因此，大型公共建筑空調自動控制系統的研究對于改善室內環境和減少建筑能耗具有重要意義。

空調自動控制系統可以對室內的溫度、濕度和空氣品質加以控制，保持室內環境的最佳狀態，而且兼備節約能源和運行安全可靠的優點[1]。所以，它的發展十分迅速，尤其在公共建筑中的發展更為突出。但是，通過以上的研究發現，現有的公共建筑空調控制系統存在很多問題。所以針對以上問題，筆者從實際出發，對大型公建進行了實地檢測，根據所測數據，分析得出當前公共建筑室內環境、能耗、以及自動控制問題。

2室內環境參數的測量與分析

2.1 測試條件與設備

對于室內環境，暖通空調系統所承擔的控制任務是建筑熱、濕環境和室內空氣品質，而人體散發的潛熱量和對流散熱量直接形成瞬時的冷負荷，而輻射散發的熱量將會形成滯后冷負荷，人體表面及呼吸作用都不斷的向環境釋放濕量，同時人體的代謝會產生大量二氧化碳，這些都直接影響著室內的熱、濕環境及空氣品質[2]。像商場和超市這類人員流動量大、活動復雜的公共場所，人員的變化是室內環境參數變化的最重要影響因素，所以針對上述特點，我選取的測量條件如設備下：

1.測量參數：溫度和CO2濃度。

2.測量地點：坐落于沈陽市繁華商業街的某大型商場。

3.測量時間：2014年6月2日端午節和6月9日至6月15日一個正常工作周，每天從早晨10點30分到晚上6點30分，中間大約每兩個小時測量一次。

4.測量儀器：CO2/Temperature Monitor 型號：Telaire 7001，測量范圍：CO2濃度0～10000ppm；溫度0～50℃。

2.2測量結果與分析

通過8天的測量，獲得了該大型公共建筑中溫度和CO2濃度的變化情況，圖1～2所示為該商場的測量結果。

由圖1的結果可以得到，商場在工作日中的溫度變化相對于節假日而言更具有規律性，八天之中的平均溫度為24.1℃、最大差值為5.9℃；日平均溫度的最大差值也達到了3.14℃之多。

由圖2的結果可以得到，甲商場的CO2濃度變化無論是在工作日還是節假日都顯現出一定的規律性，而且節假日的CO2濃度一般都高于工作日。八天之中CO2濃度的最大差值為285ppm，變化率為77.2%；日平均CO2濃度的最大差值和變化率也分別達到了100.2ppm和21.2%之多。

通過以上所列圖和所述結果，我們可以分析發現，甲商場的夏季空調室內溫度都比較低；甲商場的溫度和CO2濃度變化幅度都很大、變化規律性都很差。眾所周知，商場的人員流動量大、隨機性強。室內人員數量以及狀態的變化會對室內環境產生影響，像商場等這些人員流動頻繁的建筑中，這些因素致使暖通空調系統的運行調節十分復雜且效果不佳。通常的設計中，往往將人員的密度設置的很高，這樣就使得設計中的冷、熱負荷及新風量在相當多的時間里偏離了實際的運行情況，不但室內環境達不到設計要求，還造成了能源的浪費。

綜合以上數據所反映出的問題，可以發現，大型公共建筑空調系統的節能潛力巨大，而且室內環境質量也有很大的提升空間。暖通空調自動控制系統是建筑體系中保證室內環境質量的最主要部分，同時它的耗能也是建筑運行中最大的，所以，對現有的公共建筑暖通空調自動控制系統進行改進與完善是刻不容緩的。

3 結論

1）通過對大型商場的實地檢測，發現這類建筑夏季的室內溫度偏低、波動較大，而表征室內空氣品質的CO2濃度的波動更加劇烈，這是導致空調運行能耗大和室內環境質量差的最直接原因。

2）大型商場內人員流動頻繁，這是導致室內環境變化幅度大的最主要原因，通過改進和提升空調自動控制系統的性能，完全可以改善室內環境質量，合理使用能源。

3）只有針對各個不同建筑類型的特點，合理的應用和改善暖通空調控制系統，才能充分發揮空調控制技術的作用，促進樓宇自控技術的發展。

參考文獻

[1]郭丹春.空調自控系統的設計[碩士學位論文].2009.

[2]陸亞俊，馬最良，鄒平華.暖通空調（第二版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

作者簡介

李奎波，男，沈陽建筑大學，碩士研究生，主要從事新能源開發、節能技術和空調自動控制方面的研究。