公共建筑暖通空调系统节能设计分析

关键词：暖通空调；公共建筑；节能
自上世纪七十年发生石油危机以来，世界各国无论在技术上还是资金上都加大了对能源学科及其行业的投入。能源技术也从早期的省能、节能，发展到提高能源的有效利用率，再到目前提高能源可持续利用的阶段。我国虽然属于发展中国家，但其能源消耗量居世界前列，这也是经济长时期快速增长的表现和结果。同时我们也要看到，在能源结构、能源利用率方面，我们和西方发达国家仍然有不小的差距。本文将就提高能源利用效率具体到公共建筑中暖通空调系统的节能设计进行简要的分析。

一．我国公共建筑暖通空调耗能现状
我国的公共建筑包括商业用途建筑、办公用途建筑、科教文卫用途建筑以及通讯交通运输类建筑，涉及的范围和数量都是极其庞大的。据社科院2010年的统计报告，我国每年新增的公共建筑的面积在3到4亿平米。而根据地方相关部门的统计，大型高档公共建筑的单位耗能是同地区普通居民住宅的10到15倍，这是极其惊人的一个数据，也是很值得反思的一个数据。而随着我国经济水平的继续提高以及产业化结构调整的步伐加快，公共建筑的耗能也将不可避免的高速增长。通常认为，一座配置了大型供暖系统的公共建筑，它的能耗往往会占到整座建筑能耗的60％甚至更高。所以，一方面公共建筑高能耗低利用率的现实亟待我们解决；另一方面，我们也应当认识到公共建筑节能具有很大的潜力，而且对于我国能源节约意义重大。

二．公共建筑暖通空调节能的途径和方法
（一）提高输配系统能效
输配系统在公共建筑暖通系统中承载着运输冷热量的任务，尤其是大型公共建筑输配系统，输配系统占到建筑自身供暖及空调电力消耗的70％以上，客观上来说，它是公共建筑耗能过高效率低下的主要原因。而通过技术上的改革，该部分浪费的能量是可以大大减少的。因此，提高输配系统的能效是公共建筑节能的重点和主要途径。
此处选择重庆市某酒店关于水泵变频技术的研究和测试，来说明变频技术应用于提高输配系统能效的可能性。该酒店对使用的三台冷冻水泵和三台冷却水泵均安装了变频装置。该装置的温度传感器通过对水温进行采样，将数据与监控器中的数据进行类比，变频装置再根据类比的果来改变水泵的转速和流量，以达到降低能耗的目的。而安装变频器的输配系统通过实际运行得出的数据显示，该酒店理论节能45％；其中，两台冷冻水泵测量表明每小时节约耗能48％左右，而两台冷却水每小时节约耗能50％以上。
总上研究表明，在公共建筑的暖通空调系统中，变频技术的应用潜力巨大。
（二）空调系统的节能
暖通空调系统自身的节能工作重点是减少能耗。变频技术作为空调系统中技术改革的重要成果和发展趋势，不仅可以应用于提高输配系统的传输效率，更可以广泛深入地应用于空调风系统中。例如，变风量空调系统是通过变风量装置末端的调节来控制进入房间的风量，并使风量与使用空调的环境相匹配，满足不同负荷的需要。变风量系统可以相对减少系统设计的风量和设备规模，从而节省能源的消耗。再如，热回收热泵系统通过回收冷冻水回水的热能用于生活热水预热等用途，同时利用热回收热泵的压缩制冷为制冷系统提供冷源，以减低中央制冷机承受的冷负荷，极大的提高了能源的利用率，值得进一步的研究和推广。当然，太阳能利用，风力利用等等环保节能的技术应用也将提升公共建筑节能的效果。
（三）改善建筑围护的保温性能，减少冷热量损失
对于暖通空调而言，围护结构材料的传热系数决定了其保温性能，对空调系统所需承担的负荷有很大影响。因而国家出台的关于建筑节能的设计规范和标准中，明确提出要提高维护结构的隔热保温性能。具体来说，增加墙体、屋顶的保温性能，可以大大减少建筑物的冷热负荷。而根据相关部门对围护结构热工测试的统计结果显示，公共建筑内有50％以上的热量是通过门窗损失掉的。所以，选用密封性好的新型塑钢门窗能极大的改善建筑自身的保温性，从而减少能耗。
（四）合理的建筑内环境温度设计标准
很多公共建筑的管理者对室内温度设计参数的设定不合理，往往是冬季室内的温度设定得过高，夏季室内温度设计得过低，这样不仅使得暖通空调设备在设计建设阶段投资增高，更使得在未来系统运行方面的费用显著增加。近几年，国家相关部门一直提倡，个人及公共建筑采用合适的温度标准，目的便是基于此。据计算表明，室内供暖时，供暖温度每减低1℃，节约能耗5％到10％；而供冷时，供冷温度每提高1℃，节约能耗8％到10％。而且，长期处于不舒适空调温度环境下是不利于人体健康的。因此，制定建筑内环境温度的标准，应该兼顾能源消耗和人员舒适度两个方面，遵循以下原则：在舒适度可接受的范围内，夏季适当提高室内温度，冬季适当降低室内温度，就能获得很好的节能效果。另一方面，在满足卫生条件的前提下，适量减少空调系统新风量，将大大减少能耗。
（五）设备运行管理的节能
科学的运行管理对暖通节能有很重要的作用。一套完善的管理体系，一方面对空调系统的设备进行全方位的控制、最优化，使能源能更合理和精确的消耗，使得相关设备的使用寿命大大延长；另一方面，通过对建筑物内其他的设备进行测量管理，以求做到让空调设备安全可靠的运行，节省人力、提高建筑整体效率。而现阶段我国在公共建筑管理方面还是存在许多缺陷的，除了建筑管理智能化、自动化程度比较低之外，管理者本身的管理水平也亟待提高。因此，关于设备管理方面造成的能耗同样值得我们警醒和重视。

三．总论
暖通空调系统作为公共建筑能耗的最大组成部分，它的节能潜力和意义都是巨大的。相比较于欧美、日本等发达国家的空调节能技术和管理经验，我国节能系统在现价段还是有待于完善的，未来也是任重道远的。一方面对于既有的公共建筑，政府应当出台更多的政策进行引导和刺激，促进公共建筑尤其是在空调节能方面的技术革新，制定科学完善的室内温度标准，提高公共建筑管理人员的管理水平；另一方面，对于未来将要建设的公共建筑，要加大技术投资，建设具有节能功效的适合建筑本身的暖通空调系统，培养具有专业能力的管理人员。以此推动国家及社会的节能事业！
参考文献：
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