淺析空調(diào)節(jié)能的設(shè)計(jì)過程及具體措施

摘 要：空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗很大，空調(diào)節(jié)能是建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文從建筑節(jié)能、空調(diào)工程節(jié)能、空調(diào)工程的節(jié)能設(shè)計(jì)分析等方面闡述了空調(diào)節(jié)能的重要性及具體措施。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；空調(diào)工程節(jié)能；設(shè)計(jì)；措施

中圖分類號： TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：1671-3362（2013）10-0053-02

引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平的不斷提升，建筑能耗也將隨之不斷增加，大概50%的一次能源消耗會在建筑領(lǐng)域，毫無疑問，建筑領(lǐng)域?qū)⑹怯媚茏疃嗟念I(lǐng)域。實(shí)際上，我國建筑領(lǐng)域的節(jié)能潛力還是有的，建筑領(lǐng)域能耗的2/3～3/4都可以利用可行的節(jié)能措施節(jié)省下來。

1 建筑節(jié)能

建筑節(jié)能包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)作、報廢等建筑生命周期的所有環(huán)節(jié)，同時，在實(shí)施建筑節(jié)能的時候，必須從建筑的具體生命角度來考慮。在挖掘建筑本身、設(shè)施潛能的同時，建筑的實(shí)際使用者也要充分發(fā)揮其使用者的作用?？茖W(xué)調(diào)節(jié)建筑的實(shí)用性、功能性、舒適性，發(fā)揮節(jié)能意識的作用，能最大限度地降低建筑能耗、減少投資成本。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)制定出合理科學(xué)的解決方案，可以把用戶對建筑物的功能要求以及自然界的可再生能源緊密結(jié)合。這種方案的具體優(yōu)勢表現(xiàn)在：質(zhì)量很高的設(shè)施和建筑部件的配合可以最大限度地降低黑色能源及灰色能源的運(yùn)用，與此同時盡可能地采用可再生能源。

1.1 規(guī)劃環(huán)節(jié)

在建筑的初期規(guī)劃環(huán)節(jié)就應(yīng)該考慮到建筑的節(jié)能性，具體有：從節(jié)能的角度來考慮建筑的選址，建筑能源的規(guī)劃與開發(fā)必須盡可能地提升土地的使用效率，同時制定一個完善的建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)作及管理方案。

1.2 設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該細(xì)化一下規(guī)劃階段的具體要求，盡可能地使用可再生能源，科學(xué)制定建筑熱工設(shè)計(jì)，選擇實(shí)用經(jīng)濟(jì)、節(jié)能環(huán)保的建筑設(shè)施，確保室內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量，同時要科學(xué)設(shè)計(jì)建筑的采光以及照明系統(tǒng)，科學(xué)設(shè)計(jì)建筑的HVAC系統(tǒng)，科學(xué)設(shè)計(jì)建筑自動控制系統(tǒng)，最大限度地使用節(jié)能創(chuàng)新技術(shù)，以當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣候條件、使用習(xí)慣等為依據(jù)選購建筑設(shè)施系統(tǒng)。

1.3 施工環(huán)節(jié)

具體的施工過程必須完全按照設(shè)計(jì)的具體要求執(zhí)行，同時最大限度地實(shí)施節(jié)能施工，這一階段可以采取的節(jié)能措施有：制定一個詳細(xì)的節(jié)能施工方案，同時建立一個了解建筑節(jié)能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、施工操作認(rèn)真負(fù)責(zé)的施工監(jiān)理團(tuán)隊(duì)，由這個團(tuán)隊(duì)監(jiān)督具體的施工過程。

1.4 調(diào)試和驗(yàn)收環(huán)節(jié)

在調(diào)試和驗(yàn)收環(huán)節(jié)可以執(zhí)行的節(jié)能措施包括：安排專業(yè)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行調(diào)試、建筑能效的測評以及審計(jì)，使用全能耗模擬軟件或者現(xiàn)場測試的方法審查建筑節(jié)能，建筑節(jié)能工程在實(shí)施具體驗(yàn)收工作時，應(yīng)該嚴(yán)格遵循建筑節(jié)能工程的施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 運(yùn)行環(huán)節(jié)

運(yùn)行環(huán)節(jié)可以采取的具體措施包括：將具體的運(yùn)作過程交由專業(yè)的技術(shù)工作者去管理，使用實(shí)時監(jiān)測以及診斷功能的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能管理。

1.6 翻新和報廢環(huán)節(jié)

報廢環(huán)節(jié)可以采取的措施包括：仔細(xì)審查結(jié)構(gòu)、材料以及設(shè)施等，可以進(jìn)行循環(huán)使用的就一定循環(huán)使用，對環(huán)境會造成很大污染、無法達(dá)到節(jié)能要求的就必須報廢。

2 空調(diào)工程節(jié)能概述

空調(diào)工程節(jié)能最好以建筑物空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際生命周期為依據(jù)來劃分，各個環(huán)節(jié)可以使用的節(jié)能技術(shù)包括：

2.1 方案設(shè)計(jì)階段

方案設(shè)計(jì)階段的節(jié)能技術(shù)主要包括：地源熱泵技術(shù)、空氣源熱泵技術(shù)、高效冷熱源制冷、太陽能空調(diào)技術(shù)、制熱技術(shù)；冷熱電聯(lián)供技術(shù)、蓄能空調(diào)技術(shù)、水泵節(jié)能技術(shù)、風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)；大溫差中央空調(diào)技術(shù)、熱回收技術(shù)；變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)、低溫送風(fēng)技術(shù)、分層空調(diào)技術(shù)等。

2.2 施工、調(diào)試和驗(yàn)收環(huán)節(jié)

這一環(huán)節(jié)包括節(jié)能施工技術(shù)、能耗測評與審計(jì)的技術(shù)項(xiàng)目、全能耗模擬軟件等。

2.3 翻新或報廢環(huán)節(jié)

這一環(huán)節(jié)包括：舊系統(tǒng)改造技術(shù)、回收利用技術(shù)、廢棄物處理技術(shù)等。

3 空調(diào)工程的節(jié)能設(shè)計(jì)分析

空調(diào)工程的節(jié)能設(shè)計(jì)可以將節(jié)能目標(biāo)貫穿于設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)。具體包括如下幾點(diǎn)：

3.1 制定科學(xué)的設(shè)計(jì)參數(shù)

建筑室內(nèi)的設(shè)計(jì)溫度、濕度、新風(fēng)量等都必須滿足節(jié)能設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，建筑熱工設(shè)計(jì)必須控制在有關(guān)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)，不滿足現(xiàn)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的必須實(shí)施維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判定，與此同時必須讓建筑師修改建筑熱工設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為宜，建筑耗熱量或耗冷量指標(biāo)也必須控制在規(guī)范規(guī)定的相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)，不滿足現(xiàn)行節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的必須實(shí)施權(quán)衡判定。

3.2 計(jì)算負(fù)荷

空調(diào)施工圖的具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中必須對每一個空調(diào)房間或區(qū)域?qū)嵤┲痦?xiàng)逐時的冷負(fù)荷運(yùn)算，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷也必須按照不一樣的系統(tǒng)類型采用不一樣的運(yùn)算手段，新風(fēng)冷負(fù)荷具體怎么運(yùn)算也必須按照系統(tǒng)的具體形式來定。冷負(fù)荷的精確計(jì)算離不開如下輔助資料的支持：空調(diào)區(qū)人員的群集情況、設(shè)施設(shè)備的使用效率、服務(wù)空調(diào)的使用現(xiàn)狀、空調(diào)系統(tǒng)的具體類別及調(diào)節(jié)形式等。

面對下述情況時，最好使用經(jīng)過國際驗(yàn)證的計(jì)算機(jī)模擬軟件對空調(diào)系統(tǒng)實(shí)施全年的動態(tài)負(fù)荷運(yùn)算以及研究：必須對空調(diào)方案實(shí)施能耗以及投資經(jīng)濟(jì)研究的時候；使用熱回收裝置回收冷熱量、利用室外新風(fēng)作冷源調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、冬季利用冷卻塔提供空調(diào)冷水等節(jié)能手段，必須實(shí)施節(jié)能效果評估的時候；使用蓄熱蓄冷設(shè)備，必須確知設(shè)施容量時。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

夏季時，需要配置空調(diào)的建筑，當(dāng)空調(diào)房間有著比較大的內(nèi)區(qū)需要常年供冷時，應(yīng)該以室內(nèi)進(jìn)深、房間朝向、分隔、樓層、維護(hù)結(jié)構(gòu)特征等為依據(jù)切實(shí)劃分內(nèi)、外區(qū)域，同時按照內(nèi)、外區(qū)域配置空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)或末端。

空調(diào)系統(tǒng)方案在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，必須以建筑物的具體功能、面積、使用特征、負(fù)荷變化情況、參數(shù)要求等為依據(jù)，同時結(jié)合地區(qū)氣象條件和能源狀況等，比較技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件來確定空氣空調(diào)系統(tǒng)，同時，還要優(yōu)先選用能源消耗比較低、經(jīng)濟(jì)適用的空調(diào)系統(tǒng)。使用時間段、濕度、溫度等條件都不相同和新風(fēng)比相差比較懸殊的空調(diào)區(qū)，最好不要劃分在一個定風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng)里。全空氣空調(diào)系統(tǒng)必須給不同新風(fēng)比的多個空調(diào)區(qū)域服務(wù)時，不能使用新風(fēng)比最大區(qū)域的數(shù)值當(dāng)作系統(tǒng)的總新風(fēng)比，必須以公共建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)來運(yùn)算制定。集中空調(diào)系統(tǒng)必須使用方便系統(tǒng)運(yùn)作節(jié)能的自動監(jiān)測以及控制，同時以建筑功能、系統(tǒng)類別為依據(jù)選定自動監(jiān)控的參數(shù)數(shù)據(jù)和調(diào)控手段。空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)必須滿足如下幾項(xiàng)監(jiān)控注意事項(xiàng)：空氣溫、濕度的檢查與調(diào)控；定風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng)最好使用變新風(fēng)比焓值控制；使用變風(fēng)量系統(tǒng)時，風(fēng)機(jī)最好使用變速控制；設(shè)施的運(yùn)作狀態(tài)的檢查及預(yù)警；過濾器超壓預(yù)警以及顯示；為節(jié)能監(jiān)察配置專門的空調(diào)系統(tǒng)以及設(shè)施用電量獨(dú)立計(jì)量器械。

3.4 氣流組織設(shè)計(jì)

在進(jìn)行風(fēng)口選用以及配置的時候，必須以建筑物的內(nèi)部條件、使用功能、供冷供暖系統(tǒng)方案、人員活動區(qū)大概會形成的流場、可供選擇的風(fēng)口形式等因素綜合制定。進(jìn)行高大空間的氣流組織設(shè)計(jì)時，必須從節(jié)能的角度優(yōu)先使用分層空調(diào)技術(shù)，工程設(shè)計(jì)最好在理論運(yùn)算的前提下對室內(nèi)環(huán)境實(shí)施計(jì)算機(jī)氣流組織模擬，通過這種方式實(shí)施輔助設(shè)計(jì)，同時對送、回風(fēng)口的具體形式、位置等實(shí)施流場節(jié)能的優(yōu)化。

3.5 冷熱輸配系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)時，必須實(shí)施謹(jǐn)慎的空調(diào)冷熱水系統(tǒng)的水力平衡運(yùn)算，同時將這些數(shù)據(jù)當(dāng)作冷熱源設(shè)施、輸配設(shè)施、空氣處理末端設(shè)備、自控和調(diào)節(jié)閥門等的運(yùn)算資料?？照{(diào)冷水的供、回水設(shè)計(jì)溫度必須不比5e小。在確保技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)適用的基礎(chǔ)上，最大限度地加大冷水供回水的溫差，使用冷凍水大溫差技術(shù)可以在很大程度上減少水系統(tǒng)的輸配能耗，設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)的冷（熱）量計(jì)量設(shè)施是實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)計(jì)節(jié)能的技術(shù)性手段之一，在工程設(shè)計(jì)方面必須符合如下幾點(diǎn)要求：

使用區(qū)域性的冷源及熱源時，在每一棟公共建筑的冷源以及熱源入口的地方，必須配置冷量、熱量計(jì)量設(shè)施；在公共建筑的內(nèi)部必須以經(jīng)濟(jì)核算單位為依據(jù)配置冷量、熱量運(yùn)算設(shè)施，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時一般空調(diào)系統(tǒng)的作用半徑不能太大，必須選擇合理的空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)壓頭及空氣處理機(jī)機(jī)組外余壓必須以水力的運(yùn)算結(jié)果為依據(jù)來制定，不能選擇太大；必須使用高效率的風(fēng)機(jī)以及電機(jī)；就節(jié)能層面來說，最好還是選擇直聯(lián)驅(qū)動的風(fēng)機(jī)。

3.6 系統(tǒng)的冷、熱源設(shè)施

在選用空調(diào)冷源、熱源水機(jī)組的時候，一方面必須考慮到機(jī)組的滿負(fù)荷COP值，另一方面必須考慮部分符合的COP值，同時以綜合性能系數(shù)及部分負(fù)荷非標(biāo)性能系數(shù)為依據(jù)考量全年的綜合能源效率。制冷機(jī)組的單臺容量以及臺數(shù)在進(jìn)行選擇時，要以空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷全年變化規(guī)律及系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)特征為依據(jù)進(jìn)行確定。除了特殊情況，住宅建筑一般是不會使用集中冷（熱）源的空調(diào)。

3.7 系統(tǒng)的保冷及保溫

空調(diào)系統(tǒng)管道設(shè)備的保冷、保溫，也就是空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，空調(diào)冷、熱水管道絕熱層的具體厚度運(yùn)算時必須按照下述準(zhǔn)則實(shí)施：單冷管道必須按照防結(jié)露法運(yùn)算保冷層的具體厚度，然后以經(jīng)濟(jì)厚度法為依據(jù)實(shí)施核算，最后取其較大值；單熱管道必須使用經(jīng)濟(jì)厚度法運(yùn)算保溫層的具體厚度；冷熱合用管道，必須分別按照冷管道、熱管道的運(yùn)算法計(jì)算絕熱厚度，比較之后再取比較大的那個值。

4 結(jié)語

空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)是建筑節(jié)能的關(guān)鍵階段和重要環(huán)節(jié)，空調(diào)節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)施的發(fā)展與進(jìn)步可謂日新月異、層出不窮，每一個暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工程師都必須與時俱進(jìn)，積極致力于空調(diào)節(jié)能技術(shù)的革新與改造，迎來低碳時代的綠色建筑風(fēng)潮。

參考文獻(xiàn)

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