淺談建筑環(huán)境與暖通空調(diào)節(jié)能

于國(guó)軍

摘要：改革開(kāi)放三十多年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，綜合國(guó)力也在逐漸的提高，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)取得了飛速發(fā)展，各類現(xiàn)代化建筑特別是高層建筑、高級(jí)建筑，大型特大型城市綜合體不斷增多，中央空調(diào)系統(tǒng)越來(lái)越廣泛 運(yùn)用于這些高標(biāo)準(zhǔn)的建筑之中。然而本文主要就是針對(duì)建筑環(huán)境與暖通空調(diào)節(jié)能來(lái)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：建筑環(huán)境；暖通空調(diào)節(jié)能；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TU-023文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著全球現(xiàn)代科技進(jìn)步，資源需求達(dá)到史無(wú)前例的規(guī)模，而地球資源是有限的，全球各國(guó)都面臨著能源供應(yīng)緊張的問(wèn)題。而由于能源發(fā)展的速度趕不上經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)過(guò)程中，能源供應(yīng)的增長(zhǎng)速度只有經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的 3 成，面對(duì)這個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)，我國(guó)必須在各個(gè)建設(shè)領(lǐng)域推行節(jié)能技術(shù)，既有效節(jié)約建設(shè)能源消耗、緩解能源供應(yīng)緊張，也為能源用戶降低使用費(fèi)用。而眾所周知，按照發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，建筑能耗通常在國(guó)內(nèi)能源總消耗量的三成至四成的水平，我國(guó)的建筑能耗中，暖通空調(diào)能源消耗是主體，因此關(guān)注建筑暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)是發(fā)展建筑節(jié)能的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文主要討論關(guān)于建筑環(huán)境對(duì)于建筑暖通空調(diào)負(fù)荷的影響因素及其原因，并嘗試著解答如何進(jìn)行暖通空調(diào)節(jié)能的問(wèn)題。

1、建筑環(huán)境對(duì)空調(diào)節(jié)能的影響

1.1、室內(nèi)環(huán)境的影響

室內(nèi)環(huán)境既與建筑物的體形系數(shù)、窗墻比、建筑朝向和平面布局密切相關(guān)，又與建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的墻體材料、門窗玻璃材料有關(guān)，還與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫措施、外窗遮陽(yáng)措施有關(guān)。室內(nèi)環(huán)境的合理與否，對(duì)建筑能耗特別是空調(diào)能耗有很大影響。

(1)建筑設(shè)計(jì)和建筑措施

研究設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重改善建筑條件和采用適當(dāng)?shù)慕ㄖ胧┮越档涂照{(diào)負(fù)荷，從而降低空調(diào)能耗。建筑措施是指利用建筑的平面布置、朝向、造型、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、外窗遮陽(yáng)及門窗玻璃材料的選用等方法降低建筑物能耗。

(2)合理的建筑造型和平面布局

優(yōu)美的建筑形狀和合理的建筑朝向可以達(dá)到減小暖通空調(diào)負(fù)荷的目的，在一定程度上對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果有直接影響。不能片面追求立面效果，要減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)大面積采用玻璃幕墻，充分使用南北通風(fēng)朝向進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，盡量避免東西朝向、狹長(zhǎng)過(guò)細(xì)及過(guò)多凹凸表面出現(xiàn)，以利建筑節(jié)能降低暖通空調(diào)負(fù)荷。

(3)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能與保溫措施

適當(dāng)增加墻體、屋頂?shù)谋匦阅埽梢詼p少通過(guò)這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的冷熱負(fù)荷。根據(jù)權(quán)威部門對(duì)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)和熱工測(cè)試結(jié)果證明，在同樣建筑結(jié)構(gòu)的住宅內(nèi)熱量損失有40~50%是通過(guò)門窗損失掉的?？梢圆捎妹芊庑院?、保溫節(jié)能的新型塑鋼門窗。其他具體節(jié)能措施還有：改造屋面和地板，提高保溫隔熱性能；安裝熱障式隔窗和擋風(fēng)板；安裝活動(dòng)百葉窗和窗簾；安裝遮陽(yáng)板和挑檐等。

(4)室內(nèi)環(huán)境對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能的影響

為人們的生活和工作提供舒適的室內(nèi)空氣溫度、濕度、氣流速度和熱輻射環(huán)境是暖通空調(diào)的目的。通過(guò)利用建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性可以很好的抵抗室外的氣溫變化，給人們提供舒適的生活和工作環(huán)境。建筑物的室內(nèi)溫度過(guò)高過(guò)低都會(huì)造成人體的不適，要充分利用建筑環(huán)境并選擇合適的室內(nèi)溫度來(lái)避免能源浪費(fèi)，使暖通空調(diào)節(jié)能更好地得到實(shí)現(xiàn)。

1.2、室外環(huán)境的影響

要確定暖通空調(diào)負(fù)荷，就要充分研究室外環(huán)境的影響因素，只有充分利用室外環(huán)境的有利因素，才能對(duì)室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生積極的作用。

(1)氣象條件對(duì)空調(diào)負(fù)荷的影響

在設(shè)計(jì)建筑暖通空調(diào)時(shí)，考慮空調(diào)的負(fù)荷值需要結(jié)合室外的氣候特征，如室外的相對(duì)濕度、陽(yáng)光輻射、室外溫度等氣候因素都對(duì)建筑空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷有較大的影響。建筑暖通設(shè)計(jì)人員需要充分調(diào)查當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，有效地將?dāng)?shù)氐慕ㄖ照{(diào)系統(tǒng)與大氣環(huán)流和地理特征相結(jié)合，使得空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)負(fù)荷要求。

(2)環(huán)境綠化對(duì)空調(diào)節(jié)能的影響

在建筑物四周及屋頂植樹(shù)、種植草坪，不僅美化環(huán)境，隔聲防塵，而且能部分取到吸熱、防太陽(yáng)輻射的作用。據(jù)研究，具有良好綠化環(huán)境的建筑物四周，局部小氣候溫度小幅降低，太陽(yáng)輻射量被部分吸收，明顯取到隔熱吸熱降低建筑空調(diào)負(fù)荷的作用。在大力提倡節(jié)能、綠色、環(huán)保的今天，努力營(yíng)造建筑物周邊的環(huán)境綠化，是降低建筑能耗的主要手段。

2、暖通空調(diào)節(jié)能的技術(shù)措施

暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能有著重要影響。從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)工程情況全面考慮建筑物的使用功能要求，并結(jié)合新技術(shù)，新工藝、新設(shè)備、新材料的推廣使用，把握好暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的主要技術(shù)措施，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的暖通空調(diào)系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)節(jié)能的前提條件。

2.1、降低室內(nèi)設(shè)定值

在建筑物室內(nèi)環(huán)境中，人們對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)所帶來(lái)的舒適感，主要是針對(duì)溫度及相對(duì)濕度的感覺(jué)，在建筑環(huán)境中，人體的舒適感不發(fā)生明顯的變化，而空調(diào)系統(tǒng)需要根據(jù)溫度、濕度的變化進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)的功能，這個(gè)調(diào)節(jié)溫度、濕度的過(guò)程就是一個(gè)消耗能源的過(guò)程。因此需要降低空調(diào)的室內(nèi)設(shè)定值，適當(dāng)?shù)亟档涂照{(diào)系統(tǒng)中水泵和風(fēng)機(jī)的使用功率。為了達(dá)到節(jié)能的目的，在保證人體健康且滿足生產(chǎn)、生活需求的前提下，夏季提高建筑物室內(nèi)的溫度、濕度設(shè)定值，冬季則降低。

2.2、減少新風(fēng)負(fù)荷降低新風(fēng)能耗

空調(diào)機(jī)組處理的新風(fēng)量過(guò)多會(huì)增加其負(fù)荷，進(jìn)而增加電耗，處理的新風(fēng)量過(guò)少則會(huì)影響空調(diào)環(huán)境的質(zhì)量，因此針對(duì)具體的空調(diào)環(huán)境做好送風(fēng)溫度和新風(fēng)比例的調(diào)整也是非常有利于節(jié)能的。在滿足空調(diào)系統(tǒng)衛(wèi)生健康要求的前提下，合理確定空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量是控制空調(diào)系統(tǒng)能耗的有效手段。利用熱回收技術(shù)回收空調(diào)排風(fēng)余熱既節(jié)能又減排。

2.3、自然能源和新能源的利用

空調(diào)系統(tǒng)因地制宜地利用當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，不僅可以換來(lái)低投入，還可以大幅度地節(jié)能降耗，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。所謂因地制宜，就是要充分合理地利用當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源，開(kāi)發(fā)出適合當(dāng)?shù)貧夂蛱厣目照{(diào)方式，這是空調(diào)節(jié)能的綠色思路。

2.4、合理選用空調(diào)系統(tǒng)

(1)采用變頻技術(shù)

暖通空調(diào)系統(tǒng)變頻技術(shù)有兩方面主要內(nèi)容：①利用變頻泵和變頻風(fēng)機(jī)的特性，減少系統(tǒng)內(nèi)部消耗提高設(shè)備效率；②根據(jù)空調(diào)負(fù)荷改變水流量或風(fēng)流量，實(shí)現(xiàn)變流量控制?？照{(diào)系統(tǒng)的變流量控制不僅可以減少運(yùn)行調(diào)節(jié)損失，而且可以在空調(diào)系統(tǒng)流量負(fù)荷減少時(shí)節(jié)約水泵和風(fēng)機(jī)的運(yùn)行能耗。變流量系統(tǒng)分為變風(fēng)量（VAV）系統(tǒng)和變水量（VWV）系統(tǒng)。變風(fēng)量系統(tǒng)是以末端裝置隨室內(nèi)負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量維持室溫來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的；變水量系統(tǒng)則是采用定水溫變流量或變水溫變流量的調(diào)節(jié)方式，使空調(diào)系統(tǒng)供水量隨負(fù)荷變化達(dá)到節(jié)能目的。

(2)合理選擇冷熱源

合理選擇空調(diào)系統(tǒng)冷熱源不但關(guān)系空調(diào)系統(tǒng)能否可靠運(yùn)行，而且對(duì)空調(diào)節(jié)能與能源合理利用意義重大。中央空調(diào)系統(tǒng)常見(jiàn)的冷熱源配置有：冷水機(jī)組加鍋爐、風(fēng)冷熱泵機(jī)組、溴化鋰直燃機(jī)組等。選擇合適的冷熱源涉及到建筑物所在地的能源供應(yīng)狀況、氣象條件、對(duì)環(huán)境的影響，還涉及到能源消耗、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性及安全可靠性等綜合因素。

(3)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在既要節(jié)能又要保證空調(diào)系統(tǒng)使用效果的條件下，風(fēng)量可調(diào)的置換式通風(fēng)系統(tǒng)，低溫送風(fēng)系統(tǒng)以及溫濕度獨(dú)立控制的蒸發(fā)冷卻和去濕空調(diào)系統(tǒng)在當(dāng)今大力提倡綠色、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代建筑中運(yùn)用得越來(lái)越廣泛，為空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能提供了更多選擇方案。

(4)余熱的回收利用

伴隨著空調(diào)系統(tǒng)的排風(fēng)過(guò)程，不可避免產(chǎn)生大量余熱浪費(fèi)。將空調(diào)排風(fēng)余熱有效轉(zhuǎn)移到需要用熱的地方去，是實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的有效方法。目前，用于空調(diào)排風(fēng)熱回收的主要設(shè)備有轉(zhuǎn)輪式新風(fēng)機(jī)組及全熱回收新風(fēng)機(jī)組等。采用熱回收新風(fēng)機(jī)組對(duì)空調(diào)排風(fēng)進(jìn)行熱回收，節(jié)能減排效果是明顯的，值得推廣運(yùn)用。

結(jié)束語(yǔ)：

進(jìn)行建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮的就是建筑環(huán)境的影響效果，所以應(yīng)重點(diǎn)考慮如何與建筑環(huán)境相結(jié)合來(lái)調(diào)節(jié)空調(diào)負(fù)荷。要做好建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)，應(yīng)就下述幾點(diǎn)工作予以重視。其一就是完善建筑節(jié)能方面的法規(guī)。由有關(guān)政府部門介入促進(jìn)建筑物建設(shè)參與方對(duì)建筑節(jié)能加強(qiáng)重視，也可以為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)與實(shí)施提供法理依據(jù)。而隨著近年來(lái)國(guó)務(wù)院及地方政府出臺(tái)相關(guān)的政策法規(guī)，加強(qiáng)了建筑節(jié)能技術(shù)的管理，但還有待進(jìn)一步的完善。其二就是鼓勵(lì)研究發(fā)展建筑節(jié)能技術(shù)。做好建筑暖通空調(diào)節(jié)能離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，只有不斷地提高建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的科技含量，優(yōu)化能源利用的方式，才能達(dá)到建筑節(jié)能的效果。其三，建筑物從設(shè)計(jì)到實(shí)施完成并交付使用的全過(guò)程中，是不同專業(yè)相互協(xié)調(diào)配合的結(jié)果，因此建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)建筑環(huán)境的影響，不僅要考慮建筑功能的實(shí)現(xiàn)和建筑美學(xué)的因素，還要結(jié)合其他專業(yè)對(duì)節(jié)能技術(shù)的影響。

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