建筑環(huán)境與暖通空調(diào)節(jié)能淺析

馮 驍

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學院，730030）

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

在建筑中配置暖通空調(diào)的主要目的是為了給人們提供良好的生產(chǎn)生活環(huán)境，無論是室內(nèi)溫度、濕度，還是室內(nèi)氣體流動速度，都要給人們一種舒適感。建筑的散熱和保溫性能與室內(nèi)環(huán)境有著密切的關(guān)系，不同的建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)對隔絕室內(nèi)外環(huán)境差異、保障室內(nèi)微氣候舒適有著不同的效果。下面分別從室內(nèi)溫度、建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)性能三方面探討室內(nèi)環(huán)境對暖通空調(diào)節(jié)能的影響。

1.1 室內(nèi)溫度

室內(nèi)設(shè)定溫度與室內(nèi)實時溫度對暖通空調(diào)的工作都有一定影響。如果對暖通空調(diào)設(shè)定過高或過低的溫度要求，會造成電能的浪費，并且冬日過高的室內(nèi)溫度和夏日過低的室內(nèi)溫度可能引起人體不適，過大的室內(nèi)外溫度差也容易使人們發(fā)生疾病，故選擇合適的室內(nèi)設(shè)定溫度十分重要。當室內(nèi)實時溫度與設(shè)定溫度相差較大時，暖通空調(diào)會處于大功率工作狀態(tài)。冬季暖通空調(diào)的工作依據(jù)是穩(wěn)態(tài)傳熱原理，如果適當降低冬季供暖溫度會起到明顯的節(jié)能效果；夏季室內(nèi)外溫差越小，空調(diào)能耗降低水平會越大，部分資料顯示，夏季室內(nèi)溫度每上升1℃，空調(diào)大約可減少5%的用電量。

1.2 建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)

進行建筑設(shè)計時不僅要考慮基本的建筑承載能力、建筑成型后的外觀效果，還應考慮合適的結(jié)構(gòu)造型對建筑中各用電設(shè)施能源消耗的影響。首先在建筑設(shè)計時要將建筑物的體形系數(shù)和窗墻比等對節(jié)能有影響的參數(shù)嚴格控制在《公共建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范》要求的范圍內(nèi)；在平面布置、正立面朝向等方面要進行合理選擇，不能僅追求立面效果，大面積減少維護結(jié)構(gòu)去采用玻璃幕墻；由于我國處于北半球，應多采用南北通風朝向的建筑風格，減小東西朝向和狹長過細的建筑設(shè)計，這樣可以大幅減小暖通空調(diào)的負荷壓力。

1.3 圍護結(jié)構(gòu)性能

圍護結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)劣對暖通空調(diào)的節(jié)能具有十分重要的影響，圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、窗戶、圍墻、地面、內(nèi)隔熱強等。如果圍護結(jié)構(gòu)性能較差，隔熱效果不佳，很容易出現(xiàn)室內(nèi)外熱能的單向傳遞，這部分傳熱熱損失會使暖通空調(diào)的效果變差，需要浪費更多的電能來達到設(shè)定溫度。墻體的主要作用是承重，復合墻體可以節(jié)約一部分資源，但其保溫性能對建筑節(jié)能效果很有影響，主要分為內(nèi)保溫、中間保溫和外保溫三種保溫形式；門窗作為每一建筑體不能舍棄的圍護結(jié)構(gòu)，其隔熱性能一般比較差，并且門窗與墻體之間或多或少會存在一些縫隙，這是冷風吹入的主要通道；屋頂與外界環(huán)境的接觸面積很大，不僅要做到防水，還要采用合適材料隔熱。

2 室外環(huán)境對暖通空調(diào)節(jié)能的影響

室外環(huán)境對暖通空調(diào)的能耗有很大影響，對其獨特性進行分析才能更好地研究暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)。室外環(huán)境主要包括兩方面，一方面是建筑物建設(shè)前的周邊氣象條件，另一方面是城市建設(shè)規(guī)劃，周邊將會出現(xiàn)什么類型的建筑群。

2.1 氣象條件

氣象條件主要包括室外溫度、濕度、陽光輻射程度，這些對暖通空調(diào)系統(tǒng)的實際工作負荷都有著很大影響。室外溫度的選擇應保證暖通空調(diào)工作的絕大部分時間都應處在設(shè)定預測的負荷下，這樣才能保證空調(diào)較高的工作效率。如果室外空氣濕度過高，暖通空調(diào)不僅要調(diào)節(jié)溫度，還要對室內(nèi)空氣進行除濕，這增加了暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。在設(shè)計空調(diào)時，要考慮到不同的工作環(huán)境設(shè)定不同的工作模式，實際使用時更應根據(jù)實時天氣情況改變暖通空調(diào)的工作模式，提高電能的利用效率。根據(jù)建筑物所處的具體地理位置可以考慮利用太陽輻射，冬日南向窗戶可以接受最多的太陽輻射，這樣可以緩解暖通空調(diào)的工作壓力，節(jié)約其能耗。

2.2 建筑規(guī)劃設(shè)計

建筑的規(guī)劃設(shè)計是建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面，主要包括建設(shè)選址、區(qū)域劃分、道路走向、建筑間距、冬季主導風向研究等方面，充分利用地理環(huán)境、太陽能等隱形資源，可以緩解惡劣的室外環(huán)境。建筑周邊的綠化帶建設(shè)也十分必要，不僅可以起到隔風、防噪、美化小區(qū)的功能，還對建筑物的溫、濕平衡系統(tǒng)改善有一定作用，能夠降低暖通空調(diào)工作負荷，起到節(jié)能效果。

3 暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)措施

3.1 改變暖通空調(diào)工作參數(shù)

暖通空調(diào)可以實現(xiàn)的功能主要是對溫度和相對濕度的控制，在對人體舒適度影響不明顯的情況下，可以適當調(diào)節(jié)溫度、濕度設(shè)定。暖通空調(diào)在進行溫度濕度調(diào)節(jié)時會消耗電能，如果降低暖通空調(diào)的室內(nèi)設(shè)定值，會使得空調(diào)系統(tǒng)中的水泵和風機的工作功率降低，從而達到節(jié)能的目的。對暖通空調(diào)系統(tǒng)的新風供給量參數(shù)設(shè)定適當更改，也可以實現(xiàn)節(jié)能的效果，由于新風的能耗約占空調(diào)系統(tǒng)的三分之一，過大的新風量雖然會提供富余的新鮮空氣，但是會造成大量電能的消耗，在滿足衛(wèi)生健康要求的前提下可以適當減小新風風量設(shè)定值，節(jié)約能量。

3.2 合理選用空調(diào)系統(tǒng)

暖通空調(diào)性能的優(yōu)劣對其節(jié)能效果也有著重要影響。在設(shè)計建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)時，要從其運行的經(jīng)濟性和能量損耗等多方面進行考慮。一般從以下幾個方面選擇空調(diào)系統(tǒng)：（1）采用變頻技術(shù)，當室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度相差較大時，空調(diào)的風扇、壓縮機等器件處于全速工作狀態(tài)，能耗較大，當室內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度時，可以降低空調(diào)轉(zhuǎn)速，減小能耗；（2）提高自動化水平，利用傳感技術(shù)和自動控制理論，對建筑內(nèi)溫度、濕度實時監(jiān)測，動態(tài)調(diào)整空調(diào)設(shè)定參數(shù)，使空調(diào)處在高效率工作區(qū)段；（3）選擇合理的冷熱源，充分利用建筑周邊豐富的冷熱能資源，如火電廠中的熱蒸汽等。

4 總結(jié)

建筑環(huán)境對暖通空調(diào)的節(jié)能有一定的影響，無論是周邊的氣候環(huán)境還是建筑本身的組成材料、建筑結(jié)構(gòu)都對室內(nèi)外熱能交換有著不同的影響。做好暖通空調(diào)節(jié)能工作，首先應著手提升暖通空調(diào)工作效率，可以通過研發(fā)新技術(shù)、采用新制熱制冷方式等實現(xiàn)。其次，在設(shè)計建筑時要仔細考慮環(huán)境影響，強化建筑物自身節(jié)能水平。通過科學合理地設(shè)計建筑物、優(yōu)化暖通空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計可以減少能源的消耗，保護自然環(huán)境。

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[3] 陸華新.關(guān)于建筑環(huán)境與暖通空調(diào)節(jié)能的思考[J].城市建筑,2013,12:160.