淺談建筑暖通空調(diào)低碳節(jié)能設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)

黃廣興

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摘要：隨著暖通空調(diào)日益普及，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗占整個建筑耗電量的50%以上，但目前絕大多數(shù)空調(diào)處在低效運(yùn)行，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，做好暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)施工成為當(dāng)務(wù)之急，本文在此從幾個不同的角度對暖通空調(diào)低碳節(jié)能措施做了逐一的分析。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；低碳；能耗

前言：近年來我國建筑業(yè)飛快發(fā)展，而在世界能源危機(jī)不斷凸顯的情況下，減少建筑能耗勢在必行，能源總消費(fèi)量的比例已從20世紀(jì)70年代末的10%，上升到近年的27.48%，其中2/3為暖通空調(diào)系統(tǒng)所消耗。在建筑工程中暖通空調(diào)系統(tǒng)正慢慢的得以應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗也將進(jìn)一步增大，同時我國目前現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗巨大。因此在暖通空調(diào)系統(tǒng)中考慮節(jié)能，意義十分重大。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的構(gòu)成及主要特點(diǎn)

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益尖銳，城市化的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發(fā)達(dá)國家已達(dá)到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風(fēng)、空調(diào)、照明、電器和熱水供應(yīng)等需求方面的能耗，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內(nèi)部空氣環(huán)境適宜的溫濕度，現(xiàn)代建筑中通常采用設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負(fù)荷引起的能耗、新風(fēng)負(fù)荷引起的能耗及輸送設(shè)備（風(fēng)機(jī)和水泵）的能耗。影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要因素有室外氣候條件、室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)特征、室內(nèi)人員及設(shè)備照明的狀況以及新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置等。暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗還有幾個特點(diǎn)表現(xiàn)在：第一，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選型、運(yùn)行管理的不合理將會降低能量使用效率。第二，維持室內(nèi)空氣環(huán)境所需的冷熱能量品位較低且有季節(jié)性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地?zé)崮?、廢熱、淺層土壤蓄熱等。第三，暖通空調(diào)系統(tǒng)涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統(tǒng)的能耗，有效利用能量。

二、建筑暖通空調(diào)節(jié)能措施

1、 準(zhǔn)確計(jì)算、合理布置的節(jié)能設(shè)計(jì)

1）準(zhǔn)確的符合計(jì)算

應(yīng)加大投入空調(diào)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)，為空調(diào)設(shè)計(jì)人員減少負(fù)荷計(jì)算的工作量，同時氣象部門應(yīng)免費(fèi)提供氣象參數(shù)，這樣才能使空調(diào)設(shè)計(jì)人員不至于走捷徑，另外，還應(yīng)制定設(shè)計(jì)能耗指標(biāo)，而設(shè)計(jì)能耗指標(biāo)的制定政策性、技術(shù)性強(qiáng)，牽涉面廣，是一項(xiàng)細(xì)致而復(fù)雜的系統(tǒng)工程。

2）采用合理的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對于多數(shù)舒適性空調(diào)要求來說，并不需要十分嚴(yán)格的溫度和濕度的控制。變風(fēng)量系統(tǒng)則可以客服上述缺點(diǎn)，它可以通過改變送到房間或區(qū)域里去的風(fēng)量的辦法，來滿足這些地方負(fù)荷變化的需要。當(dāng)然，整個系統(tǒng)的總送風(fēng)量也在發(fā)生變化。因此，變風(fēng)量系統(tǒng)在運(yùn)行中是一種節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。對于定風(fēng)量的系統(tǒng)來說，由于它送到房間去的風(fēng)縣和系統(tǒng)總風(fēng)量系統(tǒng)則可以適應(yīng)一天中同一時間各個朝向房間的負(fù)荷并不都處于最大值的需要，可以在建筑物的各個朝向的房間之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從而系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)風(fēng)量可以減少，這樣，空調(diào)設(shè)備的容量也可以減少，既可節(jié)省設(shè)備費(fèi)的投資，也進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的運(yùn)行能耗。

3）合理的空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一般空調(diào)水系統(tǒng)的輸配用電，在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電20%-25%夏季供冷期間約占12%-24%，目前，空調(diào)水系統(tǒng)存在很多問題，如選擇水泵是按設(shè)計(jì)值查找水泵樣本的銘牌參數(shù)確定，而不是按水泵特性曲線選定水泵號；

對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施，因此水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象嚴(yán)重；大流量、小溫差現(xiàn)象普遍存在，設(shè)計(jì)中供、回水溫差一般均取5℃，但經(jīng)實(shí)測夏季冷凍水系統(tǒng)供回水溫差較好的4℃，較差的只有2-2.5℃，造成實(shí)際水流量比設(shè)計(jì)量大1.5倍，是水系電耗大大增加。水系統(tǒng)節(jié)能應(yīng)從如下方面著手，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，認(rèn)真進(jìn)行水系統(tǒng)各環(huán)路的設(shè)計(jì)計(jì)算，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡。認(rèn)真核對和計(jì)算空調(diào)水系統(tǒng)相關(guān)系數(shù)，切實(shí)落實(shí)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求值，積極推廣變頻調(diào)速水泵，冬、夏兩用雙速水泵等節(jié)能措施。

2、應(yīng)用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果

空調(diào)的運(yùn)行方式是空調(diào)節(jié)能的重要組成部分。近年來，變頻空調(diào)由其節(jié)能與能提供舒適環(huán)境的鮮明特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展。暖通空調(diào)中變頻技術(shù)的應(yīng)用是空調(diào)發(fā)展的一個突出趨勢，讓空調(diào)盡量能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求。在如今的中央空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，我們應(yīng)當(dāng)充分利用變頻技術(shù)，其主要實(shí)現(xiàn)形式有兩種，即運(yùn)用變速泵、變速風(fēng)機(jī)以替換調(diào)節(jié)閥，從而減少系統(tǒng)內(nèi)部的消耗，提升整機(jī)的效率?；蛘呤沁\(yùn)用變流量技術(shù)，依據(jù)空調(diào)的負(fù)荷來改變水流量或者風(fēng)流量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能之效果。

3、改善建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失

對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷占有很大比例，而維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護(hù)結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中，首先要求的就是提高維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。比如同樣形狀的建筑物，南北朝向比東西朝向冷負(fù)荷小，因此合理的建筑物朝向的選擇對節(jié)能是非常重要的?！兑?guī)范》中規(guī)定：冬季供暖熱負(fù)荷應(yīng)包括四周圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱量，屋頂和地面散熱量，有溫差的相鄰房間的傳熱量，還應(yīng)包括加熱由門窗侵入和由其縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量，但有時設(shè)計(jì)人員在計(jì)算供暖熱負(fù)荷時漏算這部分耗熱量，致使供暖熱負(fù)荷值出入較大，因而要盡量減小外窗面積，并采取有效的遮陽措施，如選用特種玻璃，雙層玻璃和窗簾等，或者使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)。

4、采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式，減少輸送系統(tǒng)的能耗

系統(tǒng)形式的選擇，直接影響冷、熱源耗能和動力耗能。在室內(nèi)，我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果，改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱，采用低溫地板輻射采暖，該系統(tǒng)可以考慮采用間歇供暖方式，即通過降低日間溫度來減小房間負(fù)荷，從而減小建筑物的能耗。低溫地板輻射采暖是在地板上均勻布置散熱盤管，熱量以輻射對流的方式向上傳遞，室內(nèi)溫度下暖上涼，給人以“腳暖頭涼”的感覺，熱舒適性比較好。地板供熱具有舒適性好 減少揚(yáng)塵 節(jié)省空間 私密性好，易于計(jì)量改造，可利用低位熱源和節(jié)省維修費(fèi)用等特點(diǎn)。

5、強(qiáng)化空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行管理，避免不必要的能耗

有必要加強(qiáng)對操作人員的培訓(xùn)，提高管理人員素質(zhì)，實(shí)行空調(diào)操作人員操作證制度。此外，集中空調(diào)實(shí)行計(jì)量收費(fèi)，是建筑節(jié)能的一項(xiàng)基本措施。節(jié)能是每個人應(yīng)盡的義務(wù)，每個人都應(yīng)該在空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域來積極地爭取所有可能挽回的能量。

6、增加總能源的利用率

首先要增加終端用戶的用能效率，實(shí)現(xiàn)能源利用的最大效率。當(dāng)前形勢下，人們將可以實(shí)現(xiàn)最大限度能源節(jié)約的建筑稱為綠色建筑，其在保護(hù)環(huán)境的前提下，降低污染，為人們提供了健康舒適的使用空間。綠色建筑是將來的發(fā)展趨勢，其不是單純意義上的綠色，代表的是一種生活理念，一種生活方式，在不破壞生態(tài)平衡的前提下打造的一種建筑，與可持續(xù)發(fā)展理念融為一體。

三、結(jié)語

綜上所述，節(jié)能技術(shù)的開發(fā)及可再生能源的循環(huán)利用，應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸扔嘘P(guān)部門的支持，并大力推廣。并且設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)、市政管理等部門應(yīng)密切配合，抓緊實(shí)施按冷、熱計(jì)量裝置收費(fèi)，使老百姓真正從節(jié)能建筑中得到實(shí)惠，節(jié)能建筑和非節(jié)能建筑不能實(shí)行同樣的采暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。同時要提高公眾的節(jié)能意識，大力開發(fā)推廣新的節(jié)能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。