公共建筑供暖、通風、和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析

劉向群

（內(nèi)蒙古通遼市建筑規(guī)劃設(shè)計研究院）

公共建筑供暖、通風、和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能分析

劉向群

（內(nèi)蒙古通遼市建筑規(guī)劃設(shè)計研究院）

建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，必須在能源利用的各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃設(shè)計到運轉(zhuǎn)的全過程中貫徹節(jié)能的觀點，才可能取得節(jié)能的效果。下面將要分析在采暖、通風與空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能措施。

能源 建筑節(jié)能 系統(tǒng)形式 輸送 利用效率 熱回收 管理

在公共建筑的全年能耗中，暖通空調(diào)消耗的能量，大約占到50%～60%。因此，在設(shè)計供暖、通風、和空調(diào)系統(tǒng)時，應(yīng)該把節(jié)能設(shè)計放到重要位置。在一些嚴寒地區(qū)的城鎮(zhèn)，建筑能耗高達當?shù)乜偰芎牡?0%以上，而我國地源遼闊，北方寒冷，南方炎熱，中部過渡地區(qū)冬寒夏熱，隨著現(xiàn)代化建筑的發(fā)展和小康生活的邁進，人們對建筑環(huán)境的要求愈來愈高，采暖建筑不斷向南推移，而空調(diào)建筑不斷向北推移。因此可預(yù)計建筑能耗將會有較大幅度增長，在總能耗中的比例也將增加，建筑能源消耗的增長不可能完全依賴于能源生產(chǎn)的增長來滿足，還必須靠節(jié)能來解決。

我國的節(jié)約能源法中指出，節(jié)能是指加強用能管理，采取技術(shù)可行、經(jīng)濟合理以及環(huán)境和社會可以承擔的措施，減少從能源生產(chǎn)到消費各個環(huán)節(jié)中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源。節(jié)能還應(yīng)包括可再生能源和新能源的開發(fā)和利用。對能源應(yīng)用的評價，聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會提出了能源系統(tǒng)總效率的概念，它包括三部分：開采效率（能源儲量的采收率），中間環(huán)節(jié)效率（它包括加工轉(zhuǎn)換效率和儲運效率）和終端利用效率（用戶所得到的有用能與用能過程輸入能之比）。因此能源系統(tǒng)的節(jié)能實質(zhì)上是如何利用管理和技術(shù)手段提高這三部分的效率。建筑節(jié)能應(yīng)理解為建筑日常運轉(zhuǎn)能量的節(jié)約，其中主要部分是采暖、通風和空調(diào)的節(jié)能，也包括減少建筑物的冷、熱量損失和可再生能源及新能源的利用。建筑節(jié)能應(yīng)包括能能源系統(tǒng)中的后兩個環(huán)節(jié)的節(jié)能，即提高著兩個環(huán)節(jié)的效率。暖通空調(diào)系統(tǒng)大部分是利用已加工后的能源（如電能），因此主要在于如何提高終端的能量利用效率；但有些系統(tǒng)也直接應(yīng)用一次能源（如煤或天然氣等），因此也必須注意提高能源在加工成熱量和冷量及輸送過程中的效率。

建筑節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，必須在能源利用的各個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)從規(guī)劃設(shè)計到運轉(zhuǎn)的全過程中貫徹節(jié)能的觀點，才可能取得節(jié)能的效果。下面將要分析在采暖、通風與空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能措施。

1 合理選擇采暖、通風與空調(diào)系統(tǒng)

不是所有具有節(jié)能特點的系統(tǒng)都適合各種場合的應(yīng)用。例如，會議廳、劇場、影院并不適合采用VAV系統(tǒng)，因為這些場合并無對個小區(qū)域有不同溫度的調(diào)節(jié)要求，而只需對整個空間的溫濕度進行統(tǒng)一調(diào)節(jié)即可。采用VAV系統(tǒng)反而會因風量下降而導致區(qū)域內(nèi)溫度不均勻，而增加了設(shè)備費用。因此，在系統(tǒng)形式選擇時，應(yīng)當分析環(huán)境控制場合的特點（負荷特性、使用特點、調(diào)節(jié)要求、管理要求、建筑特點等）和各種系統(tǒng)具有的特點，使系統(tǒng)與被控制的環(huán)境有最佳的配合，達到在有良好的環(huán)境控制質(zhì)量條件下既經(jīng)濟又節(jié)能的目的。

2 減少空氣與水輸送過程的能耗

在采暖、通風與空調(diào)系統(tǒng)中，空氣與水通常是冷、熱量載體。輸送過程能耗包括：通過傳熱的冷量損失和輸送過程的流動阻力損失。對于輸送冷量的水系統(tǒng)或空氣的管路系統(tǒng)，克服流動阻力的能量又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃繉е吕淞繐p失。減少輸送過程的能耗主要可從以下方面著手：1、做好輸送冷、熱量的水管、風管的保溫。2、精心設(shè)計、正確計算系統(tǒng)阻力，選擇合適的泵與風機的型號與規(guī)格，切忌選擇流量、揚程或全壓過大的泵與風機，避免不必要的能量損失。3、大溫差可以減少輸送過程的能耗。所謂大溫差，指冷凍水、冷卻水溫差和送風溫差比常規(guī)系統(tǒng)大，從而減少流量和送風量，降低輸送過程的能耗。常規(guī)空調(diào)的冷凍水和冷卻水溫差為5℃，大溫差系統(tǒng)冷凍水溫差可增加到8～10℃，冷卻水溫差增加到8℃。常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)送風溫差一般在6～10℃，最大不超過15℃，大溫差系統(tǒng)的送風溫差在14～20℃。大溫差不僅可以減少輸送過程的能耗，同時減少了管路的斷面，從而降低了管路系統(tǒng)的初投資。但大溫差也會影響空調(diào)設(shè)備的性能。如冷凍水大溫差會導致風機盤管、表冷器冷卻能力和除濕能力的下降，為彌補這個不利的影響，可以降低冷凍水的供水溫度，這樣又使冷水機組的性能系數(shù)降低和能耗增加。因此確定溫差時必須對利弊充分估計。也就是說，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)總能耗（包括輸送能耗和冷水機組能耗）、經(jīng)濟性、環(huán)境控制質(zhì)量等多方面來選擇合理的溫差。

3 熱回收、廢熱與可再生能源的應(yīng)用

廢熱，或稱余熱，指原來被拋棄的氣、水或其他物質(zhì)中所含的熱能。利用熱回收裝置回收排風中的熱能，能取得顯著的節(jié)能效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

4 加強管理提高節(jié)能效益

管理包括政府的宏觀管理與具體的日常運行管理。政府的宏觀管理主要依靠立法和執(zhí)法。節(jié)能雖然具有很大的社會效益，但有時不一定有經(jīng)濟效益，因此各種節(jié)能措施難于推行。例如建節(jié)能住宅，由于墻體保溫增強，窗戶采用二層或三層的密閉窗，必然會導致條件造價增加，開發(fā)商往往就難于接受，因此政府必須有法規(guī)，并制定一定的優(yōu)惠政策進行引導。我國在建筑節(jié)能上已開始陸續(xù)出臺了一些規(guī)范與法規(guī)，但有待進一步擴充與完善。

[1]中華人民共和國國家標準.公共建筑節(jié)能設(shè)計標準（GB50189-2005）

[2]中華人民共和國國家標準.采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）

[3]陸耀慶主編.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993

[4]公共建筑節(jié)能設(shè)計標準宣貫輔導教材.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998

[5]廖傳善等編著.空調(diào)設(shè)備與系統(tǒng)節(jié)能控制.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988

[6]周鳳起.21世紀中國能源工業(yè)面臨的挑戰(zhàn).暖通空調(diào).2000(4):23-25.

[7]色尚次等著，王世康等譯.余熱回收利用系統(tǒng)使用手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1998

[8]曾慶棠.空調(diào)冷卻水系統(tǒng)運行分析及節(jié)能措施.制冷.1997（3）

S210

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1007-6344（2015）02-0252-01

劉向群，33歲，男，助理工程師