暖通空調(diào)的系統(tǒng)節(jié)能與節(jié)排

陳偉

摘要：現(xiàn)代建筑的必要組成部分暖通空調(diào)領(lǐng)域也已經(jīng)受到這種趨勢(shì)的影響，暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能正在引起暖通空調(diào)工作者的注意，并且針對(duì)不同的國(guó)家、地區(qū)的能源特點(diǎn)和不同建筑的采暖、通風(fēng)、空調(diào)要求發(fā)展著相關(guān)的節(jié)能技術(shù)。研究建筑環(huán)境，了解暖通空調(diào)負(fù)荷產(chǎn)生的原因及影響因素，可以更加合理地提出解決問(wèn)題的方法。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);系統(tǒng);建筑環(huán)境;節(jié)能

前 ?言

能源為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了動(dòng)力，但是由于各種原因，能源的發(fā)展往往滯后于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近幾年，中國(guó)的國(guó)民生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)率維持在約lO%，但是能源的增長(zhǎng)率只有3% ～4% ，這樣的形勢(shì)要求我們必須節(jié)能。建筑能耗在社會(huì)總能耗中的比例較大，發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑用能一般占到全國(guó)總能耗的30% ～40%;中國(guó)采暖區(qū)的城鎮(zhèn)人口雖然只占全國(guó)人口的13.6%，但是采暖用能卻占全國(guó)總能耗的9.6%。建筑節(jié)能是建筑發(fā)展的基本趨勢(shì)，也是當(dāng)代建筑科學(xué)技術(shù)的一個(gè)新的生長(zhǎng)點(diǎn)。

一、建筑環(huán)境對(duì)空調(diào)節(jié)能的影響

建筑環(huán)境是影響空調(diào)能耗的重要因素，從建筑環(huán)境著手考慮是解決空調(diào)節(jié)能間題的關(guān)鍵。建筑環(huán)境包括室外環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境。

1.室外環(huán)境的影響

空調(diào)負(fù)荷的確定是建立在克服室外環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，研究空調(diào)節(jié)能應(yīng)該充分利用室外對(duì)室內(nèi)的熱作用和室外環(huán)境中的有利因素，使之對(duì)改善室內(nèi)熱環(huán)境起到積極的作用。

1.1 氣候條件對(duì)空調(diào)負(fù)荷的影響?？照{(diào)負(fù)荷的確定受室外氣候影響較大，而且對(duì)于空調(diào)、采暖和通風(fēng)系統(tǒng)，其室外參數(shù)的選取也不相同。室外干球溫度、空氣的相對(duì)濕度以及太陽(yáng)輻射是對(duì)空調(diào)負(fù)荷影響較大的氣象資源因素。設(shè)計(jì)人員在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)階段必須充分考慮這些氣象因素，有效結(jié)合當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)流因素和地理因素，讓暖通空調(diào)節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)更加符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)能目標(biāo)。

1.2 建筑綠化對(duì)空調(diào)節(jié)能的影響。建筑旁邊的綠化不但有防風(fēng)、隔聲、防塵和美化環(huán)境的作用，而且對(duì)于建筑隔熱節(jié)能也有重要作用?？照{(diào)建筑周?chē)矘?shù)和良好的綠化能降低小氣候的溫度，調(diào)節(jié)、減少建筑物吸收的太陽(yáng)輻射量，改變環(huán)境的熱、濕平衡，降低建筑空調(diào)負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。據(jù)研究，在夏季可降低室外向建筑物內(nèi)部傳熱6%--30%。另外，樹(shù)木能遮擋太陽(yáng)對(duì)墻和窗戶(hù)的照射，草地能減少地面向建筑物反射的太陽(yáng)輻射熱。

2.室內(nèi)環(huán)境的影響

2.1 建筑設(shè)計(jì)及建筑措施。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(mén)窗玻璃材料的選用等方法降低建筑物能耗。

2.2 合理的建筑造型和平面布局。合理的建筑朝向和形狀可以有效減小空調(diào)負(fù)荷，在很大程度上決定了空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)劣。建筑設(shè)計(jì)不要片面追求建筑立面效果，而應(yīng)充分考慮建筑節(jié)能設(shè)計(jì)。建筑物體形應(yīng)避免狹長(zhǎng)、細(xì)高和過(guò)多的凹凸，盡量避開(kāi)東西朝向，推薦采用南北朝向?？梢圆捎猛獗磔^小的圓形或方形建筑，在滿(mǎn)足相同使用空間的前提下，建筑表面積越小空調(diào)負(fù)荷也就越小，而且使建筑更具人文氣息，克服了傳統(tǒng)火柴盒式建筑的呆板

2.3 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能和墻體隔熱。適當(dāng)增加墻體、屋頂?shù)谋匦阅?，可以減少通過(guò)這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的冷熱負(fù)荷。例如：鋁合金、鋼、木門(mén)窗由于封閉不嚴(yán)窗框?qū)嵯禂?shù)高，熱損失較大。根據(jù)權(quán)威部門(mén)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%一50%是通過(guò)門(mén)窗損失掉的?？梢圆捎妹芊庑院?、保溫節(jié)能的新型塑鋼門(mén)窗。其它具體節(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。

3.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的設(shè)計(jì)方向

3.1 合理的負(fù)荷計(jì)算。冷熱負(fù)荷是空調(diào)與供暖工程設(shè)計(jì)中最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是確定供暖與空調(diào)冷、熱源容量，空氣處理設(shè)備能力，輸送管道尺寸等的依據(jù)。目前，有些設(shè)計(jì)人員在施工圖設(shè)計(jì)階段，往往不加區(qū)別地將設(shè)計(jì)手冊(cè)或技術(shù)措施中的電位建筑面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo)直接用作確定施工圖設(shè)計(jì)階段空調(diào)與供暖冷、熱負(fù)荷的依據(jù)，導(dǎo)致冷熱源設(shè)備裝機(jī)容量偏大、水泵配置偏大、末端設(shè)備偏大、管道直徑偏大的“四大”現(xiàn)象。其結(jié)果是T程的初投資增高，運(yùn)行費(fèi)用和能耗增大，給國(guó)家和投資方造成巨大損失。在方案設(shè)計(jì)和初步設(shè)計(jì)階段，由于建筑設(shè)計(jì)還達(dá)不到給出詳細(xì)構(gòu)造、門(mén)窗尺寸等深度，不能滿(mǎn)足供暖與空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的需要，所以，只能憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。為了使估算更加接近實(shí)際.遂推出了“設(shè)計(jì)指標(biāo)”這個(gè)概念。“設(shè)計(jì)指標(biāo)”一般都是根據(jù)大量同類(lèi)工程的單位建筑面積冷，熱負(fù)衍的統(tǒng)計(jì)值，通過(guò)統(tǒng)計(jì)回歸求得的，具有一定的代表性。

3.2 根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的空調(diào)設(shè)計(jì)。（1）空調(diào)系統(tǒng)新風(fēng)量的大小不僅與能耗、初投資和運(yùn)行費(fèi)用密切相關(guān)，而且關(guān)系到人體的健康，《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50189—2005）對(duì)其取值進(jìn)行了規(guī)定，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)，不應(yīng)隨意增加或減少。另外，在人員密度相對(duì)較大且變化較大的房間，宜采用新風(fēng)需求控制，即根據(jù)室內(nèi)C02濃度檢測(cè)值增加或減少新風(fēng)量，使CO2濃度始終維持在衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值內(nèi)。（2）風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)口應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，或布置在風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組出風(fēng)口的旁邊，不應(yīng)將新風(fēng)接至風(fēng)機(jī)盤(pán)管機(jī)組的回風(fēng)吸人口處，以免減少新風(fēng)量或削弱風(fēng)機(jī)盤(pán)管處理室內(nèi)回風(fēng)的能力。（3）房間面積或空間較大、人員較多或有必要集中進(jìn)行溫、濕度控制和管理。令空氣空調(diào)系統(tǒng)具有易于改變新、回風(fēng)比例，必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)全新風(fēng)運(yùn)行，從而獲得較大的節(jié)能效益和環(huán)境效益，且易于集中處理噪聲、過(guò)濾凈化和控制空調(diào)區(qū)的溫、濕度，設(shè)備集中，方便維修和管理等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 水力平衡裝置的設(shè)置。在供暖與空調(diào)水系統(tǒng)中合理地設(shè)置水力平衡裝置，是系統(tǒng)水力失調(diào)、降低系統(tǒng)能耗、創(chuàng)造舒適人工環(huán)境的全新解決方案和有效的技術(shù)措施，其設(shè)置原則如下：（1）對(duì)于定流量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先通過(guò)管路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)各環(huán)路的水力平衡，即“設(shè)計(jì)平衡”。當(dāng)由于管徑，流速等原因的確無(wú)法傲到“設(shè)計(jì)平衡”時(shí)，應(yīng)考慮采用靜態(tài)（手動(dòng)）水力平衡閥通過(guò)初調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)水力平衡的方式，當(dāng)設(shè)計(jì)認(rèn)為系統(tǒng)可能出現(xiàn)由于運(yùn)行管理原因（例如水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的變化等等）導(dǎo)致水量波動(dòng)較大時(shí)，宜采用閥權(quán)度要求較高、阻力較大的動(dòng)態(tài)流量乎衡閥。（2）對(duì)于變流量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，除了某些需要特定定流量的場(chǎng)所（例如為了保護(hù)特定設(shè)備的正常運(yùn)行）或特殊要求外。不應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置動(dòng)態(tài)流量平衡閥，而應(yīng)設(shè)置動(dòng)態(tài)壓差控制閥（也稱(chēng)自力式壓差控制閥和壓差調(diào)節(jié)器）。

二、結(jié)束語(yǔ)

總之，節(jié)能減排是世界的共識(shí)，空調(diào)作為家庭能耗大戶(hù)，節(jié)能減排有較大的發(fā)展前景和使用效果。空調(diào)的節(jié)能減排首先需要生產(chǎn)廠商從空調(diào)的設(shè)計(jì)上加大節(jié)能研發(fā)力度，其次需要每個(gè)家庭從空調(diào)使用中的細(xì)節(jié)出發(fā)，節(jié)能減排，積少成多降低國(guó)家整體能耗。

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