商業(yè)建筑室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)與能耗分析

李奎波?楊志偉

摘 要：目的：本文主要針對(duì)公共建筑的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和能源消耗問(wèn)題進(jìn)行了分析。方法：應(yīng)用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式，對(duì)坐落于沈陽(yáng)市的某公共建筑中的溫度和CO2濃度進(jìn)行了檢測(cè)和分析，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)與理論分析發(fā)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境和空調(diào)能耗狀況。結(jié)論：當(dāng)前公共建筑存在嚴(yán)重的室內(nèi)環(huán)境與能源消耗問(wèn)題，而且只要對(duì)現(xiàn)有公建空調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的改進(jìn)，可以有效地提升室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)與減少空調(diào)能耗。

關(guān)鍵詞：公共建筑；室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)；空調(diào)自動(dòng)控制；節(jié)能

1 研究背景

人的一生絕大多數(shù)時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)，室內(nèi)環(huán)境的好壞直接關(guān)系到人們的生活質(zhì)量和身心健康，同時(shí)保證室內(nèi)環(huán)境的采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是建筑能耗的最大組成部分。相比之下，大型公共建筑的室內(nèi)環(huán)境和能源消耗問(wèn)題更為突出，而且是人員密度最高的場(chǎng)所之一。通常，大型公共建筑采用中央空調(diào)系統(tǒng)來(lái)保證室內(nèi)環(huán)境，結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，大型公共建筑空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究對(duì)于改善室內(nèi)環(huán)境和減少建筑能耗具有重要意義。

空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)可以對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度和空氣品質(zhì)加以控制，保持室內(nèi)環(huán)境的最佳狀態(tài)，而且兼?zhèn)涔?jié)約能源和運(yùn)行安全可靠的優(yōu)點(diǎn)[1]。所以，它的發(fā)展十分迅速，尤其在公共建筑中的發(fā)展更為突出。但是，通過(guò)以上的研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的公共建筑空調(diào)控制系統(tǒng)存在很多問(wèn)題。所以針對(duì)以上問(wèn)題，筆者從實(shí)際出發(fā)，對(duì)大型公建進(jìn)行了實(shí)地檢測(cè)，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，分析得出當(dāng)前公共建筑室內(nèi)環(huán)境、能耗、以及自動(dòng)控制問(wèn)題。

2室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的測(cè)量與分析

2.1 測(cè)試條件與設(shè)備

對(duì)于室內(nèi)環(huán)境，暖通空調(diào)系統(tǒng)所承擔(dān)的控制任務(wù)是建筑熱、濕環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)，而人體散發(fā)的潛熱量和對(duì)流散熱量直接形成瞬時(shí)的冷負(fù)荷，而輻射散發(fā)的熱量將會(huì)形成滯后冷負(fù)荷，人體表面及呼吸作用都不斷的向環(huán)境釋放濕量，同時(shí)人體的代謝會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，這些都直接影響著室內(nèi)的熱、濕環(huán)境及空氣品質(zhì)[2]。像商場(chǎng)和超市這類人員流動(dòng)量大、活動(dòng)復(fù)雜的公共場(chǎng)所，人員的變化是室內(nèi)環(huán)境參數(shù)變化的最重要影響因素，所以針對(duì)上述特點(diǎn)，我選取的測(cè)量條件如設(shè)備下：

1.測(cè)量參數(shù)：溫度和CO2濃度。

2.測(cè)量地點(diǎn)：坐落于沈陽(yáng)市繁華商業(yè)街的某大型商場(chǎng)。

3.測(cè)量時(shí)間：2014年6月2日端午節(jié)和6月9日至6月15日一個(gè)正常工作周，每天從早晨10點(diǎn)30分到晚上6點(diǎn)30分，中間大約每?jī)蓚€(gè)小時(shí)測(cè)量一次。

4.測(cè)量?jī)x器：CO2/Temperature Monitor 型號(hào)：Telaire 7001，測(cè)量范圍：CO2濃度0～10000ppm；溫度0～50℃。

2.2測(cè)量結(jié)果與分析

通過(guò)8天的測(cè)量，獲得了該大型公共建筑中溫度和CO2濃度的變化情況，圖1～2所示為該商場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果。

由圖1的結(jié)果可以得到，商場(chǎng)在工作日中的溫度變化相對(duì)于節(jié)假日而言更具有規(guī)律性，八天之中的平均溫度為24.1℃、最大差值為5.9℃；日平均溫度的最大差值也達(dá)到了3.14℃之多。

由圖2的結(jié)果可以得到，甲商場(chǎng)的CO2濃度變化無(wú)論是在工作日還是節(jié)假日都顯現(xiàn)出一定的規(guī)律性，而且節(jié)假日的CO2濃度一般都高于工作日。八天之中CO2濃度的最大差值為285ppm，變化率為77.2%；日平均CO2濃度的最大差值和變化率也分別達(dá)到了100.2ppm和21.2%之多。

通過(guò)以上所列圖和所述結(jié)果，我們可以分析發(fā)現(xiàn)，甲商場(chǎng)的夏季空調(diào)室內(nèi)溫度都比較低；甲商場(chǎng)的溫度和CO2濃度變化幅度都很大、變化規(guī)律性都很差。眾所周知，商場(chǎng)的人員流動(dòng)量大、隨機(jī)性強(qiáng)。室內(nèi)人員數(shù)量以及狀態(tài)的變化會(huì)對(duì)室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生影響，像商場(chǎng)等這些人員流動(dòng)頻繁的建筑中，這些因素致使暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)十分復(fù)雜且效果不佳。通常的設(shè)計(jì)中，往往將人員的密度設(shè)置的很高，這樣就使得設(shè)計(jì)中的冷、熱負(fù)荷及新風(fēng)量在相當(dāng)多的時(shí)間里偏離了實(shí)際的運(yùn)行情況，不但室內(nèi)環(huán)境達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，還造成了能源的浪費(fèi)。

綜合以上數(shù)據(jù)所反映出的問(wèn)題，可以發(fā)現(xiàn)，大型公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能潛力巨大，而且室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量也有很大的提升空間。暖通空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)是建筑體系中保證室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的最主要部分，同時(shí)它的耗能也是建筑運(yùn)行中最大的，所以，對(duì)現(xiàn)有的公共建筑暖通空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)與完善是刻不容緩的。

3 結(jié)論

1）通過(guò)對(duì)大型商場(chǎng)的實(shí)地檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)這類建筑夏季的室內(nèi)溫度偏低、波動(dòng)較大，而表征室內(nèi)空氣品質(zhì)的CO2濃度的波動(dòng)更加劇烈，這是導(dǎo)致空調(diào)運(yùn)行能耗大和室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量差的最直接原因。

2）大型商場(chǎng)內(nèi)人員流動(dòng)頻繁，這是導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境變化幅度大的最主要原因，通過(guò)改進(jìn)和提升空調(diào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能，完全可以改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量，合理使用能源。

3）只有針對(duì)各個(gè)不同建筑類型的特點(diǎn)，合理的應(yīng)用和改善暖通空調(diào)控制系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮空調(diào)控制技術(shù)的作用，促進(jìn)樓宇自控技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]郭丹春.空調(diào)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[碩士學(xué)位論文].2009.

[2]陸亞俊，馬最良，鄒平華.暖通空調(diào)（第二版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

作者簡(jiǎn)介

李奎波，男，沈陽(yáng)建筑大學(xué)，碩士研究生，主要從事新能源開(kāi)發(fā)、節(jié)能技術(shù)和空調(diào)自動(dòng)控制方面的研究。