既有建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造設(shè)計(jì)分析

郭磊鑫

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長治 046000）

1 既有建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能改造設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗在建筑能耗中占有很大比重，如在商業(yè)建筑中占建筑總能耗的65%左右，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能對(duì)建筑節(jié)能具有重要的意義。一般來說，一個(gè)完整的暖通空調(diào)系統(tǒng)由三大部分組成，即空調(diào)冷熱源、供熱與供冷管網(wǎng)和空調(diào)用戶系統(tǒng)。冷熱源就是通過管路系統(tǒng)將各種設(shè)備組成制備熱媒或冷媒的熱力系統(tǒng)；供熱與供冷管網(wǎng)是輸送熱媒與冷媒的大動(dòng)脈，將冷熱源制備的冷、熱媒輸送到用戶；空調(diào)用戶系統(tǒng)是由管路系統(tǒng)與末端空氣處理設(shè)備組成的冷量或熱量的分配系統(tǒng)，按各建筑物冷熱負(fù)荷的大小，合理地將冷量或熱量分配到各個(gè)房間或區(qū)域，以創(chuàng)造出舒適而健康的室內(nèi)環(huán)境。暖通空調(diào)系統(tǒng)的用能也集中在這三大部分中，即冷熱源中能量的轉(zhuǎn)換、冷媒與熱媒的輸送用能和空調(diào)用戶分配系統(tǒng)用能。暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)從這以下方面著手：

1.1 暖通空調(diào)系統(tǒng)型式改造

不同暖通空調(diào)系統(tǒng)型式的能耗有所不同，對(duì)于既有建筑，應(yīng)根據(jù)建筑的功能、運(yùn)行特性、負(fù)荷特點(diǎn)、改造的經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮，選擇合適的暖通空調(diào)系統(tǒng)型式，例如變風(fēng)量（VAV） 暖通空調(diào)系統(tǒng)、變水量系統(tǒng)、輻射板供冷與供熱系統(tǒng)、變制冷劑流量（VRV） 系統(tǒng)、水環(huán)熱泵暖通空調(diào)系統(tǒng)、工位暖通空調(diào)系統(tǒng)等都具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。在系統(tǒng)型式選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)分析要求進(jìn)行環(huán)境控制的場合的特點(diǎn)（負(fù)荷特性、使用特點(diǎn)、調(diào)節(jié)要求、管理要求、建筑特點(diǎn)等） 和各種系統(tǒng)具有的特點(diǎn)，使系統(tǒng)與被控制的環(huán)境有最佳的配合，達(dá)到在有良好的環(huán)境控制質(zhì)量條件下既經(jīng)濟(jì)又節(jié)能的目的。

1.2 空調(diào)冷熱源改造

眾所周知，空調(diào)冷熱源的能耗是暖通空調(diào)能耗中的主要部分，在空調(diào)冷熱源的設(shè)計(jì)中合理采用節(jié)能技術(shù)措施對(duì)整個(gè)暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗至關(guān)重要。因此，有必要對(duì)空調(diào)冷熱源的主要節(jié)能技術(shù)作一總結(jié)，以便增強(qiáng)設(shè)計(jì)者在空調(diào)冷熱源設(shè)計(jì)中的節(jié)能意識(shí)。

空調(diào)冷熱源形式的選擇應(yīng)綜合考慮能耗指標(biāo)、初投資和運(yùn)行費(fèi)用、使用壽命、建筑特點(diǎn)、安全和可靠性、維護(hù)管理難易程度、對(duì)環(huán)境的影響、當(dāng)?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)等因素。從節(jié)能角度，對(duì)于設(shè)備的選擇應(yīng)該考慮利用效率是否高，因此應(yīng)該優(yōu)先選用天然冷熱源。在空調(diào)冷源設(shè)計(jì)中，回收與利用冷凝熱，即在制冷的同時(shí)又制備熱水為熱水供應(yīng)提供熱源，這種方案才是一個(gè)節(jié)能而環(huán)保的優(yōu)化方案，是合理使用能量的典范。國外早已使用這種方案，稱之為免費(fèi)熱水供應(yīng)系統(tǒng)。冷凝熱回收與利用系統(tǒng)（又稱免費(fèi)熱水供應(yīng)系統(tǒng)） 在理論上具有一定的實(shí)用價(jià)值，但是該系統(tǒng)的實(shí)際節(jié)能效果與氣象條件、建筑特點(diǎn)及使用功能等因素有很大關(guān)系，應(yīng)具體問題具體分析。

1.3 管網(wǎng)改造

管網(wǎng)是暖通空調(diào)系統(tǒng)的另一個(gè)組成部分，其負(fù)責(zé)將熱媒或冷媒傳輸?shù)接脩舳?。管網(wǎng)的布設(shè)需要對(duì)系統(tǒng)造價(jià)、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、建筑結(jié)構(gòu)等多方面的因素進(jìn)行考量。而在節(jié)能改造中，則需重點(diǎn)把控其節(jié)能特性，因此可以從以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造。第一，可以進(jìn)行多路并聯(lián)布置。通過這種方式，可以有效縮減風(fēng)管的長度，從而降低風(fēng)管中氣體的流動(dòng)阻力，提高其流動(dòng)速度，從而使用戶端的冷氣或熱氣效果更佳。第二，可以進(jìn)行對(duì)稱布置。對(duì)稱布置就是將干管以對(duì)稱的形式進(jìn)行設(shè)置，其一般尺寸較小、管路較短，在水力平衡保持方面的優(yōu)勢更明顯，可以減小水力損失。第三，在運(yùn)行條件不好的管路上，盡可能減少會(huì)增大其局部阻力的附件，最大程度保證其運(yùn)行的順暢，減小因?yàn)樽枇υ斐傻哪茉磽p失。

1.4 空調(diào)風(fēng)管改造

布置風(fēng)管系統(tǒng)要考慮的因素（如系統(tǒng)的造價(jià)、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行效果、建筑結(jié)構(gòu)與功能、防火要求等） 十分繁多?，F(xiàn)僅從節(jié)能角度考慮風(fēng)管系統(tǒng)的布置，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：a.對(duì)稱布置：對(duì)稱布置干管尺寸通常比較小，設(shè)計(jì)管路較短，比非對(duì)稱布置更容易保持系統(tǒng)的水力平衡。b.多路并聯(lián)布置：多路并聯(lián)布置可使風(fēng)管盡可能的短，以降低每路風(fēng)管的流動(dòng)阻力。同時(shí)，也使風(fēng)管斷面尺寸變小。c.在風(fēng)管系統(tǒng)的最不利環(huán)路上盡量避免設(shè)置高局部阻力系數(shù)的管路附件，以減小最不利環(huán)路中空氣流動(dòng)的總阻力。

1.5 用戶系統(tǒng)改造

在用戶端有一個(gè)需要注意的問題，就是新風(fēng)在進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，必然會(huì)有等量的室內(nèi)空氣排出。要保證用戶端室內(nèi)空氣的品質(zhì)，又想要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，就必然不可以通過削減新風(fēng)量來進(jìn)行節(jié)能，如此就不能保證室內(nèi)空氣品質(zhì)。因此，要在用戶端進(jìn)行節(jié)能改造，將以往無組織的排風(fēng)改造為有組織的排風(fēng)，即將室內(nèi)需要排出的空氣通過一定的設(shè)備進(jìn)行回收，如此可以實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。比如在夏季，向室內(nèi)排入冷風(fēng)，那么就可以對(duì)室內(nèi)的熱量進(jìn)行回收用作他途。在冬季向室內(nèi)排入熱風(fēng)，那么就可以對(duì)室內(nèi)的冷量進(jìn)行回收另作他用。所以，要在用戶端設(shè)置回收系統(tǒng)，在向室內(nèi)進(jìn)行熱媒或冷媒輸送的時(shí)候，同步實(shí)現(xiàn)冷量或是熱量的回收，將其集中起來，必然可以在其他方面發(fā)揮作用，從而降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的整體能耗。

2 既有建筑暖通空調(diào)節(jié)能改造過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

在國外很多大學(xué)，建筑、土木、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通空調(diào)、電等專業(yè)都屬于建筑這個(gè)大專業(yè)，一個(gè)優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)師，必須具備這幾方面的基本技能，而在我們國家的大學(xué)分科中，這些學(xué)科都分在不同的專業(yè)，甚至不同的學(xué)院，因此要想系統(tǒng)地對(duì)整個(gè)建筑的節(jié)能改造作出規(guī)劃，是很困難的事情，這里單純只做暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造，都牽涉到結(jié)構(gòu)、給排水、電等三個(gè)方面，所以在舊有建筑暖通空調(diào)節(jié)能改造過程中，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

2.1 各專業(yè)設(shè)計(jì)圖紙搜集務(wù)必完整

舊有建筑由于歷史的原因，其原有圖檔保存的不完整，或竣工圖與實(shí)際不對(duì)應(yīng)的問題常有發(fā)生，所以在開始對(duì)原有暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造設(shè)計(jì)之前，對(duì)此大樓的所有的圖紙、實(shí)際情況做全面深入的現(xiàn)場調(diào)研非常重要。

2.2 暖通空調(diào)節(jié)能改造設(shè)計(jì)應(yīng)提前跟其他專業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人溝通

例如在某既有建筑暖通空調(diào)節(jié)能改造過程中，遇到了一例管道穿樓板情況，項(xiàng)目組提前邀請(qǐng)了結(jié)構(gòu)方面專家現(xiàn)場勘查，和結(jié)構(gòu)專業(yè)配合，在適當(dāng)?shù)奈恢瞄_洞，做加固。保證建筑的結(jié)構(gòu)安全。同時(shí)，和室內(nèi)裝修裝飾專業(yè)密切配合，認(rèn)真聽取建議，對(duì)于風(fēng)口這類室內(nèi)可見的部件，提前與負(fù)責(zé)室內(nèi)裝修與裝飾的隊(duì)伍溝通，既保證了暖通空調(diào)的送風(fēng)效果，又使裝飾契合室內(nèi)裝修，外表美觀，達(dá)到客戶需求。

2.3 改造過程中盡可能利用最新的設(shè)備，最大程度地節(jié)能

由于舊有建筑中使用的設(shè)備，很多都是沒有考慮到變頻、變風(fēng)量等節(jié)能元素，造成了能源的極大浪費(fèi)，因此，要趁改造的機(jī)會(huì)，將一些最新技術(shù)和節(jié)能設(shè)備運(yùn)用到舊有建筑中，對(duì)有些還能派上用場的材料，也盡可能地在改造中重新利用，這樣不僅降低成本，也是對(duì)減少對(duì)資源的浪費(fèi)。

3 結(jié)語

暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著舉足輕重的作用。節(jié)能技術(shù)推新、廣泛應(yīng)用離不開技術(shù)人員的研究開發(fā)、政府職能部門的重視和支持、行業(yè)內(nèi)的每一名暖通專業(yè)的工作者的辛勤勞動(dòng)，也只有全方位的開展暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究使用才能真正達(dá)到節(jié)能的目的。對(duì)于既有建筑而言，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的控制能力，使能源更加合理、精確地消耗，針對(duì)每個(gè)建筑我們應(yīng)制定符合該建筑的用能管理制度，加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平，提高運(yùn)行管理人員的節(jié)能意識(shí)，培養(yǎng)有強(qiáng)烈的責(zé)任心的運(yùn)行管理人員。