建筑供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能研究

◎馬樹文

近些年建筑工程建設(shè)行業(yè)的發(fā)展趨勢持續(xù)上升，建筑工程結(jié)構(gòu)組成也逐漸向著多元化的方向發(fā)展。建筑工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，是為了滿足建筑供暖需求、制冷制熱需求以及空氣質(zhì)量調(diào)節(jié)需求等。在供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行期間，會(huì)消耗大量的能源，因而建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能方面的研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)，成為現(xiàn)代建筑工程關(guān)注的重點(diǎn)，也是社會(huì)發(fā)展對建筑工程提出的新要求。

一、傳統(tǒng)建筑供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)特征

建筑工程在近些年開發(fā)建設(shè)期間，在工程質(zhì)量、建設(shè)安全、功能系統(tǒng)優(yōu)化等方面有了很大的改善。建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能夠全面提高建筑溫度調(diào)節(jié)與空氣調(diào)節(jié)質(zhì)量，滿足建筑居民的居住要求，為居民創(chuàng)設(shè)良好的室內(nèi)空間。但是傳統(tǒng)建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行，會(huì)消耗大量的能源，在建筑工程運(yùn)行過程中，暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗量占據(jù)了總能源消耗的50%-60%，尤其是現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提升，人們對生活品質(zhì)的要求變高，無論南方還是北方都會(huì)應(yīng)用暖通與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備。以往北方主要應(yīng)用暖通系統(tǒng)，南方主要應(yīng)用空調(diào)，但如今南方與北方的暖通與空調(diào)進(jìn)行了綜合應(yīng)用，建筑工程暖通與空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗量持續(xù)遞增。

二、建筑供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的主要特征

如今社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展期間，節(jié)能發(fā)展策略在全面推廣落實(shí)，以往社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源過度消耗，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境、空氣環(huán)境都遭受嚴(yán)重的破壞打擊。因而節(jié)能對于現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展來說至關(guān)重要，建筑是社會(huì)建設(shè)與發(fā)展的重要結(jié)構(gòu)，將能源消耗量較大的供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)向著節(jié)能方向改良是必然趨勢。節(jié)能是指節(jié)約能源，在保證系統(tǒng)運(yùn)行效果和質(zhì)量的同時(shí)減少能源的消耗，提高能源利用的合理性與高效性，減少能源的浪費(fèi)。還要利用可再生能源和綠色能源，因而這對新能源開發(fā)也提出了要求。

建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能主要從兩個(gè)方面入手，包括中間環(huán)節(jié)效率和終端利用效率的提高，達(dá)到能源節(jié)約的效果。節(jié)能就是利用現(xiàn)代技術(shù)策略和管理策略，來調(diào)控系統(tǒng)運(yùn)行中這三部分環(huán)節(jié)的能源，具體就是要減少建筑物冷、熱量損失，利用新型能源或可再生能源供應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行。建筑供暖、通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行期間，獲取的能源是已經(jīng)完成加工后的能源，如電能等，因而節(jié)能的優(yōu)化需要重點(diǎn)關(guān)注能源的利用效率提升，而空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行具有制冷制熱功能，在能源損失與浪費(fèi)方面需要重點(diǎn)改善。

三、建筑供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)策略

1.根據(jù)建筑特點(diǎn)選用適宜的供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)形式。

現(xiàn)代建筑工程建設(shè)的用途不同，建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要根據(jù)建筑建設(shè)的特點(diǎn)以及對系統(tǒng)的要求，來選用適宜應(yīng)用的系統(tǒng)形式。例如，普通的居住型建筑，供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行需要對各個(gè)小區(qū)域進(jìn)行不同的溫度調(diào)節(jié)，這時(shí)就適宜采用VAV 系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠很好的控制系統(tǒng)風(fēng)量，來滿足不同小區(qū)域的溫度調(diào)節(jié)要求。而相商場、影院、劇場等大型的建筑結(jié)構(gòu)，對供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)的要求是對整體空間溫度與濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，就不能采VAV 系統(tǒng)，若采用該系統(tǒng)，不僅會(huì)使區(qū)域內(nèi)溫度調(diào)控不均勻，還會(huì)增加系統(tǒng)的運(yùn)行成本。因而在實(shí)際系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)期間，要根據(jù)建筑場所空間的實(shí)際特點(diǎn)和對系統(tǒng)的要求來選擇適宜的系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運(yùn)行能夠與控制環(huán)境形成協(xié)調(diào)機(jī)制，保持環(huán)境控制質(zhì)量優(yōu)良，又能節(jié)約能源與成本。

2.注重降低系統(tǒng)能源輸送的損耗。

建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行期間，能源的輸送是以水與空氣作為載體，在運(yùn)輸?shù)倪^程中會(huì)產(chǎn)生冷熱量損耗，損耗主要包括以下幾部分：供暖傳熱期間，熱量會(huì)消散，產(chǎn)生熱量損耗；水與空氣流動(dòng)期間會(huì)因阻力作用產(chǎn)生能量損耗；冷量通過管道輸送時(shí)，克服阻力前行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量與冷量抵消，產(chǎn)生冷量損耗。因而在供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)期間要注重降低系統(tǒng)能源輸送的損耗：

（1）要加強(qiáng)系統(tǒng)能源輸送管道的密封性與保溫性，包括輸送管、風(fēng)管等。

（2）優(yōu)選泵與風(fēng)機(jī)設(shè)備，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行阻力設(shè)置，選擇質(zhì)量性能優(yōu)良的泵與風(fēng)機(jī)設(shè)備，要求泵與風(fēng)機(jī)型號與規(guī)格要適宜，并且設(shè)備流量、揚(yáng)程與運(yùn)行壓力不能過高，保持在適中的范圍，從而改善能源運(yùn)輸期間克服阻力損耗的問題。

（3）增加冷凍水、冷卻水溫差和送風(fēng)溫差值，降低系統(tǒng)運(yùn)行的流量與送風(fēng)量，以減少輸送能量損耗量。系統(tǒng)冷凍水溫差可增加到8-10℃，冷卻水溫差增加到8℃，這樣不僅可以減少輸送過程的能耗，同時(shí)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(huì)影響空調(diào)設(shè)備的性能。如冷凍水大溫差會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)盤管、表冷器冷卻能力和除濕能力的下降，為彌補(bǔ)這個(gè)不利的影響，可以降低冷凍水的供水溫度，這樣又使冷水機(jī)組的性能系數(shù)降低和能耗增加。因此確定溫差時(shí)必須對利弊充分估計(jì)。也就是說，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)總能耗、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境控制質(zhì)量等多方面來選擇合理的溫差。

3.能源回收與循環(huán)應(yīng)用。

建筑供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行期間，會(huì)有被拋棄的氣體、水等物質(zhì)，這些物質(zhì)當(dāng)中也蘊(yùn)含著一些熱能源，要對這些能源進(jìn)行回收與循環(huán)再利用，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的能源利用率，減少能源的浪費(fèi)情況?？梢栽谙到y(tǒng)當(dāng)中設(shè)置熱回收裝置，與系統(tǒng)能源蓄積結(jié)構(gòu)相連接，形成完整的能源回收與循環(huán)應(yīng)用結(jié)構(gòu)。

4.加大新能源開發(fā)力度，建立節(jié)能優(yōu)惠政策。

在建筑供暖、通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能建設(shè)期間，應(yīng)用的節(jié)能設(shè)備與材料造價(jià)相對較貴，因而建筑節(jié)能建設(shè)的生態(tài)與環(huán)保效益顯著，但是會(huì)對建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定的影響，無法幫助企業(yè)獲取經(jīng)濟(jì)效益。因而建筑節(jié)能策略的落實(shí)與推廣發(fā)展就受到阻礙。因而一方面要加大新能源開發(fā)力度，從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)雙重角度進(jìn)行研發(fā)優(yōu)化；另一方面政府部門要針對建筑節(jié)能應(yīng)用制定優(yōu)惠政策，進(jìn)一步完善建筑節(jié)能規(guī)范與法規(guī)，推動(dòng)建筑節(jié)能的高效發(fā)展。

結(jié)語：建筑供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性的強(qiáng)化，要根據(jù)建筑特點(diǎn)來選擇適宜應(yīng)用的暖通與空調(diào)系統(tǒng)形式，并遵循節(jié)能原理對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能源輸送損耗量進(jìn)行降低，設(shè)置能源回收裝置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能源的循環(huán)再利用。以此，為建筑節(jié)能發(fā)展奠定基礎(chǔ)，提供動(dòng)力。