建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程的節(jié)能減排措施研討

李少志

（中電建建筑集團(tuán)有限公司）

1 引言

相較于其他行業(yè)，建筑行業(yè)的工程施工周期較長、施工過程中產(chǎn)生的能耗較高，是傳統(tǒng)的高耗能行業(yè)。采暖通風(fēng)空調(diào)工程是建筑工程中的子工程，涉及采暖、空調(diào)、通風(fēng)等環(huán)節(jié)。為保持建筑室內(nèi)舒適的居住環(huán)境，采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在建筑工程中大量使用，保持建筑室內(nèi)恒溫恒濕的環(huán)境，將相對(duì)封閉室內(nèi)的污濁空氣排出到室外，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外空氣對(duì)流與通風(fēng)換氣。建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的工作能耗量約占建筑能耗的30%以上，且在極端氣候條件以及居住舒適度要求提高的情況下，建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗量呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢，已經(jīng)成為建筑行業(yè)節(jié)能減排的重要關(guān)注環(huán)節(jié)。探究建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程高能耗的根源，一方面在于建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程的技術(shù)應(yīng)用、設(shè)備選型等存在高能耗、低效能特性；一方面在于對(duì)建筑所在區(qū)域的自然環(huán)境條件利用不夠充分，建筑室內(nèi)恒溫恒濕保持難度較大，造成建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行。當(dāng)前，節(jié)能減排理念以及相關(guān)技術(shù)方法在建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的滲透不夠、應(yīng)用不足，有必要對(duì)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排設(shè)計(jì)存在問題進(jìn)行深入分析，提出具體的節(jié)能減排措施，助力建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程節(jié)能減排，在保障建筑室內(nèi)居住環(huán)境舒適度的情況下，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低運(yùn)行成本與運(yùn)行能耗。

2 暖通系統(tǒng)節(jié)能減排的意義

城市化進(jìn)程不斷加快使得建筑能耗問題日益突出，建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程中的采暖、通風(fēng)、空調(diào)等均是高能耗構(gòu)成，將節(jié)能減排的理念與措施引入并應(yīng)用到建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與設(shè)備選型，可以有效提高建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的工作效率與能源利用率，緩解建筑行業(yè)高能耗、低效能問題[1]。建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排的具體意義如下：

1）提升節(jié)約環(huán)保效能

建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排體現(xiàn)在系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)與設(shè)備優(yōu)化選型等方面，其具體實(shí)施應(yīng)當(dāng)立足節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保等中心目標(biāo)，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)測建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行情況與工作狀態(tài)，自動(dòng)分析建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的各個(gè)部件構(gòu)成以及功能模塊運(yùn)行是否正常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中運(yùn)行異常的功能模塊與零部件，并加以調(diào)試、更換、優(yōu)化，提高建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的工作功能與性能。在節(jié)能減排的目標(biāo)要求下，建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格控制系統(tǒng)與外部大氣環(huán)境、水環(huán)境等交換過程的綠色性，科學(xué)管控建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行期間產(chǎn)生的廢水廢氣在不經(jīng)過任何處理的前提下排出到自然環(huán)境中，影響當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境與水環(huán)境的安全性與環(huán)保性。將節(jié)能減排技術(shù)和污水控制技術(shù)引入并應(yīng)用在建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過污水控制技術(shù)中的凈水裝置對(duì)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水加以過濾等處理后，再將廢水排放到自然環(huán)境中，以免未經(jīng)處理的廢水污染周邊地表與地下水質(zhì)。除污水控制技術(shù)外，各類建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)排出氣體的處理工藝、回收利用工藝等的引入與使用同樣會(huì)減少建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行給周邊自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)帶來的污染與破壞，切實(shí)提高建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)約環(huán)保效能。

2）促進(jìn)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新

早期建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中采用的技術(shù)與設(shè)備效能低下、能耗較高，長時(shí)間使用會(huì)造成資源能源浪費(fèi)、自然環(huán)境污染，不利于節(jié)能減排目標(biāo)的達(dá)成。將節(jié)能減排相關(guān)理念與舉措引入到建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，對(duì)原有的技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行更新、迭代、升級(jí)，可以推動(dòng)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)功能進(jìn)一步提升。例如，在建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中，根據(jù)住戶的實(shí)際需求，合理調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)的采暖方式，通過建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新為住戶提供更加多樣化的采暖服務(wù)[2]。

3 暖通系統(tǒng)節(jié)能減排設(shè)計(jì)存在的問題

建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排設(shè)計(jì)影響著建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行能耗量，也影響著建筑內(nèi)住戶的居住體驗(yàn)。當(dāng)前建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能減排設(shè)計(jì)不到位，不少設(shè)計(jì)以及技術(shù)應(yīng)用仍處于起步階段，導(dǎo)致具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)存在一些問題。例如，對(duì)于建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)而言，其進(jìn)出風(fēng)口的設(shè)計(jì)直接影響著室內(nèi)外氣流交換效能、氣流擴(kuò)散效果，也會(huì)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)工作產(chǎn)生的噪聲有一定影響。合理的進(jìn)出風(fēng)口設(shè)計(jì)可以為室內(nèi)空氣流通與室內(nèi)外空氣交換提供更合理的路徑，將室內(nèi)相對(duì)污濁的空氣及時(shí)排出，為住戶提供清新的空氣環(huán)境。但是不少建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，將進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口的位置布設(shè)得過于靠近，風(fēng)口設(shè)計(jì)也不合理，更有一些建筑風(fēng)口位置與建筑所在地的主要風(fēng)向不對(duì)應(yīng)，上述建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)均會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)外對(duì)流不暢、氣體交換效能低下，影響建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排的實(shí)質(zhì)性效用。設(shè)備選型是節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)，在選型時(shí)要重點(diǎn)考慮建筑所在地的氣候環(huán)境條件以及建筑的層高、朝向等，更好地匹配建筑所在的氣候特征與環(huán)境特征，減少建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)投入使用后的熱工消耗。建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中裝飾材料的性能也會(huì)影響建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程的實(shí)際工作能耗，不利于節(jié)能減排目標(biāo)的達(dá)成。

4 暖通系統(tǒng)節(jié)能減排具體措施

4.1 使用清潔能源與再生速度快的能源

在節(jié)能減排時(shí)，可從能源這一源頭進(jìn)行優(yōu)化，為建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供更加清潔、可再生速度較快的能源，減少不可再生能源的消耗。例如，利用建筑頂部的空地布設(shè)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，太陽能光伏系統(tǒng)具有安裝簡單、維護(hù)率不高、能源轉(zhuǎn)換無污染、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)點(diǎn)，可以為建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供充沛的清潔能源。除為建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供源源不斷的清潔能源外，太陽能加熱板的應(yīng)用也可對(duì)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的熱力管道進(jìn)行加熱，為建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供太陽能加熱的熱水。在具體實(shí)施時(shí)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的布設(shè)與安裝應(yīng)該充分考慮區(qū)域氣候環(huán)境條件、建筑層高、朝向、結(jié)構(gòu)與規(guī)格等要素，優(yōu)選適宜規(guī)格的光伏陣列，合理布設(shè)朝向，為建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供電能以及暖氣供給。清潔能源與再生速度快的能源眾多，建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施人員不應(yīng)局限在太陽能，應(yīng)該充分借助當(dāng)?shù)氐那鍧嵞茉慈顼L(fēng)能、水能等為建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提供清潔能源，助力建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排。

4.2 空調(diào)冷凍水系統(tǒng)優(yōu)化

冷凍水系統(tǒng)優(yōu)化是建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能減排的一項(xiàng)重要舉措，也是對(duì)現(xiàn)有冷凍水系統(tǒng)的一項(xiàng)大面積變革。早期冷凍水系統(tǒng)采用兩管制水，其工作原理為，依托管制水自然循環(huán)為建筑室內(nèi)制冷供熱，工作流程簡單，能耗相較而言也較高，但兩管制水無法為住戶提供更加便捷的供熱制冷交替使用模式，尤其是對(duì)于面積較大的建筑，若是住戶想要在不同分區(qū)設(shè)置不同的供熱制冷模式，兩管制水將無法滿足。將四管制水引入到冷凍水系統(tǒng)中對(duì)建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在四管制水下，住戶可以根據(jù)自身需要，對(duì)住宅內(nèi)的不同分區(qū)自行設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)的制冷與供熱模式，滿足住戶個(gè)性化設(shè)置室內(nèi)溫濕度的需求，降低建筑采暖通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際工作能耗。

4.3 空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化

空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)是冷卻水換熱并經(jīng)降溫，再循環(huán)使用的給水系統(tǒng)?？照{(diào)水循環(huán)系統(tǒng)中的管道選材以及管道布設(shè)安裝均會(huì)影響建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性。在管道材質(zhì)選擇方面，應(yīng)根據(jù)暖通空調(diào)實(shí)際運(yùn)行時(shí)的水壓與溫度，對(duì)管道的耐腐蝕性等規(guī)格參數(shù)進(jìn)行科學(xué)測算，根據(jù)測算結(jié)果選擇適宜的管道材質(zhì)。同時(shí)，為避免建筑工程暖通空調(diào)系統(tǒng)后期使用時(shí)管件安裝產(chǎn)生的各類矛盾，可將暖通系統(tǒng)所需的測壓裝置配件以及風(fēng)管等也采用預(yù)埋安裝的方式，從暖通設(shè)計(jì)層面減少后續(xù)施工中不必要的重復(fù)工序，確保預(yù)埋管件穩(wěn)定運(yùn)行。管道的坡度、走向、高度等設(shè)計(jì)也應(yīng)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)以及室內(nèi)布局情況優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少水循環(huán)失效現(xiàn)象。此外，應(yīng)定期對(duì)空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行清理，并按照污水排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)排放的污水進(jìn)行處理與管控，以良好的水循環(huán)水質(zhì)與合理的管道布局提高建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性[3]。

4.4 新風(fēng)系統(tǒng)的熱回收

新風(fēng)系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中常用的通風(fēng)換氣系統(tǒng)，其通過良好的循環(huán)與過濾機(jī)制將室內(nèi)污濁的空氣排放到室外，并將室外的空氣吸取、過濾、除濕、加濕后收入高效熱回收器中，實(shí)現(xiàn)室外空氣的粉塵過濾，并將其調(diào)節(jié)為與室內(nèi)溫濕度大致相當(dāng)?shù)目諝鈧鬏數(shù)绞覂?nèi)，整個(gè)過程不消耗其他能源，且可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的通風(fēng)換氣，始終保持室內(nèi)空氣的潔凈度與新鮮度。新風(fēng)系統(tǒng)中增加電子除塵器，可以捕捉非常小的顆粒的灰塵，而這個(gè)灰塵的范圍內(nèi)大部分都是細(xì)菌、病毒、煙塵，或者是異味，通過電子除塵器過濾掉上述灰塵與異味；同時(shí)，新風(fēng)系統(tǒng)的加濕設(shè)備可以加濕達(dá)到40%左右的相對(duì)濕度，為住戶提供舒適的空氣環(huán)境。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)更多地引入新風(fēng)系統(tǒng)以及高效的熱回收機(jī)制，減少暖通空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)換氣的能源消耗。

4.5 變頻技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)代化暖通空調(diào)系統(tǒng)中，變頻技術(shù)的應(yīng)用具有較強(qiáng)的必然性。通過變頻技術(shù)，既可彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)的工藝問題，也可減少能源消耗，降低運(yùn)行成本。一般情況下，空調(diào)系統(tǒng)僅按照事先設(shè)計(jì)的額定功率運(yùn)行，在負(fù)荷較低的情況下，如果設(shè)備仍以額定功率實(shí)行全負(fù)荷運(yùn)行，那么必然產(chǎn)生能源浪費(fèi)。通過在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用變頻技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷的變化情況而有所調(diào)節(jié)，發(fā)揮節(jié)能減排效果。結(jié)合空調(diào)的實(shí)際負(fù)荷狀況，適當(dāng)改變風(fēng)流量或者水流量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

4.6 樓宇控制系統(tǒng)的應(yīng)用

樓宇控制系統(tǒng)（Building Management System）基于設(shè)備控制系統(tǒng)，其中重點(diǎn)監(jiān)視及控制的對(duì)象為通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，樓宇控制系統(tǒng)通過系統(tǒng)冷凍水溫度的設(shè)定，能夠?qū)渌畽C(jī)組的壓縮機(jī)，冷凝器進(jìn)行分級(jí)調(diào)配運(yùn)行，在末端負(fù)荷較小的情況下，停止相應(yīng)壓縮機(jī)的設(shè)備運(yùn)行，起到節(jié)能的效果。樓宇控制系統(tǒng)對(duì)VRV(VRF)系統(tǒng)的控制同樣體現(xiàn)在系統(tǒng)末端負(fù)載較小的情況下，不僅對(duì)空調(diào)外機(jī)壓縮機(jī)的工作數(shù)量起到控制，在外機(jī)串聯(lián)的情況下，可以控制外機(jī)的啟停數(shù)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

5 結(jié)語

在綠色建筑、節(jié)能環(huán)保等理念下，節(jié)能降耗是建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程實(shí)施的必然要求。建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施應(yīng)當(dāng)著眼于節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用、清潔能源的利用、廢水廢氣處理與回收等方面，通過設(shè)備科學(xué)選型與節(jié)能減排技術(shù)的引入，切實(shí)提高建筑采暖通風(fēng)空調(diào)工程的經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性。