有關采暖及空調系統節能的探討

【摘 要】針對我國目前采暖及空調能耗較大的現狀，分析了影響采暖調能耗的一些主要因素，指出改善建筑環境是采暖及空調節能的一個有效途徑.

【關鍵詞】建筑環境；采暖及空調；能耗；節能

隨著我國現代化建設步伐的不斷加快和人民生活水平的不斷提高，采暖及空調在為人們提供舒適的工作和生活環境的同時也已成了建筑能耗的大戶.在建筑能耗占總能耗比例不斷增加的現狀下，建筑中采暖及空調節能已成為節能領域中的一個研究重點和熱點。

1 采暖及空調能耗的組成

采暖及空調能耗是建筑能耗中的大戶.一些發達國家的采暖及空調能耗約占建筑能耗的60%～70%，目前我國這一比例約為55%.隨著我國國民經濟及人民生活水平的不斷提高，這一比例將有所增加.以建筑能耗占總能耗的35%計算，采暖及空調能耗占總能耗的比例可高達23%左右.依照終端節能理論，建筑節能的工作重點應該是采暖及空調的節能.采暖及空調的能耗大小主要取決于空調冷熱負荷的確定及系統的合理配置，而產生空調冷熱負荷的主要原因有：夏天室外空氣的熱量和太陽輻射熱量從室外通過圍護結構（墻、門、窗、屋頂、地板等）傳入室內，從而形成冷負荷.冬天由于室內外存在較大的溫差，室內的熱量通過圍護結構傳到室外，從而形成熱負荷.所以采暖及空調的節能工作應從這里著手：合理選擇建筑物的位置、朝向、采暖及空調房間的室內外計算干（濕）球溫度，正確選擇圍護結構的形狀和材料，以盡可能地減少采暖及空調的能耗.

2 建筑室外環境對采暖及空調節能的影響

室外環境主要包括室外空氣的溫濕度，太陽輻射及建筑物本身的朝向和周圍綠化等.一個良好的室外環境對改善室內空氣品質，減少采暖及空調負荷，提高采暖及空調節能效率將起到十分積極的作用.

2.1 太陽輻射對采暖及空調負荷的影響

在冬季，太陽輻射對建筑節能是一個有利的因素.當太陽能照射在房頂和外墻外表面上時，除部分被反射外，其余被建筑物表面吸收存貯，因而形成了由外表面至內表面的熱流.而通過玻璃的太陽輻射熱除少部分被反射外，大部分直接進入室內，在室內被多次反射后全部被室內物體所吸收.這樣提高了室內空氣的溫度，減少了采暖用能.在夏季，太陽輻射會對建筑節能產生負面影響，它增加了室內空調的能耗，特別是通過建筑物玻璃窗的太陽輻射熱對空調能耗影響很大。

2.2 規劃設計對采暖及空調負荷的影響

規劃設計是建筑節能設計的一個重要方面，主要是對建筑物的氣密性、體型、朝向、間距、采暖及空調系統的設備和管網及建筑物的周邊綠化等進行全方位的優化設計，從而形成一個良好的人居環境和有利于節能的微氣候環境.研究表明綠化良好的小區，不但有防風、隔聲、阻塵和美化周邊環境的作用，同時也能相應降低小區建筑的采暖及空調負荷。

3 建筑室內環境對采暖及空調節能的影響

室內環境主要包括室內空氣的溫度、濕度、流動速度、清潔度、新鮮度及人體與周圍環境間的熱輻射換熱等.采暖及空調的目的是為人們提供良好、舒適的生產和生活環境，而房屋的建筑熱工設計是合理利用房屋圍護結構的熱特性來削弱和消除室外氣候變化對室內環境的影響，從而使室內保持舒適的微氣候。

3.1 室內空氣溫度對采暖及空調負荷的影響

當室外空氣計算溫濕度為定值時，如夏季空調室內計算溫度和濕度定得越低，則房間的計算冷負荷就越大，系統的能耗也相應增大.同樣，冬季采暖室內計算溫度定得越高，則房間的熱負荷和能耗也越大。

3.2 室內新風量對采暖及空調負荷的影響

采暖及空調房間的室內新風量大小將直接影響到房間冷熱負荷的大小，新風量越大采暖及空調負荷越大.目前國內采暖及空調設計規范的新風量大小主要取決于室內CO2氣體的濃度，雖然CO2氣體本身無毒，但室內CO2濃度的增加，勢必造成室內氧氣濃度的下降，從而影響人的健康.所以在保證人體健康和滿足衛生要求的情況下，采暖及空調系統的新風比一般冬季不小于總風量的10％，夏季不小于總風量的20％，春秋季節采暖及空調房間的新風百分比將隨室外空氣溫度的升高而增大.

4 圍護結構對采暖及空調節能的影響

在采暖建筑中，通過圍護結構的傳熱熱損失約占全部熱損失的70％左右.近年來，一些開發商為了追求建筑外型的新穎美觀，過多地使用那些保溫性能較差的玻璃幕墻和玻璃屋頂等建材，使圍護結構的熱損失比例進一步加大，所以改善和提高圍護結構的熱工性能對減少采暖及空調負荷具有十分重要的意義.

4.1 墻體

在墻體厚度一定的情況下，改善和提高墻體的保溫性能主要有兩個辦法：一是改善砌體的保溫性能，如采用混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等類型的砌體材料，使之既具有承重又具有保溫的功能；二是對墻體采取外保溫、內保溫和中間保溫等措施，即在墻體的外側、內側或中間加設保溫層.外保溫復合墻體是近幾年剛剛興起的一種保溫節能技術，它是在結構外墻的外側粘貼或吊掛某種保溫材料，使其達到設計熱阻要求。

4.2 門窗

在建筑的外圍護結構中，門窗的隔熱保溫性能較差，通過門窗的熱傳導和冷風滲透兩項能耗約占建筑總能耗的一半左右，所以改善門窗的熱工性能是采暖及空調節能工作的一個重點.為此，在嚴格控制好窗墻面積比、減少玻璃面的日照面積率的同時，還要求其必須抗風強度高、傳熱系數小、氣密性和水密性好.目前建筑所采用的門窗類型主要有木門窗、塑鋼門窗、單框雙玻璃窗等.同時一些新型復合保溫材料的門窗也已開始使用，如鋁塑、鋼塑復合材料隔熱門窗，中空玻璃窗等.

4.3 屋頂

頂層住房冬冷夏熱，所以提高屋頂的保溫性能是建筑節能及改善頂層居民居住條件的重要環節，改善和提高屋頂的熱工性能主要是加強屋頂的保溫.目前屋頂保溫所使用的保溫材料主要有增水性膨脹珍珠巖、聚苯板、玻璃棉等，有的用架空混凝土薄板，下邊再鋪設膨脹珍珠巖，從而使屋頂的保溫性能更好.

5 結語

建筑環境是影響采暖及空調節能的一個主要因素，所以應制定相應的政策法規，加強建筑、暖通等各專業間的協作.充分利用有利的建筑環境，依靠國內外先進的科學技術，不斷研究開發新能源、新材料、新設備，加強各種設備的運行管理，是未來采暖及空調節能的一個發展方向.

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