淺談建筑暖通空調低碳節能設計施工要點

黃廣興

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摘要：隨著暖通空調日益普及，暖通空調系統的能量消耗占整個建筑耗電量的50%以上，但目前絕大多數空調處在低效運行，能源浪費嚴重，做好暖通空調節能設計施工成為當務之急，本文在此從幾個不同的角度對暖通空調低碳節能措施做了逐一的分析。

關鍵詞：暖通空調；低碳；能耗

前言：近年來我國建筑業飛快發展，而在世界能源危機不斷凸顯的情況下，減少建筑能耗勢在必行，能源總消費量的比例已從20世紀70年代末的10%，上升到近年的27.48%，其中2/3為暖通空調系統所消耗。在建筑工程中暖通空調系統正慢慢的得以應用，用于暖通空調系統的能耗也將進一步增大，同時我國目前現有空調系統的能耗巨大。因此在暖通空調系統中考慮節能，意義十分重大。

一、暖通空調系統能耗的構成及主要特點

隨著我國國民經濟的迅速發展，能源和環境問題日益尖銳，城市化的飛速發展和人們生活水平的提高，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大，在發達國家已達到40%，建筑能耗主要包括建筑物在采暖、通風、空調、照明、電器和熱水供應等需求方面的能耗，用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的30%～50%，且在逐年上升。為了維持建筑物內部空氣環境適宜的溫濕度，現代建筑中通常采用設置暖通空調系統來保證這一需求，而所消耗的能量即為暖通空調系統的能耗。這部分能耗中包括建筑物冷熱負荷引起的能耗、新風負荷引起的能耗及輸送設備（風機和水泵）的能耗。影響暖通空調系統能耗的主要因素有室外氣候條件、室內設計標準、圍護結構特征、室內人員及設備照明的狀況以及新風系統的設置等。暖通空調系統的能耗還有幾個特點表現在：第一，系統的設計、選型、運行管理的不合理將會降低能量使用效率。第二，維持室內空氣環境所需的冷熱能量品位較低且有季節性。這就使在具備條件的情況下有可能利用天然能源來滿足要求，如太陽能、地熱能、廢熱、淺層土壤蓄熱等。第三，暖通空調系統涉及到的冷熱量的處理通常以交換形式處理。這就可以采用冷熱量回收的措施來減少系統的能耗，有效利用能量。

二、建筑暖通空調節能措施

1、 準確計算、合理布置的節能設計

1）準確的符合計算

應加大投入空調設計軟件的開發，為空調設計人員減少負荷計算的工作量，同時氣象部門應免費提供氣象參數，這樣才能使空調設計人員不至于走捷徑，另外，還應制定設計能耗指標，而設計能耗指標的制定政策性、技術性強，牽涉面廣，是一項細致而復雜的系統工程。

2）采用合理的變風量空調系統設計

對于多數舒適性空調要求來說，并不需要十分嚴格的溫度和濕度的控制。變風量系統則可以客服上述缺點，它可以通過改變送到房間或區域里去的風量的辦法，來滿足這些地方負荷變化的需要。當然，整個系統的總送風量也在發生變化。因此，變風量系統在運行中是一種節能的空調系統。對于定風量的系統來說，由于它送到房間去的風縣和系統總風量系統則可以適應一天中同一時間各個朝向房間的負荷并不都處于最大值的需要，可以在建筑物的各個朝向的房間之間進行轉移，從而系統的總設計風量可以減少，這樣，空調設備的容量也可以減少，既可節省設備費的投資，也進一步降低了系統的運行能耗。

3）合理的空調水系統設計

一般空調水系統的輸配用電，在冬季供暖期間約占整個建筑動力用電20%-25%夏季供冷期間約占12%-24%，目前，空調水系統存在很多問題，如選擇水泵是按設計值查找水泵樣本的銘牌參數確定，而不是按水泵特性曲線選定水泵號；

對壓差相差懸殊的回路也未采取有效措施，因此水力、熱力失調現象嚴重；大流量、小溫差現象普遍存在，設計中供、回水溫差一般均取5℃，但經實測夏季冷凍水系統供回水溫差較好的4℃，較差的只有2-2.5℃，造成實際水流量比設計量大1.5倍，是水系電耗大大增加。水系統節能應從如下方面著手，設計人員應重視水系統設計，認真進行水系統各環路的設計計算，并采取相應措施保證各環路水力平衡。認真核對和計算空調水系統相關系數，切實落實節能設計標準的要求值，積極推廣變頻調速水泵，冬、夏兩用雙速水泵等節能措施。

2、應用變頻技術實現節能效果

空調的運行方式是空調節能的重要組成部分。近年來，變頻空調由其節能與能提供舒適環境的鮮明特點而實現了快速發展。暖通空調中變頻技術的應用是空調發展的一個突出趨勢，讓空調盡量能達到節能環保的要求。在如今的中央空調系統當中，我們應當充分利用變頻技術，其主要實現形式有兩種，即運用變速泵、變速風機以替換調節閥，從而減少系統內部的消耗，提升整機的效率。或者是運用變流量技術，依據空調的負荷來改變水流量或者風流量，從而實現節能之效果。

3、改善建筑維護結構的保溫性能，減少冷熱損失

對于暖通空調系統而言，通過維護結構的空調負荷占有很大比例，而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數的大小，亦即決定通過維護結構的空調負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節能設計規范和標準中，首先要求的就是提高維護結構的保溫隔熱性能。比如同樣形狀的建筑物，南北朝向比東西朝向冷負荷小，因此合理的建筑物朝向的選擇對節能是非常重要的。《規范》中規定：冬季供暖熱負荷應包括四周圍護結構散熱量，屋頂和地面散熱量，有溫差的相鄰房間的傳熱量，還應包括加熱由門窗侵入和由其縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量，但有時設計人員在計算供暖熱負荷時漏算這部分耗熱量，致使供暖熱負荷值出入較大，因而要盡量減小外窗面積，并采取有效的遮陽措施，如選用特種玻璃，雙層玻璃和窗簾等，或者使用可再生能源或低品位能源的空調系統。

4、采用新型節能舒適健康的空調方式，減少輸送系統的能耗

系統形式的選擇，直接影響冷、熱源耗能和動力耗能。在室內，我們根據熱濕環境的研究成果，改變傳統的空調方式，增加輻射熱，采用低溫地板輻射采暖，該系統可以考慮采用間歇供暖方式，即通過降低日間溫度來減小房間負荷，從而減小建筑物的能耗。低溫地板輻射采暖是在地板上均勻布置散熱盤管，熱量以輻射對流的方式向上傳遞，室內溫度下暖上涼，給人以“腳暖頭涼”的感覺，熱舒適性比較好。地板供熱具有舒適性好 減少揚塵 節省空間 私密性好，易于計量改造，可利用低位熱源和節省維修費用等特點。

5、強化空調系統的運行管理，避免不必要的能耗

有必要加強對操作人員的培訓，提高管理人員素質，實行空調操作人員操作證制度。此外，集中空調實行計量收費，是建筑節能的一項基本措施。節能是每個人應盡的義務，每個人都應該在空調節能領域來積極地爭取所有可能挽回的能量。

6、增加總能源的利用率

首先要增加終端用戶的用能效率，實現能源利用的最大效率。當前形勢下，人們將可以實現最大限度能源節約的建筑稱為綠色建筑，其在保護環境的前提下，降低污染，為人們提供了健康舒適的使用空間。綠色建筑是將來的發展趨勢，其不是單純意義上的綠色，代表的是一種生活理念，一種生活方式，在不破壞生態平衡的前提下打造的一種建筑，與可持續發展理念融為一體。

三、結語

綜上所述，節能技術的開發及可再生能源的循環利用，應當得到政府等有關部門的支持，并大力推廣。并且設計、施工、監理、質監、市政管理等部門應密切配合，抓緊實施按冷、熱計量裝置收費，使老百姓真正從節能建筑中得到實惠，節能建筑和非節能建筑不能實行同樣的采暖收費標準。同時要提高公眾的節能意識，大力開發推廣新的節能技術，從而實現社會的可持續發展。