關于公共建筑暖通空調節能設計的探討

劉家林 陳 勇 洪 華

（貴陽建筑勘察設計有限公司 貴州貴陽 550081）

關于公共建筑暖通空調節能設計的探討

劉家林 陳 勇 洪 華

（貴陽建筑勘察設計有限公司 貴州貴陽 550081）

在公共建筑暖通空調設計過程中，應充分考慮項目的特殊性、項目所在地的能源供應條件；應進行不同方案的經濟性對比分析。在本文中以貴陽市公共衛生救治中心建設項目為實例探究具體的暖通節能設計措施。

暖通空調系統；冷、熱源；節能措施

近些年隨著中國經濟的飛速發展，人民生活水平的逐漸提高，人們對室內生活環境的要求越來越高，暖通能耗也隨之增大。建筑能耗里，用于暖通空調的能耗已約占建筑能耗的30～50%，且在逐年上升。這勢必會使能源供求矛盾的進一步激化。另一方面，現有的暖通空調系統所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環境問題，如在我國的一些地區酸雨、飄塵問題呈日益嚴重之勢，對生態環境和可持續發展帶來了很大影響[1]。

本人有幸參與了《貴陽市公共衛生救治中心建設項目節能評估報告》的編制，該項目擬建地點位于貴陽市烏當區下壩鄉谷定村。本項目建設內容包括門診醫技樓、住院部、醫護留觀樓、后勤保障樓、行政信息樓、其他附屬建筑、連廊、入口大門、地下停車及設備用房等建筑。

暖通空調系統特別是中央空調系統是一個龐大復雜的系統，系統設計的優劣直接影響到系統的使用性能。在實際設計過程中應根據各項目的特點選擇合適的系統形式。

1 暖通空調系統組成

暖通在學科分類中的全稱為供熱供燃氣通風及空調工程，包括：采暖、通風、空氣調節這三個方面，從功能上說是建筑的一個組成部分。也是公共建筑日常運行中必不可缺的一部分。暖通空調系統特別是中央空調系統是一個龐大復雜的系統，系統設計的優劣直接影響到系統的使用性能。在該項目中暖通系統能耗主要由通風系統能耗及中央空調系統能耗組成，其中中央空調系統又占用了絕大部分。

2 暖通空調系統可行性

在各項目實際設計過程中應充分考慮項目本身特點，選擇合適的系統。在該項目中通風系統較為簡單，地下車庫設機械送排風系統，采用雙速排煙排風風機，平時低速排風、消防時高速排煙；利用單速軸流風機進行平時及消防補風。其余各用房根據實際需要選擇自然通風或機械通風方式。

該項目中央空調系統規模較大且對其可靠性、舒適性等有較高的要求。在節能評估報告編制前期因項目所在地附近因無天然氣管道，且未有明確的天然氣管道建設規劃，故本項目中央空調冷、熱源規劃見方案一（如表1）。

在報告編制后期了解到預計在2016年6月前天然氣管網將敷設到該項目附近，本項目建成投入使用后，能夠確保該項目的天然氣供應。本人對中央空調冷、熱源規劃做出了修改，見方案二（如表 2）。

在本次報告編制中各用房功能分區的差異導致了系統末端設備的不同，周邊能源條件的改變導致了方案一與方案二舒適區中央空調系統冷、熱源的巨大差異。

3 冷、熱源選擇

方案一與方案二對比分析后可發現，方案一的舒適區中央空調系統冷、熱源以風冷熱泵為主。方案二中舒適區中央空調系統則夏季主要采用離心式冷水機組制冷、冬季主要采用真空燃氣鍋爐供熱；其中兩臺離心式冷水機組為變頻機。

方案一中風冷熱泵機組cop值為3.57，而方案二中離心式冷水機組cop值不低于6.16；方案一風冷熱泵機組消耗二次能源電能，方案二中鍋爐則消耗一次能源。

冷、熱源系統和設備的合理選擇，是暖通空調系統能否節能的一個基礎條件。從節能角度看，主要應遵循以下原則：①冷、熱源方式及系統應首先符合工程的特點，尤其是要注意到工程的使用特點。②考慮到系統的最大負荷、最小負荷要求，做好冷、熱源設備的容量與臺數的搭配。③通過對全年的能耗分析、裝機容量的大小，結合當地的能源情況合理的采用系統能源形式和系統方式。④在可能的情況下，應盡量采用同種類型中的高能效比設備。⑤應對以燃氣為一次能源的場合，宜優先考慮采用燃氣熱[2]。

該項目則遵循以上原則確認了方案二為最終方案。

表1 空調冷、熱源規劃方案一

表2 空調冷、熱源規劃方案二

4 節能措施

針對該項目的特點，對暖通空調系統提出了多項節能措施。

（1）地下車庫平時使用的通風機的啟停通過監測CO氣體濃度而進行控制。

（2）設置中央空調系統智能網絡控制系統，該系統接入樓宇BAS，可以實現空調設備的集中管理和空調計費，增強運行管理節能。

該系統使用冷凍水流量及溫度來測算空調負荷（需冷量），有效解決溫差或壓差表征空調負荷的不足。采用數據庫對空調負荷的變化情況進行記錄、統計、分析、運算和推理，基于歷史空調負荷及其變化趨勢，對下一時段的空調負荷進行預測，控制冷凍水流量，有效解決系統惰性的控制時滯問題。

根據空調負荷的預測值與實測值的比較，對系統控制調節效果進行動態評估及修正，實現了基于負荷預測的冷凍水變流量控制，使供冷量與末端的需求量相匹配。

（3）采用變頻中央空調，變頻中央空調是在常規空調的結構上增加了一個變頻器，可隨時調節空調壓縮機的運轉速度，從而做到合理使用能源。由于它的壓縮機不會頻繁開啟，會使壓縮機保持穩定的工作狀態，這可以使空調整體達到節能30%以上的效果。

（4）空調風系統盡量利用室外的自然風，減少風機的使用時間。

（5）采用高效節能水泵模式，根據中央空調系統各種工況設計定制最匹配的節能水泵，定制生產保證所有工況的情況下產生可以計量的節能效果，有效保證節能率；有效減小企業水泵節能改造的運營成本。

（6）合理控制空調溫度，醫院各科室、各病區要嚴格控制空調的室內溫度，除特殊用途外，室內溫度設置夏季不得低于26℃，冬季不得高于22℃，做到室內無人時不開空調，開空調時不開門窗。

針對該項目所提出的節能措施均具有可操作性，且安全可靠。

5 結束語

能源是整個國民經濟發展的物質基礎，節約與合理利用能源是當今世界經濟發展過程中的一個重大課題。在我國節約與合理利用能源是一項必須堅持的基本國策，也是我國建筑行業發展過程中的基本任務。暖通空調做為建筑能耗中的重要組成部分必須為我國節能減排事業做出應有的貢獻。

通過該項目的節能評估可了解到暖通空調系統是一個復雜的系統，方案的選擇應充分考慮項目本身特點、項目周邊能源供應條件等。暖通空調節能措施要具有可操作性，能夠在暖通系統的平時運行中發揮作用。

[1]淺析暖通空調領域節能的重要性和可行性.中國建筑節能網，2012，01.

[2]張維亞.空調系統冷熱源方案選擇方法的研究[D].天津大學，2004.

TU831

A

1673-0038（2015）49-0118-02

收稿日期：2015-11-1

劉家林（1987-），漢族，河南信陽人，工程師，碩士研究生，主要從事工作方向為暖通空調設計。