試論大型公共建筑暖通空調系統的節能及優化

董波

摘 要：目前，我們的社會大背景是低碳節能，而建筑節能是永恒的主題之一，暖通空調系統節能又是建筑節能中的主角。隨著人們生活水平的持續提升，對于暖通空調系統的應用愈加廣泛，尤其是在大型的公共建筑中，暖通空調系統的運行能耗一般會占據建筑能耗的一半及以上，于是建筑節能的關鍵點就是降低這部分能耗，這是暖通空調工程將面臨的長期挑戰。該文在闡述暖通空調系統特點的基礎上討論大型公共建筑暖通空調系統面臨的問題，并提出具體的節能優化措施，希望能為我國大型公共建筑暖通空調系統的節能及優化的實踐提供參考。

關鍵詞：大型公共建筑 暖通空調系統 節能優化 措施

中圖分類號：TU201.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0234-01

經濟的高速、長期發展不僅使我國變成世界第二大經濟主體，還帶來日益嚴重的環境問題、資源問題等，我國當下是全球CO2排放量最大的國家。為有效緩解環境、資源等壓力，確保經濟可持續發展，我國政府全力推進節能減排，大力發展低碳經濟，積極倡導綠色建筑，對建筑暖通空調系統提出更高的節能要求。

1 暖通空調系統的特點

首先，暖通空調系統相互耦合、構成復雜，由冷熱源、房間冷熱末端、冷熱量輸配三大子系統構成，任何一個子系統都包含著多個子子系統[1]。暖通空調系統涉及每一個子系統之間的相互耦合和關聯，很難求解。其次，暖通空調系統有很多種形式，難以選擇。為實現相同的控制空氣環境的目標，通常會選擇多種形式的空調系統，如大型公共建筑暖通空調系統的選擇困難具體體現在要綜合評價造價、適應性、運行能耗等多個因素，才能合理判斷大型公共建筑采用暖通空調系統的形式。第三，暖通空調系統的設計影響因素多樣多變，包括氣象條件、建筑內部熱擾、建筑圍護結構的熱工特性、建筑內外部空間形狀、建筑使用需求等，它們大多數都擁有動態性特征，尤其是建筑圍護結構傳熱過程、建筑使用規律、氣象參數等。作為暖通空調系統設計師，有必要重點考慮低碳節能的社會大背景，改變以往輕節能、重功能的設計理念，樹立以節能為基礎的新的設計理念，并掌握動態分析工具，找尋具體有效的節能優化措施，以設計出更多低能耗、高能效的暖通空調系統，為建筑節能做貢獻。

2 大型公共建筑暖通空調系統面臨的問題

在運行暖通空調系統時，普遍存在一高兩低現象，即系統運行能耗高，運行效率低，循環水泵及冷熱源負荷率低[2]。就大型公共建筑的中央空調系統而言，造成一高兩低現象的主要原因都集中在設計、控制機系統優化等方面。從系統優化的角度出發，暖通空調系統的優化已取得較大的成績，但暖通空調系統是非線性的、多變量的、大滯后的，它極易受到室內外環境的影響，加上各個系統設備之間的關系是相互制約的，無法獨立存在，所以大型公共建筑暖通空調系統面臨新風量、溫度等跟能耗之間相互制約，舒適度、系統設備效率跟建筑能耗之間相互制約，電力需求能耗、CO2氣體排放等跟系統節能優化之間相互制約等問題。目前，我國大型公共建筑容積率高，多采用大玻璃幕墻，遮陽隔熱的性能相當差，導致建筑承擔較大的冷熱負荷，空調使用期很長，造成大型公共建筑高能耗。在大型公共建筑中，暖通空調系統需要及時得到節能優化，才能促進實現節能目標。

3 大型公共建筑暖通空調系統節能優化的措施

3.1 變頻暖通空調系統節能優化

近年來，廣大群眾對變頻空調有初步的認知，很多家用空調都有一系列變頻產品選擇，雖然價格較高，但消費者還是認可。同理，大型公共建筑的暖通空調系統也應使用變頻技術，雖然會稍微增加初期投資，但其后期運行能節省很多費用，并實現節能減排的目的。暖通空調系統主要由水系統、風系統共同組成，能耗組成方式也是如此。在水系統中，節能優化的關鍵之處在于降低冷水機組跟水泵的能耗；而在風系統中，風機能耗占據很大的比例[3]。如果大型公共建筑的暖通空調系統能使用變頻技術，那么當系統降低負荷時，暖通空調設備的輸出功率就會隨之變化，能收獲較好的節能效果。

3.2 變風量暖通空調系統節能優化

在大型公共建筑暖通空調系統的風系統中，風機能耗占據很大比例，因為變風量系統隨時都能根據建筑負荷的變化而產生相應變化，及時對送風量進行調節，以減少風機能耗，實現節能目的。同時，在設計變風量系統時已經進行了分區布置，因而分區調節較方便，能滿足建筑中不同房間對暖通空調的需求。調節暖通空調系統風機送風量的方式有很多，如采用調節風閥、變頻電機等，收獲的節能效果也各不相同。

3.3 變水量暖通空調系統節能優化

對大型公共建筑暖通空調系統的水系統來說，能耗最大的通常都是冷水機組，因而只需降低其能耗，就能解決暖通空調系統面臨的最大的節能降耗問題。在實際使用過程中，暖通空調系統很多時間都是部分負荷運行，系統水量會發生相應變化，也能實現節能目的。目前，空調新技術層出不窮，包括動態工位調節、置換通風、波動送風、椅下低速送風等，節能效果良好。

4 結語

建筑節能的實現勢必離不開節能產品、節能技術，但大型公共建筑暖通空調系統節能的重點在于樹立以節能為基礎的專業設計理念，實現節能產品、技術等的科學選擇，并完成系統優化，以創造出更多投資合理的、技術適宜的、系統整體優化的、低排放低能耗的暖通空調系統，真正實現節能目標。

參考文獻

[1] 李玉心.綠色理念在建筑暖通空調系統節能設計的應用探討[J].知識經濟，2014（12）：106.

[2] 康立君.建筑暖通空調系統節能方案的優化設計[J].黑龍江科技信息，2013（11）：193.

[3] 郭福利.暖通空調系統節能在建筑工程設計中的問題及對策研究[J].河南科技，2013（7）：167+202.