建筑環境與暖通空調節能分析

楊 軼

（七冶建設有限責任公司貴州 貴陽 550014）

建筑環境與暖通空調節能分析

楊 軼

（七冶建設有限責任公司貴州 貴陽 550014）

經濟的高速發展導致能源消耗不斷增加，節能環保問題被提上日程。從近年來我國能耗模塊分類結果可發現，建筑類的能耗占全國能耗的30%以上，而暖通空調占建筑類能耗的60%以上，所以如何做好建筑環境與暖通空調節能工作是相關人員需要解決的問題。

建筑發展；生態環境；暖通空調

引言

自從改革開放以來，我國經濟發展速度較快，建筑行業作為經濟發展的支柱性產業之一，更加受人重視。在為各行業提供舒適生活的的同時，空調耗能問題凸顯，高耗能與環境保護理念、可持續發展目標相違背。能源是經濟發展的動力源泉，但是全球已經進入到能源緊缺的境地，如何從暖通空調上入手，做到節能減排，本文將進行分析。

1　暖通空調能耗的構成

我國地處亞熱帶地區，四季分明，冬季與夏季如果僅依靠自然環境，人會產生不適感，為了打造更加適合人類居住的生存環境，必須通過空調等外力來改善室內環境。暖通空調的整體能耗水平較大，占到建筑能耗的60%以上，所以必須要對其進行完善。從暖通空調能耗的構成部分進行分析發現，暖通空調系統包含了空調冷熱負荷以及空調系統配置等問題。所以對暖通空調節能性進行調節的關鍵點就是調節空調的外界負荷與內部負荷。根據不同建筑類型的不同特點，合理選擇采暖與通風空調設備，為人類的生活和工作創造舒適的環境，同時，盡量減少空調的負荷，減少對生態環境的負面影響。

2　室內環境

暖通空調存在的意義就是為人們提供更加適合居住的生活環境，以調節人體熱平衡為目的。房屋建筑熱工設計可以利用房屋圍護結構熱特性來抵御室外溫度的變化，讓房間內部始終保持舒適。圍護結構包涵了外圍護結構以及內圍護結構，內維護結構囊括地面、頂棚以及內隔墻等。在采暖建筑中，圍護結構傳熱熱損失占到整體熱損失的較大比例，通常會超過60%。由此可知改善圍護結構熱工性能對于暖通空調節能建設來說意義重大[1]。

墻體是外圍護結構的代表部分，作為承重的載體，通常難以滿足保溫與隔熱的需求，所以復合墻體逐漸走進人們的生活。復合墻體通常會將磚或者是鋼筋混凝土當做承重墻使用，和絕熱材料相互復合，也可以用鋼或者鋼筋混凝土的框架結構，配合薄壁材料當成絕熱材料使用。復合墻體節能技術中，墻體保溫技術是十分關鍵的。常見的墻體保溫形式包含內外保溫、中間保溫等，具體使用何種保溫方式，需要根據建筑物的實際情況來確定，提升房屋建筑質量。

門窗是建筑外圍護結構中的代表部分，從近年來的建筑施工情況了來看，大部分的門窗保溫隔熱性能比較差，并且門窗縫隙也是室外冷空氣滲透到屋內的主要通道，不妥善的處理該問題，對建筑物暖通的影響是巨大的。通常情況下，大部分建筑物都使用磚墻與混凝土模板，窗戶傳熱時產生的熱損失和滲透到空氣當中的熱損失相結合，大約占整體熱損失的50%左右，所以必須要改善門窗節能性。比較常見的方式是控制窗墻比例、提升窗戶的保溫性、提升門窗氣密性等，保證各位置門的保溫性能等[2]。

屋頂是建筑物防水、保溫的主要部分，同時屋頂和外界的接觸面積也是最大的，直接影響建筑物內部的溫度。想要改善屋頂熱工性能，需要從完善屋頂保溫工作入手，綜合保溫技術與防水技術，綜合研究提升屋頂性能的方式。因為平頂屋面和尖頂屋面的保溫情況存在一些差異，所以需要根據實際情況選擇保溫措施。

選擇科學的室內溫度，可以完善暖通空調系統。冬季采暖設計一般可以使用穩態傳熱原理進行計算，直觀的得到室內溫度負荷。在滿足熱舒適的基本條件下，可以適當的降低一些室內溫度，達到節能的目的，且該方式對冬季室外采暖設計溫度比較低的地區，效果尤為明顯。

不同城市室內溫度與采暖能耗的對比如表1所示，對表1進行分析發現，在熱舒適許可的條件下將冬季的室內采暖溫度適當降低可以起到明顯的節能效果。

表1　不同城市室內溫度與采暖能耗比

室內溫度對空調負荷的影響將主要體現于圍護結構負荷變化上，同時也與室內人體的得熱和失熱等因素有直接關。夏季，在滿足室內熱舒適程度的前提下，適當提升室內空調的溫度，可以明顯的起到節能的效果。經過實際檢驗、計算發現，夏季室內溫度升高1℃，空調可以減少8%左右的用電量[3]。空調室內外排風示意圖如圖1所示。

新風能耗屬于暖通空調系統中能耗比較大的環節，新風的要求越高，則能耗越大。我國各地區在進行暖通空調設計時，新風量的設定標準與室內二氧化碳含量有直接關系，二氧化碳的濃度越高，對新風的要求越高。自從能源危機發生后，世界各地都開始降低新風標準，加強建筑物氣密性。這兩種解決方式雖然在一定程度上改善了建筑物的技能性能，但是如果新風和實際需求相差較大，容易產生病態建筑綜合癥，該癥狀會使建筑物內人身體處于亞健康狀態，長此以往會影響生活質量。相關工作人員需要矯正從前的不科學做法，在舒適、健康與節能二者之間尋找一個最佳的平衡點[4]。

圖1　空調室內外排風示意圖

3　室外環境

空調負荷的主要產生對象是室外環境，并且對于空調與通風系統來說，室外參數選取存在一定的差異。設計參數的確定，要綜合不保證率，因為室外的空氣和溫度是不斷變化的，而空調系統大多時間也都存在于室外，始終都是在負荷的基礎上運行，所以在進行暖通空調節能設計的過程中，需要多考慮室外環境對空調的影響等因素，合理利用暖通空調系統，提升系統運行效率[5]。

經調查發現，如果空氣相對濕度比較高，人體的熱舒適程度會下降。并且若濕度過高，會提升空調系統的潛熱負荷，導致暖通空調系統能耗增加。在氣候方面，可以通過完善太陽輻射使用效率的方式來提升空調的使用效率。在冬天時，建筑物南朝向所能接觸到的太陽能輻射比較多，這屬于外界的一種補償性模式。太陽光入射角的大小會影響玻璃反射的熱量，所以需要對玻璃等因素進行調整，控制射入室內的太陽光。而且通過南向窗戶陽光射入室內的深度較大，對于磚石和混凝土等重質材料的建筑，有利于太陽熱能更好地被建筑墻體、地面及物品所吸收和蓄存，提高室內溫度，節約采暖用能[6]。

規劃設計質量將直接影響建筑節能效率，規劃節能工作需要從建筑物所在地區的選擇、道路走向等方面入手，全面研究空間環境，優化建筑物所在地區微氣候環境，充分的使用太陽能，提升節能效率。明確冬季與夏季的主導風向，多將自然因素應用到建筑規劃中，提升規劃的實效性。節能規劃設計工作的主要目標就是分析建筑所在地區的氣候決定因素，分析有利影響與不利影響，通過建筑規劃布局等方式來利用上述信息，形成良好的氣候條件，便于節能工作的正常開展。對建筑物周圍進行綠化，通過綠化的方式來美化環境，防風的同時也可以防塵，對建筑節能有至關重要的作用。樹木可以從地下吸取水分，水分會通過葉面蒸發出去，通過這些水蒸氣來減少空氣濕度。如果綠化布置得當，繁密的枝葉會起到遮陽的作用，讓建筑物避免直接接受陽光的照射，減少建筑群地面接受的陽光輻射，也可以通過樹木來引導風，使其按照設計人員起初設定的走向來走，阻擋不必要的風流。地面不僅可以反射太陽光，而且地面還會吸收太陽光當中存在的熱量，待到太陽落山時，地面的溫度依舊要比空氣溫度高，形成新的熱源，產生消極熱輻射，從側面提升了空調的運行負荷。所以工作人員需要在建筑物周圍廣泛的種植一些草木，減少地面土壤的裸露面積，達到節能的目的。用戶可以定期的對空調進行清理，潔凈的空調系統運行效率要明顯高于常年不清理的空調系統[7]。

綜上所述，當代建筑暖通空調的設計基本原則，應以人為本，以關懷人為目的。21世紀的居住建筑，室內生活環境指標必須向更高層次的、全新的、舒適的指標轉化。不論是居住建筑還是公共建筑，都以集中采暖或集中空調系統為主，以達到舒適和節能的目的。

4　結束語

建筑行業的發展，給環境帶來了較大的負面影響，隨著人們生活水平的不斷提升，綠色、節能理念已經深入人心，在當前時代背景下，如何完善建筑環境，是提升暖通空調運行效率、減少不必要能耗的關鍵方向。國家可以制定政策法規，通過法律法規對建筑節能進行指導，體現出政府對該方面的高度關注，為節能提供法律依據。近年來國務院和有關部委也頒布了相關的建筑節能法規，制定了各自的建筑節能標準和規定；但是總的來說法規和政策還有待進一步的完善。從室外環境、室內環境、暖通空調能耗的構成三方面入手，闡述了建筑環境與暖通空調節能措施，旨在為相關工作人員日后工作提供參考，促使建筑業更好的發展。

[1]梁琳，翟榮兵，黃紅.建筑工程項目暖通空調節能設計的相關問題[J].科技創新與應用，2014，03：222.

[2]孔慶根，陳講運，何遠嘉.暖通節能重在專注精細——訪中國建筑節能協會暖通空調專業委員會主任委員中國建筑科學研究院建筑環境與節能研究院副院長路賓[J].供熱制冷，2014，10：15～17+14.

[3]白翠翠.淺談建筑環境與暖通空調能耗[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2014，10：126～127.

[4]楊光，湯莉，湯廣發，劉娣，熊帥.建筑生態環境與暖通空調系統的相關性研究[J].制冷與空調（四川），2006，04：33～37.

[5]呂梅花.高校建筑節能中暖通空調節能系統現狀和技術措施[J].價值工程，2012，08：62～63.

[6]王志勇，劉澤華，王漢青，寇廣孝.基于建筑環境的空調系統設計及節能分析[J].建筑熱能通風空調，2014，02：54～57.

[7]劉燁，燕達，江億.建筑環境設計模擬分析軟件Dust第10講暖通空調方案的經濟性分析[J].暖通空調，2010，05：60～70+78.

TU83

A

1673-0038（2015）18-0081-02

2015-4-15

楊軼（1975-），男，彝族，貴州納雍人，高級工程師，本科，主要從事項目管理工作。