暖通空調的影響因素及節能型設計

張汝寧，侯慶云，裴書虎山東科技大學

暖通空調的影響因素及節能型設計

張汝寧，侯慶云，裴書虎
山東科技大學

隨著社會的進步與科技的不斷發展，人類充分認識到了能源對我們人類發展的重要性。而空調作為能耗大戶，其技術自然面臨很大的挑戰。為應對挑戰，促進空調技術的不斷完善和發展，則必須對空調技術進行節能型設計。本文便以節能型暖通空調的影響因素為出發點，結合國家頒布的有關節能的法律法規，簡述符合節能型暖通空調設計的若干舉措。

能耗；節能；暖通空調;影響因素；設計；法律法規

暖通空調的意義在使空氣達到所要求的狀態。據此，在一個內部受控的空氣環境，對空氣溫度，濕度，流動速度及清潔度進行人工調節，以滿足人們工作，生活和工藝生產過程的要求，乃是暖通空調的一大任務。[1]

1　影響空調能耗的環境因素

1.1建筑本身對于空調能耗的影響

1.1.1正確設計建筑物的形狀。對于相同體積的建筑物,建筑物體形系數(S=F/V)越大,則其外表面積越大,根據公式Q=KFΔt，在相同的室內外溫差作用下通過圍護結構的傳熱越多,空調冷負荷也越大。為節能起見,在建筑設計時應盡量控制S,如果出于造型和美觀的要求需要采用較大S時,應盡量增加圍護結構的熱阻。

1.1.2建筑圍護結構對于空調能耗的影響。圍護結構包括外圍護結構和內圍護結構。外圍護結構主要包括屋面、外墻和窗戶；內圍護結構主要包括地面、頂棚、內隔墻等。在空調采暖建筑中，圍護結構的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的。在北京地區，通過圍護結構的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%；在哈爾濱地區，通過圍護結構的傳熱熱損失約占全部熱損失71%，由此可見改善圍護結構的熱工性能對于暖通空調節能具有重要意

義[2]。

1.2外界環境對于空調能耗的影響

1.2.1室內溫度。冬季過高和夏季過低的溫度不但會造成能源的浪費，也會給人體帶來不舒適的感覺。因此選擇合適的室內溫度，對室內人員的舒適度及空調系統的節能具有重要作用。在熱舒適許可的條件下將冬季的室內采暖溫度適當降低（夏季的室內供冷溫度適當提高）可以起到明顯的節能效果。

1.2.2新風指標。新風系統簡單來說就是通過新風機組把室外新鮮的空氣引入室內同時把室內被污染的空氣排出室外的過程。通過室內外氣體的不斷交換已達到室內健康舒適的要求。然而新風狀態參數與室內空氣狀態參數的差異便導致了新風負荷在暖通空調能耗中占據了相當的比重。倘若過分的講究節能而限制新風的引入，便會導致由于新風不足而引起的“病態建筑綜合征”。而新風的過量引入會帶來大量的能源消耗。這便要求我們在向前探索的過程中修正一些矯枉過正的做法，在舒適健康與節能之間尋求新的平衡。

1.2.3室外空氣計算溫度。室外計算溫度的確定是進行建筑負荷計算的基礎，其值的選取直接關系到建筑能耗的計算結果。目前計算溫度的選擇是根據不保證率來確定的，《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》中規定：采暖室外計算溫度采用歷年平均不保證5天的日平均溫度。這種取值規定既能滿足人們舒適性的要求又能避免能源浪費，是節約型暖通空調舉措中有效的方法。[1]

2　節能型暖通空調的設計

2.1改變圍護結構

1）墻體：墻體是建筑物的重要組成部分，傳統的墻體往往以稱重為單一目的，單一材料的使用在保證建筑物穩固的同時往往難以滿足較高的保溫要求。所以逐漸被復合型墻體材料代替。復合墻體一般用鋼筋混凝土作承重墻，并與絕熱材料復合2）門窗：相對于墻體，屋頂，地面等圍護結構，門窗的保溫隔熱性能較差，而且門窗的縫隙還是冷風滲透的主要通道。所以改善門窗的性能是節能工作的一個重點。要盡量減少外窗面積,并采取有效的遮陽措施。3）屋頂：屋頂由于與外界的接觸面較大，會產生冬冷夏熱的問題。改善屋頂的熱工性能主要是加強屋頂的保溫，屋面的保溫應結合防水等要求來綜合考慮。

2.2節能型暖通空調設計

2.2.1采用變頻技術。變頻技術在現代節能型空調設計的關鍵環節。它可以根據房間情況自動提供所需的冷（熱）量；當室內溫度達到期望值后，空調主機則以能夠準確保持這一溫度的恒定速度運轉，從而保證環境溫度的穩定。同時變頻空調依靠其獨有的控制技術可根據室內空氣參數的變化自動選擇制熱、制冷和除濕運轉方式，使居室在短時間內迅速達到所需要的溫度并在低轉速、低能耗狀態下以較小的溫差波動，實現了快速、節能和舒適控溫效果。

2.2.2地下水的應用。地下水由于地層的隔熱作用,其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調中,有些地下水可以直接作為冷源,更是熱泵良好的低位熱源。目前關于地下水的應用僅局限于利用淺層地下水所吸收的太陽能和土壤中的熱量結合熱泵等設備將這些低位熱能在輸入少量外部能量的基礎上形成高位熱能。而對于深層地下水熱量的獲取與利用尚在研究階段。不難看出地下水能量獲取工作的研究對于未來節能工作的發展發揮著重要的作用。

3　關于開展一些積極的節能工作

建筑環境是影響暖通空調能耗的關鍵，也是我們進行節能工作的出發點和核心。除此之外，我們還應展開一些積極的節能工作。1）對于政府部門而言：制定相應的政策法規，對建筑節能工作順利開展具有指導意義同時也使得節能工作的進行有法可依。2)推動科技的進步。科學技術為節能工作的進行指明了道路。只有依靠科技的發展，不斷優化能源結構和用能方式，才能夠真正做到節能。3)加強各專業間的協調與交流，運用各學科成熟的經驗結果為節能型空調設計起到促進作用。

4　結束語

據國外的一份調查報告顯示,居民平均88%的時間在室內,就是說幾乎每天在室內的時間13h。由此可見室內環境的舒適健康對于人們來說無比的重要，而創造健康舒適的室內環境是無法脫離暖通空調而實現的。室內環境標準越嚴格，對于空調的要求越高，能源消耗就越多。因此對于暖通空調節能型研究及設計完全順應了資源節約型社會的潮流。

[1]趙榮義.空氣調節.中國建筑工業出版社

[2]崔鵬.淺談減少建筑能耗的途徑.科技信息網

第二作者：侯慶云，裴書虎。

張汝寧(1995-)，男，山東省聊城市冠縣東古城鎮后辛莊村人，本科在讀，山東科技大學土木工程與建筑學院建筑環境與能源應用工程2013級。