公共建筑供暖、通風、和空調系統節能分析

顧佩俊

【摘 要】在大型公共建筑全年的能耗體系中，暖通空調能耗消耗量占到整個建筑全年能耗消耗到60%左右，因此，在公共建筑，供暖，通風和空調系統設計建設過程中，應該將節能理念全面融入其中，從而進一步提高資源利用效率，避免能源過度浪費。進入新世紀以來隨著居民物質生活水平逐漸提高，對居住環境提出更高要求，公共建筑建筑規模越來越大，結構越來越復雜，所采用的供暖通風和空調系統也越來越多樣化。建筑規模越來越大，結構越來越復雜，會進一步加大對能量的消耗，在建筑內部通風系統運行過程中，必須依靠節能措施來提高能源利用效率。本文主要結合實際情況，分別論述了公共建筑供暖、通風和空調系統的各個節能措施，希望通過本次研究對同行所幫助。

【關鍵詞】公共建筑；節能措施；利用效率

節能技術主要是為了提高能源利用效率，運用科學的管理手段，技術措施，減少能源從生產到消耗，使用各個環節的損耗。因此，在能源系統運行過程中，為了提高公共建筑的能量運轉效率，如何利用有效的管理手段和技術手段提高能源開采、中間環節利用和終端環節利用的各項效率，就成為現階段公共建筑建設需要重點關注的問題。公共建筑節能工程，是一項十分復雜且系統的工程，必須在能源利用的各個環節，各個階段，做好規劃設計工作，并堅持全程節能觀點，只有做到上述要求，才能提高整個系統的節能效果。本次研究主要從公共建筑供暖、通風、空調系統節能三個部分開展論述，現將具體研究內容介紹如下：

一、公共建筑供暖節能措施分析

（一）重視輔助系統的綠化

通過在公共建筑中營造大面積的綠地，開展綠化工程，不僅能夠達到有效隔絕噪聲和粉塵，而且還能夠起到美化環境，節約能源的效果。通過在公共建筑周圍種植大量樹木，規劃合理面積的草地，利用植物葉片的吸收作用，降低植物周圍的溫度，同時高大型的作物還能夠起到一定的遮陰效果，能夠有效避免建筑物受到太陽光的直接輻射。有條件的公共建筑，還可以在公共建筑墻壁種植攀爬類植物，在公共建筑物外側營造綠色植物群落，從而有效減少地面熱輻射，降低公共建筑外圍溫度，有效緩解整個供暖系統的能源消耗。此外在公共建筑周圍，開展綠化，種植大量樹木，還能夠引導風向，阻擋大風侵襲。在地面種植草坪等植被，能夠有效吸收太陽輻射的陽光和熱量，在夏季有效增加公共建筑周圍空氣濕度，降低周圍溫度。在冬春季節利用草坪等地被植物的吸熱放熱功能，確保公共建筑周邊有合適的溫度。

（二）熱泵技術

熱泵技術主要是應用靠位能拖動的技術，是將熱量從低位向高位推動的一種能源節約技術。該項技術說白了，就是像泵一樣，把不能夠直接利用的諸如空氣、土壤、工業廢氣所產生的熱能轉化為可以直接利用的熱鬧，從而有效減少像煤氣、天然氣、石油等礦產資源的使用量，達到節約資源的目的。由此可以看出熱泵技術在公共建筑供暖中應用，是一種全新的節約途徑。它是利用自然環境中的溫度差，實現供暖。當前應用該項技術所生產出來調節系統主要有空調和水機組等。

（三）變流量技術

在公共建筑內不管是供熱還是制冷系統，，在系統設計建設過程中，都要結合當地區域的氣候條件進行科學規劃。在大多數時間內，整個系統的運行負荷要適當小于設計的運行符合，不然會進一步增加能源消耗量，不利于整個系統的安全穩定運行。盡管在一整天的運行過程中，公共建筑內部系統一直在處于變化之中，但其運行負荷低于設計負荷的原則不能夠改變。空氣和水源是制冷和制熱系統的重要載體，空氣和水源流量的變化會隨著負荷的變化而發生變化。因此如何更好的控制整個運行系統的流量，因此如何更好的控制整個運行系統的流量，最大程度的節約能耗，就成為現階段暖供暖通風系統節能需要重點研究的課題。在公共建筑供暖通風系統流量調整過程中，傳統的調整方法主要包括了阻力調整和閥門調整。

二、公共建筑通風節能措施分析

（一）營造良好的外部環境

在公共建筑內部通風系統運行過程中，高壓通風效率與與建筑外部的風環境有著密切聯系。其中聯系上最大的主要體現在既定建筑與鄰近建筑距離，這個距離可以改變周邊的風運行環境，從而能夠形成風影效應，影響公共建筑通風。公共建筑垂直面吹來的風，能夠在建筑背后形成渦旋區，該區域在垂直于地面的投影下稱之為風影區。如果風影區的風力較弱，風向運行不穩定，將會對公共建筑外部環境的氣流作物產生一定的制約，并會對公共建筑內部的正常氣流交換產生影響。為了有效預防風景區對公共建筑自然通風產生影響，兩個公共建筑在建設規劃過程中，一定要確定合理的間距，一般情況下，兩個公共建筑的間距為建筑平均高度的六倍。但是在城市中心，土地資源稀缺，寸土寸金，很多大型的公共建筑，在設計建設過程中，往往達不到上述要求。但通過將建筑采用錯列式的平面布局方式，也有利于減小風影效應造成的影響。同時在公共建筑建設過程中，還要結合地區常年風向變化，建筑的風口，盡量避免設置在建筑的風景區范圍。

（二）平面布局控制與分化

一方面，對平面布局進行有效控制，能夠讓足夠多的室內空間與自然接觸，為實現自然通風創造良好前提。早在20世紀伊始，芝加哥學派建筑師在設計高層建筑時，就充分利用凹凸平面進行平面組合，靈活地解決了這個棘手問題。另一方面，對建筑平面布局進行合理的分化處理，同樣可以讓室內空間充分利用自然通風。

（三）內部空間形態優化

諸如展覽館、商業設施以及綜合體之類的大型公共建筑，由于進深往往較大，空氣流動阻力也較大，同時建筑能夠與外界直接接觸的面積十分有限，因此風壓通風通常難以實現。而通過風井、水平風道、中庭等要素來優化內部空間形態，分散大型公共建筑的集中體量，可以有效緩解其外表面資源嚴重不足的矛盾，減少大型公共建筑對不可再生資源的依賴。

三、公共建筑空調系統節能優化設計

（一）對公共建筑空調冷熱負荷的調整

空調的冷熱負荷主要有經過圍護構造的傳熱產生的負荷、經過玻璃窗的太陽照射產生熱負荷、室內熱源散熱產生的負荷、處置新風產生的負荷，其中圍護構造傳熱耗能大概占了40%，而處置新風耗能大概占了 30%～40%。假如沒有按照規范設計，將造成冷熱負荷計算結果偏大，出現裝機容量、水泵、管路外徑偏大的問題，導致工程的初期投入增加，運行成本與能耗增大。

（二）公共建筑物要控制新風量

在公共建筑物有空調的環境中，建筑物內必需確保每個人都有一定量的新風，才能保證正常人的需要，但新風過多又勢必提高新風機的耗能，進而提高空調耗能。因此在符合室內衛生條件的基礎上，應該利用有效手段適度對新風量進行控制。比如縮減房間的換氣頻次，在設計時應該選用密閉性較好的門窗；在新風入口加設旁通，設置雙風機，在回風處安裝CO2檢測儀器，按照回風中氣體的濃度自動調整新風風門的開啟大小，盡量利用室外的天然新風，按照室內人員變化規律，確立新風風閥控制方式。

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