建筑空調工程的節能減排技術措施

陳志偉

(四川省建筑設計研究院，四川 成都 610000)

1 引言

近年來，隨著城市建設規模的不斷擴大和城市建設的加速，城市現代化的發展進程也逐漸提速。在現代城市建筑中，空調的應用不斷擴大，在空調系統實際運行過程中，其能量消耗很大，影響著整個建筑的節能減排效果。與此同時，在當前設計空調節能和減排的城市建筑過程中，由于對工程項目的能源狀況認識不足、管理環節薄弱和設計方案的不合理等因素，空調的節能和減排的設計均受到不同程度的影響。

2 目前建筑空調項目的不足之處

(1)建筑維護結構傳熱系數大，無外窗不能滿足自然通風等因素，造成空調主機增大，運行時間加長。

(2)空調系統設計不合理：①設計階段沒有詳細進行冷、熱負荷計算，通過估算的負荷普遍偏大，空調設備選型增大，不僅造成系統初投資增加，而且空調系統在低負荷、低效率下運行，運行費用增加；②冷、熱源選擇不合理，需根據建筑的使用功能、負荷特點、當地既有能源等因素選用合理的冷、熱源方案；為節省初投資，選用低效率空調設備；③空調機房位置不合理，遠離空調使用區域，增加輸配系統能耗；④監測、控制與計量系統不完善，不能監測建筑工程適時負荷調整空調運行措施，使空調系統處于低效率，小溫差運行。

(3)空調系統施工完成后，施工單位未對系統進行認真的調試，主要包括空調風系統及水系統水力未調節平衡，自控系統未調試完成。因此不能保證空調系統運行中達到設計參數。

(4)空調系統缺乏后期維保。暖通系統運行中需安排具有豐富維修經驗和理論知識的專業人員進行定時維修、保養。應根據建筑實際所需負荷調整空調系統的運行措施，保證系統處于高效率運行，實現暖通系統的節能減排。而在實際的項目管理中，大多數企業沒有配備專業人員進行系統維護，導致系統的負荷狀態和系統設備的運行狀態無法得到監督。

3 優化設計方案，促進空調節能減排

3.1 建筑與建筑熱工設計的節能措施

建筑節能設計應以被動節能為主，主動節能為輔的設計原則。據當地的氣候條件，在保證室內環境參數條件下，改善圍護結構保溫隔熱性能，提高建筑設備及系統的能源利用效率，利用可再生能源，降低建筑空調系統的能耗；建筑平面布置時應有利于自然通風和冬季日照。冷熱源機房盡量靠近冷熱負荷中心位置，減少能源供應輸送距離。減小屋面、外墻及外窗等維護結構的傳熱系數。采用可開啟的外窗進行自然通風。建筑外門設置門斗、雙層外門或增加保溫隔熱措施等措施以減少冷風滲透，減少建筑的能耗。建筑中庭采用自然通風來降溫。

3.2 供暖通風與空氣調節的節能措施

(1)空調冷熱負荷是確定空調方案的首要基礎資料，通風空調設計中首先需詳細計算建筑最大負荷，同時需了解全年空調負荷動態分布情況。

(2)冷源及熱源的確定應根據建筑規模、用途、建設地點的能源條件、結構、價格以及國家節能減排和環保政策的相關規定，經技術經濟綜合分析后，合理確定通風、供暖及空調冷、熱源系統。常見的冷熱源系統主要有：①電制冷冷水機組+鍋爐(市政熱網)方式。該系統較為常規，初投資省、效率高、系統成熟等優點，適用范圍廣；②有可供利用的廢熱或工業余熱作為熱源，利用高溫廢熱時選用吸收式冷水機組；③利用淺層地能、太陽能、風能等可再生能源，常見系統包括利用地表水或地下水地源熱泵系統及空氣源熱泵系統；④在高溫干燥地區可采用間接蒸發冷卻冷水機組作為空調系統的冷源；⑤天然氣供應充足的地區，冷、熱、電聯產系統的能源綜合利用效率高且經濟合理時，可采用分布式燃氣冷熱電三聯供系統；⑥內區常年需要供冷的建筑，外區需供冷、供熱的建筑，可采用水環熱泵空調系統供冷、供熱；⑦峰谷電價差較大的地區，可采用蓄能系統供冷、供熱。

冷熱源設備需選用高效率設備，其主要評價指標為：冷水機組的性能系數(COP)、機組的綜合部分負荷性能系數(IPLV)、鍋爐的熱效率等參數需滿足相應的國家規范要求。不得選用已經淘汰的設備。

3.3 通風空調系統的輸配系統的節能措施

(1)根據集中供暖系統電輸熱比(EHR-h)、空調冷(熱)水系統耗電輸冷(熱)比[ECCH)R-a]、風道系統單位風量耗功率(W s)、空調系統的電冷源綜合制冷性能系數(SCOP)指標要求選用循環水泵、風機。可通過風機、循環水泵變頻、提高供回水溫差及送風溫差等措施減少水泵及風機的流量，降低系統阻力，以降低水泵和風機的運行功率。

(2)通過詳細的水力計算，合理確定系統的布置。以保證各支路水力平衡，根據水力平衡要求可設置相應的水力平衡裝置，如果各支路阻力相差加大時，可采用二級泵系統，根據每個支路的阻力情況配置相應的揚程二級變頻泵。

(3)空調新風負荷占房間總負荷比例較高，有的房間甚至高達40%以上。在人員密度相對較大且變化較大的房間(會議室、多功能廳等)，宜設置室內CO2濃度檢測控制系統進行新風量控制。

(4)對于進深較大的房間(大于6 m以上)，內區需常年供冷，可將房間的內區、外區分別劃分獨立的空調系統，內區空調系統常年供冷，外區空調系統冬季供暖，夏季供冷。

(5)設有集中排風的空調系統通過空氣-空氣能量回收裝置回收排風系統的能量。

(6)全空氣系統設計中需滿足采用全新風運行的條件。集中新風機組可滿足過渡季節加大新風量運行的條件。

(7)管道和設備應加強保溫保冷的絕熱措施，避免產生冷、熱橋的措施，以減少能源的損失。

4 監測、控制與計量

為降低運行能耗，通風空調系統應進行必要的監測及控制，一般采用直接數字控制系統。

(1)為加強建筑用能的量化管理，減少水系統的“跑冒滴漏”現象。鍋爐房、換熱機房和制冷機房應進行能量計量，能量計量應包括下列內容：燃料的消耗量；制冷機的耗電量；集中供熱系統的供熱量；補水量。采用區域性冷源和熱源時，在每棟公共建筑的冷源和熱源入口處，設置能量計量裝置。

(2)為便于運行管理，制冷機房、鍋爐房和換熱機房設置供熱量自動控制裝置及機房群控系統。根據室外溫度調整機組的運行臺數及供回水溫度。

(4)供暖空調系統設置室溫調控裝置，實現房間按需供熱、行為節能的要求。

(5)全空氣空調系統設置自動控制系統，滿足過渡季節采用全新風運行；集中新風機組過渡季節加大新風量運行，風機變頻等措施。

5 結論

空調系統的節能減排設計方案能夠降低建筑整體的能源消耗，這是與國民經濟和人民生活及可持續發展息息相關的。完善的空調節能方案可實現能耗降低，以及實現空調系統的節能減排目標，為符合國家政策、滿足項目需求奠定基礎。