建筑供暖、通風和空調系統節能研究

◎馬樹文

近些年建筑工程建設行業的發展趨勢持續上升，建筑工程結構組成也逐漸向著多元化的方向發展。建筑工程結構當中供暖、通風和空調系統運行，是為了滿足建筑供暖需求、制冷制熱需求以及空氣質量調節需求等。在供暖、通風與空調系統運行期間，會消耗大量的能源，因而建筑供暖、通風與空調系統節能方面的研究與優化設計，成為現代建筑工程關注的重點，也是社會發展對建筑工程提出的新要求。

一、傳統建筑供暖、通風和空調系統特征

建筑工程在近些年開發建設期間，在工程質量、建設安全、功能系統優化等方面有了很大的改善。建筑供暖、通風與空調系統的運行能夠全面提高建筑溫度調節與空氣調節質量，滿足建筑居民的居住要求，為居民創設良好的室內空間。但是傳統建筑供暖、通風與空調系統的運行，會消耗大量的能源，在建筑工程運行過程中，暖通空調系統的能源消耗量占據了總能源消耗的50%-60%，尤其是現代社會經濟水平提升，人們對生活品質的要求變高，無論南方還是北方都會應用暖通與空調系統設備。以往北方主要應用暖通系統，南方主要應用空調，但如今南方與北方的暖通與空調進行了綜合應用，建筑工程暖通與空調系統的能源消耗量持續遞增。

二、建筑供暖、通風和空調系統節能的主要特征

如今社會經濟建設與發展期間，節能發展策略在全面推廣落實，以往社會經濟發展對能源過度消耗，導致生態環境、空氣環境都遭受嚴重的破壞打擊。因而節能對于現代社會發展來說至關重要，建筑是社會建設與發展的重要結構，將能源消耗量較大的供暖、通風與空調系統向著節能方向改良是必然趨勢。節能是指節約能源，在保證系統運行效果和質量的同時減少能源的消耗，提高能源利用的合理性與高效性，減少能源的浪費。還要利用可再生能源和綠色能源，因而這對新能源開發也提出了要求。

建筑供暖、通風與空調系統節能主要從兩個方面入手，包括中間環節效率和終端利用效率的提高，達到能源節約的效果。節能就是利用現代技術策略和管理策略，來調控系統運行中這三部分環節的能源，具體就是要減少建筑物冷、熱量損失，利用新型能源或可再生能源供應系統運行。建筑供暖、通風系統運行期間，獲取的能源是已經完成加工后的能源，如電能等，因而節能的優化需要重點關注能源的利用效率提升，而空調系統運行具有制冷制熱功能，在能源損失與浪費方面需要重點改善。

三、建筑供暖、通風和空調系統節能設計策略

1.根據建筑特點選用適宜的供暖、通風與空調系統形式。

現代建筑工程建設的用途不同，建筑供暖、通風與空調系統的設計需要根據建筑建設的特點以及對系統的要求，來選用適宜應用的系統形式。例如，普通的居住型建筑，供暖、通風與空調系統的運行需要對各個小區域進行不同的溫度調節，這時就適宜采用VAV 系統，該系統能夠很好的控制系統風量，來滿足不同小區域的溫度調節要求。而相商場、影院、劇場等大型的建筑結構，對供暖、通風與空調系統的要求是對整體空間溫度與濕度進行調節，就不能采VAV 系統，若采用該系統，不僅會使區域內溫度調控不均勻，還會增加系統的運行成本。因而在實際系統節能設計期間，要根據建筑場所空間的實際特點和對系統的要求來選擇適宜的系統，保證系統運行能夠與控制環境形成協調機制，保持環境控制質量優良，又能節約能源與成本。

2.注重降低系統能源輸送的損耗。

建筑供暖、通風與空調系統在運行期間，能源的輸送是以水與空氣作為載體，在運輸的過程中會產生冷熱量損耗，損耗主要包括以下幾部分：供暖傳熱期間，熱量會消散，產生熱量損耗；水與空氣流動期間會因阻力作用產生能量損耗；冷量通過管道輸送時，克服阻力前行時會產生熱量與冷量抵消，產生冷量損耗。因而在供暖、通風與空調系統節能設計期間要注重降低系統能源輸送的損耗：

（1）要加強系統能源輸送管道的密封性與保溫性，包括輸送管、風管等。

（2）優選泵與風機設備，優化系統運行阻力設置，選擇質量性能優良的泵與風機設備，要求泵與風機型號與規格要適宜，并且設備流量、揚程與運行壓力不能過高，保持在適中的范圍，從而改善能源運輸期間克服阻力損耗的問題。

（3）增加冷凍水、冷卻水溫差和送風溫差值，降低系統運行的流量與送風量，以減少輸送能量損耗量。系統冷凍水溫差可增加到8-10℃，冷卻水溫差增加到8℃，這樣不僅可以減少輸送過程的能耗，同時減少了管路的斷面，從而降低了管路系統的初投資。但大溫差也會影響空調設備的性能。如冷凍水大溫差會導致風機盤管、表冷器冷卻能力和除濕能力的下降，為彌補這個不利的影響，可以降低冷凍水的供水溫度，這樣又使冷水機組的性能系數降低和能耗增加。因此確定溫差時必須對利弊充分估計。也就是說，應綜合考慮系統總能耗、經濟性、環境控制質量等多方面來選擇合理的溫差。

3.能源回收與循環應用。

建筑供暖、通風和空調系統在運行期間，會有被拋棄的氣體、水等物質，這些物質當中也蘊含著一些熱能源，要對這些能源進行回收與循環再利用，以提高系統運行的能源利用率，減少能源的浪費情況。可以在系統當中設置熱回收裝置，與系統能源蓄積結構相連接，形成完整的能源回收與循環應用結構。

4.加大新能源開發力度，建立節能優惠政策。

在建筑供暖、通風與空調系統節能建設期間，應用的節能設備與材料造價相對較貴，因而建筑節能建設的生態與環保效益顯著，但是會對建筑企業的經濟效益產生一定的影響，無法幫助企業獲取經濟效益。因而建筑節能策略的落實與推廣發展就受到阻礙。因而一方面要加大新能源開發力度，從節能和經濟雙重角度進行研發優化；另一方面政府部門要針對建筑節能應用制定優惠政策，進一步完善建筑節能規范與法規，推動建筑節能的高效發展。

結語：建筑供暖、通風和空調系統節能性的強化，要根據建筑特點來選擇適宜應用的暖通與空調系統形式，并遵循節能原理對系統設計的能源輸送損耗量進行降低，設置能源回收裝置，實現系統能源的循環再利用。以此，為建筑節能發展奠定基礎，提供動力。