民用建筑中空調能耗的節能技術研究

王 紅 志

(山西八建集團有限公司，山西 太原 030027)

在民用建筑設計中，節能成為一項重要指標，且目前出現了許多節能技術，如果不能很好地應用這些節能技術，不僅不會起到降低能耗的作用，反而會使能耗大大增加，因此，需要對節能技術進行研究，以真正實現建筑能耗的降低。因此，對民用建筑中空調能耗節能技術的研究對提高能源的利用率，提升社會經濟效益具有很重要的意義。

1 建筑節能適應性分析

建筑節能技術的適應性要求建筑類型與節能技術要相互協調，主要考慮建筑室內外的氣候環境、建筑的類型以及節能技術方式。根據室內外氣候環境，本文主要以夏熱冬冷地區為研究對象；根據建筑的類型，主要選擇民用建筑；根據節能技術，選取對建筑本體進行節能的技術，也就是對空調能耗產生的節能效果進行分析。對節能適應性的分析方法有層次分析法和影響因素分析法[1]，本文主要采用影響因素分析法來進行分析。

2 空調能耗影響因素

針對不同的使用模式，以空調能耗的影響因素為例，對空調能耗的差異性進行分析，并提出在民用建筑中，對空調能耗的節能設計方案要和其使用模式相適應。以夏熱冬冷地區為例，在冬天，由于室外溫度比室內溫度低，為了減少熱量的損失，一般采用最小換氣方式，在夏天或過渡階段，如果室外溫度不高時，居民一般選擇使用自然風，這樣可以降低空調能耗，如果室外溫度較高時，才使用空調，而且房間內長時間沒有人就不使用空調，長時間有人時才使用空調，根據影響因素分析法，得出影響空調能耗與空調開啟時間長短以及是否可開窗通風、窗戶的性能等因素有關。

對某一天的室內外溫度進行記錄，得到室內外溫度及通風量次數隨時間變化的曲線如圖1所示，當室外的溫度在21 ℃～26 ℃時，如果室內溫度低于室外溫度，則不開空調，且不可開窗的室內溫度比可開窗的室內溫度高，而在上午10點以后，不可開窗的室溫比較高時，需要開啟空調對室溫進行調節，此時的空調耗冷量就會比較高，而可開窗的室溫可以通過開窗通風來調節，使空調的耗冷量為零。

根據可開窗和不可開窗的建筑，對使用空調產生的耗冷量進行統計，得到耗冷量隨時間變化的曲線如圖2所示，從圖中可以看出，不可開窗的建筑耗冷量比可開窗建筑的耗冷量高很多。

3 降低空調能耗措施

對影響民用建筑空調能耗的因素進行分析，采取一定的節能措施，從通風能力、圍護性能、窗戶性能與窗墻比方面進行設定，以降低空調的能耗。

3.1 提高通風能力

由于通風能力的高低在空調能耗中占重要地位，通風能力的高低應根據建筑的實際情況進行設計，把開窗時房間的通風能力作為一個手段進行調節，在室外溫度高于室內溫度時，有通風設計的建筑可以開窗將室內的熱量排出，以此調節室內的溫度，減少開空調的時間，而沒有通風設計的建筑，當室溫比較高時，需要開啟空調對室溫進行調節，如果建筑的通風能力強，則可以很好地消除空調峰值的負荷，降低設備的容量和投資。

3.2 增強圍護性能

根據不同季節對建筑圍護的不同要求來設計圍護結構，冬季取暖、夏季空調以及春秋過渡季所對應的圍護結構性能各不相同[2]，具體性能要求如表1所示。

3.3 提高窗戶性能

表1 不同季節對圍護結構的要求

窗戶自身的隔熱性能和窗戶的面積都會影響空調的能耗，傳統的單層玻璃，其密封性和保溫性都不太好，針對夏熱冬冷地區的民用建筑，將單層玻璃改成普通的雙層玻璃或是雙層Low-E玻璃[3]，這樣就可以提高窗戶的保溫性能，從而增強建筑的整體保溫性能，減少空調的使用，達到降低能耗的目的。而且在通風能力較強的房間，如果在窗戶上加裝固定的遮陽板，這樣會降低空調的耗冷量，在通風能力較差的房間，如果在窗戶上加裝固定的遮陽板，使用空調的耗冷量會增大，在建筑外面加裝遮陽板，在冬季能充分利用太陽的輻射作用，在夏季能最大限度地減少太陽的輻射作用，以此來降低空調的能耗。

3.4 改變建筑朝向

建筑朝向的變化會改變窗戶的散熱和通風，進而影響建筑能耗，一般的民用建筑，是坐北朝南，如果因為一些原因無法實現坐北朝南時，也盡量使正房朝南或朝東，避免朝西北方向，以保證在冬季有陽光時，房間內有陽光照射進來，提高室內的溫度，以此來達到節能的目的。

因此，建筑的通風能力越強，在夏季或過渡季，室外溫度較低時，可以通過開窗將室內熱量排出，從而使空調的能耗降低，且不隨內部發熱量的增加而增大空調的能耗；建筑的通風能力越差，圍護的保溫性強，室內溫度較高時，在夏季或過渡季，室外溫度較低時，不利于室內溫度的排出，會使空調的能耗增加；對窗戶進行外部固定遮陽板，冬季利用太陽輻射以提高室溫，夏季利用遮陽板減少太陽輻射以減少空調能耗，同時采用雙層玻璃或Low-E玻璃，也會使空調能耗降低。

4 結論

通過對民用建筑中建筑能耗的適應性分析，確定影響空調能耗的因素，并給出具體降低能耗的措施，結果表明：1)影響空調能耗的因素主要與居民開空調的習慣、空調開啟時間長短、開空調房間等因素有關。2)通過調整戶型結構、改變建筑朝向、增加門窗面積等方式來提高建筑通風能力；根據不同季節對圍護結構的不同要求來設計，以提高建筑的保溫性能；在夏季和過渡季在提高通風能力和外窗遮陽的同時，配置遮陽措施以減少太陽對室內的輻射，在冬季利用太陽的輻射以提高室內的溫度；盡量讓建筑坐北朝南，保證冬季太陽能照射到室內以提高室溫，以此達到降低空調能耗的目的。