淺析公共建筑的 空調系統節能設計和施工管理

鄧偉

隨著我國社會的發展，人民生活水平的提高，對室內的溫度和濕度要求也越來越高。尤其是隨著中央空調系統廣泛應用，在節能方面也提出了更高的要求。文章以某高層建筑為例進行分析，了解公共建筑中空調系統的節能設計與施工管理工作，明確空調系統下，重要空調應用、水系統設置以及新風泵安裝的關鍵內容，并從實際案例處出發，整理出空調系統節能設計與施工的相關經驗，以期為之后公共建筑空調系統的應用與施工提供相關建議。

隨著人們生活水平提高、節能意識增強、綠色建筑理念宣傳加強和綠色建筑標準實施完善，節能問題逐漸成為人們關注的焦點。在我國，政府投資建設大型公共建筑已經不是新鮮事了。隨著我國經濟建設發展速度越來越快，公共建筑物也越來越多，而空調系統作為集中空調系統與自然通風相結合以達到降溫的目的同時也是節能效果顯著的一種綠色通風技術。在節能方面可以從三個方面進行考慮：一是對空調系統進行整體考慮（包括設備選型與安裝、運行管理等);二是加強對建筑功能分區和運行特點的研究；三是針對不同季節采取制冷和熱工措施降低室內溫度。

一、公共建筑的空調系統節能設計和施工管理工作重點

首先，設計與施工單位需合理設置空調回水溫度。回水溫度越高，室內環境越熱，導致人體不適。特別是夏季氣溫較高，室內溫度過高是引起夏季室溫過高的主要原因之一。因此建議采用回水溫度較低時在室內放置加濕設備降溫效果更好。其次，設計與施工單位需控制好室內濕度。建筑內室溫由外到內依次是建筑內溫、濕度和相對濕度，在保證空調環境質量時，應盡量采用負壓加新風方式，以提高空氣質量，加大新風量以提高新風換氣次數，并確保其正常工作。再次，設計與施工單位應避免熱量散失。部分區域冬季時室內溫差較大；夏季溫度高，室內空氣干燥，室內溫度也高。因此，在夏季時要利用空調系統降低室溫，減少室內空氣的流動現象。冬季時室內會選擇供暖，設計與施工單位需避免室內溫度流失的情況。

同時，設計與施工單位需采用空氣法調節空調技術，具體為：①在室外增設新風量；②采用新風方式。通過采用合適的新風方法可增加室內空氣含氧量，提高建筑物室內和室外環境空氣質量，使室外新鮮空氣引入室內，將室內污染物濃度降低3%~5%，調節室內環境的質量與建筑內溫度、濕度等，滿足人們生產生活的基本空氣需求。通過對各類熱空氣來源進行選擇與調解，可以達到室內應用標準溫度，保證室內空氣質量。最后，設計與施工單位對于一些通風條件較差、人員較少以及室外溫濕度較低地區，可以采用局部制冷或者換氣方式間接降低室內溫度以改善室內環境質量；對于通風較差的樓層采用自然通風方式；對于熱霧、冷霧等新型排風裝置；通過減少局部新風排放等多種方法來保持室內空氣的新鮮；對于有異味、濕度過高也會引起室內人員不適的情況，針對室內人體不適甚至生病等一系列現象，控制室內溫度，輔助器調節到適合居住溫度（5℃以下），室內空氣較佳的時候，可以合理使用空調系統。

二、公共建筑空調系統設計及施工原則

我國公共建筑空調設計的技術和設計水平均有了很大的提高，但仍存在很多不足。比如：在設計中需要根據各樓層的實際情況進行科學設計。首先，在設備選型上，應充分考慮到不同區域間的區別，避免冷熱源交叉使用等，這就要求空調設計人員要提高技術水平和設計人員的綜合素質，也要充分考慮各系統的要求、了解冷源及風機選型，并對整個系統進行計算分析。

1.中央空調

隨著我國經濟水平的不斷提高，人民生活水平也在不斷提高，人們的需求也發生了很大變化，對室內環境也有了新的要求。人們現在在生活質量方面有了很大提高，對室內通風、換氣越來越重視。因此在設計過程中就要充分考慮室內空氣質量及對人體健康及室內環境要求。通常來講，室內外環境溫差大的情況下可能會使室內空氣對流，影響到人們體質，并且由于長時間處在室內空氣不流通環境下所帶來的健康問題也容易被人們所忽略；所以對中央空調設計時一定要做到通風換氣、保證室內有一定的空氣質量。同時還要對空氣中有害物質如甲醛、苯等有很好的過濾作用；并且減少噪音也為人們生活提供了一個舒適的環境。這也就要求公共建筑必須根據室內環境來選擇中央空調，并設計出滿足通風和健康要求的空調系統，充分考慮室內空氣質量、健康以及減少能耗等問題，嚴格按照相關標準和規范執行設計與施工。

2.水系統

水系統是公共建筑空調系統的重要組成部分，對保證空調效果有著重要的作用。很多建筑物的室內溫度大多在20℃~30℃之間，有的甚至達到40℃，為了避免冷量損失，將會使用水進行系統處理。這就需要用到冷卻塔進行散熱，或者說空氣經過冷卻塔之后冷卻。水系統的設計就相當于將熱源降溫之后放入冷卻塔中，然后經過一系列的處理過程就能達到降溫、減溫的目的。它主要為降低能耗、保護環境。而對于一些空調效果不明顯或者空調系統運行效果差的房間，則會采用一些節能設備來達到節能的目的。有些空調設備都是獨立運行。比如一些封閉或半封閉的房間里一般不會有水進行處理，但會有少量污染物排出，如果將這些污染物進行處理，就可以對室內空氣質量進行改善或調節。

3.新風泵

新風泵，又稱通風管道泵，是指從室外排出的空氣經過管路進入室內，然后通過進風口將室內污染物排出，是一種新型的中央空調的輔助設備。在建筑工程中普遍應用于商場、賓館、公寓、醫院、學校、體育場館、展覽館、圖書館、博物館、紀念館、體育館、飯店等公共建筑中。隨著社會對低碳環保理念的日益關注，新風泵已成為人們青睞的產品之一。現在各大大中型超市、酒店、寫字樓等公共建筑都采用新風泵，這其實就增加了室內新風量，通過新風水泵送到各個房間，既可以將室內空氣置換出來并且又可以保持房間內空氣清潔。而對室內空間來說新風機組是非常重要的一部分：因為空氣是需要從室外排出去的一種能源。一般情況下，公共建筑都設置有一個專門用于冬季供暖制冷（或供冷）的系統，這個系統可以解決室內空氣冷負荷過大問題，所以在進行新風泵布置設計時要考慮到設備的節能性能和運行成本等問題。通常一臺新風泵可以實現24小時運行。而在建筑物面積與空間分布的影響下，建筑內部的新風泵系統需要與中煙空調系統結合應用，以保證工作與居住群體的生活質量及生活環境，發揮出節能效果。使用新風泵時一定要注意這幾點：①在安裝新風系統時應當保證新風泵能正常運行；②新風水泵是靠電機帶動空氣旋轉，使空氣吸入室內；③新風水泵的運行參數應根據室外風向而定。當室外溫度高于室內溫度小于或等于15℃時新風泵運轉。

三、公共建筑空調系統節能設計應用案例

1.空調系統節能設計與分析

江南區某醫院建筑項目由四棟11層組成，檐口高度50m,底下一層，總建筑面積為26815.20㎡,為提升其空調系統節能能力，以下內容為對其功能的應用與分析。

（1）綜合功能分區

該棟樓為醫療門診與住院部混合區域，1-7層建筑主要功能為門診區域。8-9層為醫療化驗及手術區，其中包含大量醫療器材與設備，對空調系統的應用需保證全天候運轉。9層以上為住院部，負責患者的收治。

（2）各樓層的空調機組及風道布置

首先，設計內容包含各樓層的換氣系統，由室外新風經過機房送到各樓層；通過自然通風換氣后經風機送至各樓層；通過冷凝水送至各樓層。其次，為各樓層的衛生間空調換氣系統設計，各樓層設置衛生間。再次，建筑其他樓層均設置綜合設備間、樓梯間、電梯間等場所供教職工使用。因此，各樓層不僅需要設置空調系統，還需要同步設計自然通風換氣扇，以保證各樓層間通風換氣順暢，減少因為空調系統應用導致空氣不流通的情況。最后，空調系統設計與施工中的新風過濾也是其中重點內容，包含冷凍機房、風道、送風管道、新風機組采用新風形式，新風由進風口經空氣管道送入室內后經過冷卻、凈化、冷凝、凝水處理、過濾等工序組成。在此之中，水過濾器及活性炭濾網作為主要過濾設備；過濾介質可選用高效濾網或微濾膜等耐高溫濾材。過濾材料為硅烷制取。

（3）集中新風系統中的設備及儀表應用

集中新風系統包括新風、雨水、風機盤管、換氣扇、蒸發器等設備以及控制儀表。一方面，新風裝置采用熱泵機組加新風方式實現高效節能處理后送入室內，經排風管道送至各樓層各房間，由各樓層各場所送出冷、熱空氣，經新風再循環處理后送入各個樓層使用；將室外新鮮空氣送到各樓層供回室內樓層使用。另一方面，建筑各層各機房和獨立風管均采用玻璃鋼材料制成，管道連接處采用專用膠粘劑固定，外表面采用噴涂等方法處理，內壁采用熱熔噴工藝處理、噴涂防腐漆，以提升新風系統下設備應用的穩定性，并確保其使用壽命，為之后公共建筑一段時間內的空調儀器應用做好技術準備工作。

2.空調系統節能措施研究

隨著人們生活水平的提高，人們對空調系統提出了更高的要求，節能設計是一項系統工程，既要考慮功能分區的合理規劃、空調設備的選型與安裝、運行管理、性能檢測測試等方面，還也要綜合考慮不同季節空調系統的運行特點，針對不同季節采取制冷和熱工措施降低室內溫度。夏季，針對室內外溫差大的特點，采取局部制冷或熱工措施降低整個空調系統對室外溫度變化會產生影響。對于采用自然通風方式的空調系統來說，可以通過增加風口等進行風量或冷熱水的蒸發機組對自然風進行冷卻，從而減少空調系統運行中的能耗。室外空氣經過蒸發器后冷凝水進入循環水泵，然后經過過濾后返回建筑物內，這個過程可以節約用水達30%以上。因此，對于夏季需要降低室內溫度，冬季則不使用或者暫時不使用空調時，采用風機盤管集中供熱系統控制，充分利用自然通風，最大限度地降低室內溫度，保證空氣中濕度與溫度維持穩定。但是，如果采取熱送風方式也會帶來一些負面影響。熱空氣被送到房間內以后，蒸發降溫情況出現，送入室內也會造成冷量損失。因此，合理地利用空調系統可提高整個建筑節能的效率，而對室內空氣造成污染并引起空氣質量問題，則將會影響人們的身體健康情況。

可見，設計與施工單位應在建筑設計中對空調系統進行整體考慮，包括設備選型與安裝、運行管理等方面考慮對節能措施進行研究工作。此基礎上，加強對建筑物功能分區和運行特點的研究；針對不同季節采取制冷和熱工措施降低室內溫度；同時也要采取相應的設備降低室內溫度這幾方面進行節能措施來提高空氣質量、減少因季節變化而帶來危害。

3.醫院空調節能設計與殺菌技術融合

對于醫院來說，其對于殺菌技術的需求更高，空調系統需要具備凈化系統，以保證無菌環境，做到對患者生命安全的保證。因此，在系統應用中，可選擇臭氧殺菌消毒的方式，利用過濾網技術，定期更換，以確保無菌環境的建設。為達成節能目標，可以使用低阻過濾器、低阻壓過濾器提升過濾器凈化殺菌效率，降低送風的阻力與能耗。施工及維修人員在空調系統應用中，需關注過濾網的集塵情況，為過濾網的更換做出判斷與建議。在此之中，中央空調制冷系統改造的方案選擇，應根據醫院規模大小、等級高低、冷熱負荷大小、能源提供方式、運行管理和維修保養的便利程度、各醫院的實際情況綜合考慮。工程施工中，設計人員還要因地制宜，既要考慮冷凍站、熱力站的初投資、運行費等經濟性能，又要考慮冷凍站、熱力站的環保節能、運行、操作、維護管理等技術性能，以及與周圍環境的美觀相協調。醫院節能改造必須以滿足醫療服務需求和保證醫患健康為基本前提，只有將設備的技術指標與醫院實際科學合理的融合，才能達到節約成本的目的。

四、結語

綜上所述，本文主要針對公共建筑中空調系統的設計與施工工作展開研究，在了解空調系統的同時，分析某醫院空調系統的設計內容，并確保醫療環境的高質量建設，降低外部因素對環境影響的同時，保障每位患者的生命安全。在此之中，空調系統人員不僅需要關注空調設計及安裝技術應用，還需堅決執行國家空調安裝的《節能設計標準》《綜合醫院建筑設計規范》《醫院潔凈手術部建筑技術規范》等標準，確保無菌環境的建設。