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公共建筑暖通空调设计的节能对策研究普靖忻

发表时间：2021/7/27 来源：《基层建设》2021年第12期作者：普靖忻

[导读] 在各项产业中，建筑业一直是一高耗能产业，建筑中的暖通空调在运行过程中会产生巨大能耗，使能源资源枯竭程度不断加剧。在此背景下，加强暖通空调节能研究就具有重要意义

        云南汇邦设计（院）有限公司临沧市 677000
        摘要：在各项产业中，建筑业一直是一高耗能产业，建筑中的暖通空调在运行过程中会产生巨大能耗，使能源资源枯竭程度不断加剧。在此背景下，加强暖通空调节能研究就具有重要意义。本文运用调查法、文献法、层次分析法对公共建筑暖通空调设计的节能对策展开研究论述，提出几点可行性建议，希望能为相关工作带来些许帮助。
        关键词：公共建筑；暖通空调；节能设计

        目前，能源问题逐渐成为人们高度关注的问题，能源是生活生产中不可缺少的一部分内容，对能源的节约与保护不仅关系到人们的生活品质，更关系到社会的持续发展。我国是一个人口众多的国家，也是一个能源消耗量巨大的国家，建筑、工业、交通等各产业无时无刻不在消耗着能源资源，加快能源资源枯竭速度。为保障社会的可持续发展，国家发布了一系列可持续发展要求与节能减排建议，大力提倡节约能源。基于这一背景，下面就公共建筑暖通空调设计中的节能问题作具体分析。
        1公共建筑暖通空调设计存在问题
        1.1空调输配系统浪费严重
        调查发现，公共建筑暖通空调水系统管网在运行过程中会出现水力不平衡现象，这一现象由多种原因引起。如当流体沿管道移动时，流体分子间以及管壁的摩擦会造成能量损失，使管网内水力不平衡。管道内流体流过散热器、三通、弯头以及阀门等附件时，流动速度或流动方向改变并引起局部的撞击与旋涡，这一过程也会产生能量损失。总的来看，管网中的能量损失主要是由局部损失与沿程损失引起，在供热管道出现堵塞时，压力损失就会加大；部分阀门损坏后压力损失也会增加，管网中的水力因此失衡。管网失衡造成的后果是采暖空调水系统无法给用户端提供其需要的热水量，为此需要再增加水流量，能源浪费程度也进一步加重【1】。
        1.2水泵节能性不高
        公共建筑中的空调设备往往是处于最大制冷量的运行状态，但机组经常是在最低负荷状态下工作，因此空调设备在运行过程中也会有不必要的能源浪费产生。调查发现，公共建筑中的冷水机、锅炉等设备经常处于超负荷运行状态，运行状态的不合理使能源损耗量增加。目前一些建筑的用能管理系统采用的是人工控制开关，未建设数据监控系统对各种用能情况进行监测与控制，导致能源浪费问题得不到及时发展与解决。如果在暖通空调系统运行期间使用在线监控系统对冷热源设备的运行状态进行监控管理，对冷热源实现自动化智能控制，那么能源浪费问题将得到有效解决，公共建筑暖通空调系统的节能性将大大提升【2】。
        1.3墙体节能性不足
        建筑墙体是影响建筑节能性的一大重要因素，在进行建筑暖通空调设计时挖掘墙体节能潜力，提高墙体节能性能对整个建筑来说都具有重要意义。但经调查发现，许多公共建筑墙体的节能性都相对较低。如一些建筑墙体围护结构以框架、砖土为主，外墙没有保温材料，这导致建筑围护结构向外界传递的热量较大而室内无法保持一个恒温的效果，室内人员只有通过空调调节温度湿度，这无形中加大了能源损耗【3】。
        2公共建筑暖通空调设计节能对策
        2.1科学选择建筑空调系统形式
        进行公共建筑暖通空调设计时，要能根据其所在区域的气候特征、季节特点等科学选择最节能的空调形式，以达到节能环保的目的。如我国大部分地区，在春、秋以及夏初等时间，公共建筑外部的温湿度对建筑内部人员是比较适宜的，如果有通风需求，打开窗户进行自然通风即可。但是如果公共建筑所在地区室外湿度较大或者是对建筑内部温湿度条件的要求较高，就可设置空调系统，利用空调来进行温湿度调节。公共建筑冬季及过渡季节可考虑采用以形式的供暖通风空调系统形式：利用散热器供暖，无通风系统。这种采暖方式的优点是系统结构简单、投资少、运行费用低，且对能源的损耗也相对较少。
        2.2改善外围结构设计
        研究与实践证明，不同材料的墙体结构有不同的传热系数，如普通墙体结构的传热系数要小于玻璃幕墙传热系数。因此在各方面条件满足的情况下可适当加大玻璃幕墙在公共建筑中的应用，利用玻璃幕墙来适当改善建筑内温湿度以及光照条件，有效提高建筑的节能性能。在进行建筑暖通空调系统的节能设计时，也可改变围护结构材质的传热系数，适当降低传热系数来减少外围护结构的耗热量，有效降低建筑暖通空调系统能耗。另外通过研究得知，不同结构、不同材质的窗体，其的耗能量也有所不同。目前一些已建成公共建筑的窗体采用的是单层普通塑钢窗框，这类窗体冷风渗入量大、传热系数也较大，无法起到很好的保温作用因而加大了空调的使用。鉴于此，在进行公共建筑暖通空调系统的节能设计时也有必要对窗体进行改造，如尽可能选用密封性好或传热系数小的玻璃材质来降低冷热负荷，从而达到节能降耗的目的【4】。
        图1玻璃幕墙图式

        2.3做好压缩机节能设计
        压缩机节能性与压缩机制冷量以及耗功率有关，而压缩机的制冷量与耗功率又取决于压缩机的尺寸、结构形式、加工质量以及运行工况等。对制冷压缩机来说，当转数一定时，压缩机活塞排量为常数，只有吸气比容、容积效率以及单位容积制冷能力影响压缩机制冷量。排气压力增大，吸气压力就会减小，压缩机容积效率也会减小，压缩机制冷量也随之减少。因此在进行公共建筑暖通空调系统节能设计时要适当调节压缩机的输气量来降低设备能耗，实现节能降耗的目的。除此之外也要做好对压缩机的检修运维工作，确保压缩机有一个良好的运行状态。对使用年限较久的压缩机要及时更换更新，防止因设备老化而引起严重的能源损耗问题。
        2.4优化冷热源节能设计
        现阶段我国公共建筑冷热源系统还不是十分完善，冷热源系统未实现有效组合，一些建筑是设置了两套独立的系统来分别获取热量与冷量。这样的运行模式加重了能源浪费也降低了设备利用率，不利于节能减耗目标的实现。鉴于此，可根据国家规范与行业要求，根据公共建筑对暖通空调系统的使用需求来组合运用冷热源系统，改变以往的独立运作模式，进而提高建筑暖通空调系统节能性能，降低公共建筑对能源资源的损耗。
        2.5做好电力分配与使用
        公共建筑虽然比较复杂但也仍存有一定的规律。如白天公共建筑暖通空调系统经常处于运行状态，晚上时大多数空调设备就会被关闭。在进行公共建筑暖通空调系统节能设计时，可充分利用这一规律来降低能源损耗，提升建筑节能性能。具体如可在电力需求低谷时启动制冷制热设备，除了满足当下使用，将其他产生的冷或热储存在某种媒介中，在电力需求高峰时，将储存的冷和热释放出来，以此减少了高峰用电量。设计人员可通过设置或调节相关参数使建筑暖通空调系统在晚上 23 点到早上 6 点进行蓄能，白天 8 点到 18 点所需能量完全由电力低谷时段提供。这样既能减少能源损耗，又能节省电费【5】。
        结语
        综上所述，节能降耗是公共建筑暖通空调设计中的一大重要任务，做好暖通空调节能设计不仅有利于降低能耗而且还有利于提升人们的生活品质。为此在进行建筑暖通空调系统设计时要能根据当地气候特征，结合建筑实际情况科学选择系统形式，合理选用电气设备等，有效提高建筑暖通空调系统节能水平。
        参考文献：
        [1]李志朋.公共建筑暖通空调系统节能设计措施研究[J].住宅与房地产，2019（33）：67.
        [2]王娜.绿色公共建筑项目中暖通空调节能设计分析[J].建材与装饰，2018（19）：71-72.
        [3]缪海.公共建筑暖通空调节能设计一些问题讨论[J].现代装饰（理论），2016（05）：157.
        [4]刘家林，陈勇，洪华.关于公共建筑暖通空调节能设计的探讨[J].建材与装饰，2015（49）：118-119.
        [5]张邵琼.略论公共建筑暖通空调系统的节能与环保设计[J].科技风，2015（09）：187.