现代大型公共建筑暖通空调设计方面的节能措施探析
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【摘 要】对现代大型公共建筑暖通空调设计方案技术经济中存在的一些问题进行探讨，从可行性、经济性、调节性、安全性及环境影响等方面进行分析，并指出在设计方案比较方面的一些认识误区，提出参考意见。
随着社会的发展，建筑能耗在总能耗中所占的比例越来越大，在发达国家已达到 40%。而在建筑能耗里，用于暖通空调的能耗又占建筑能耗的30%~50%，且在逐年上升。随着人均建筑面积的不断增大，暖通空调系统的广泛应用，用于暖通空调系统的能耗将进一步增大。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，在最热的夏天，如果对暖通空调系统采取节能措施，不仅可以大大缓解电力紧张状况，同时对于降低不可再生能源的消耗、保护生态环境、维持可持续发展、经济等都有着重要的意义。根据暖通空调行业的研究成果，现有空调系统的能耗是惊人的，如果采用节能技术，现有空调系统节能20%~50%完全可能。
一、现代大型公共建筑空调工程自动控制系统的设计
1.1 空调房间温湿度控制。空调房间温湿度的干扰因素的多样性，气候变化的多工况性以及房间存在的较大的热惯性等因素使得利用单回路直接控制房间温湿度的方法难以达到满意的调节效果。因此，应该另选有效的方法。针对空调房间的热特性，采用串级调节较适宜。
1.2 风机盘管空调系统的自动控制。
1.2.1 温控器。（1）风机盘管宜采用温控器控制电动水阀，手动控制风机三速的控制方式。风机启停与电动水阀连锁；（2）冬夏季均运行的风机盘管，其温控器应有冬夏转换措施。一般以各温控器独自设置冬夏转换开关为好。
1.2.2 节能钥匙。（1）房间设有节能钥匙系统时，风机盘管宜与其连锁以节能；（2）当要求不高时，可采用插、拔钥匙使风机盘管启动或断电停转的方式。使用要求较高时，可增设一个温度开关。
1.2.3 定流量水系统。风机盘管定流量水系统自控方式较简单易行，但节能效果没有变流量自控方式好。
1.3 变风量系统的监控。变风量系统的基本思想是当室内空调负荷改变以及室内空气参数设定值变化时，自动调节空调系统送入房间的送风量，使通过空气送入房间的负荷与房间的实际负荷相匹配，以满足室内人员的舒适要求或工艺生产要求。同时送风量的调节可以最大限度的减少风机的动力，节约运行能耗。除了节能的优势外，VAV 系统还有以下特点：（1）能实现局部区域的灵活控制，可根据负荷变化或个人舒适度要求调节；（2）由于能自动调节送入各房间的冷量，系统内各用户可以按实际需要配置冷量，考虑各房间的同时使用系数和负荷分布，系统冷源配置可以减少20%~30%左右，设备投资相应较大减少；（3）室内无过冷过热现象。
1.4 新风机组的监控。新风机组通常与风机盘管配合进行使用，主要是为各房间提供一定的新鲜空气，满足人员卫生要求。其基本监控功能有：（1）监测功能检查风机电机的工作状态，确定是处于开或关；检测风机电机的电流是否过载；测量风机出口处的空气温湿度，以了解机组是否已将新风处理到要求的状态；测量空气过滤器两侧的压差，以了解过滤器是否要求清洗；检查新风阀状态，确定是开还是关；（2）控制功能根据要求启停风机；控制水量调节阀的开度；控制干蒸汽加湿器调节阀的开度；换热器的冬季防冻保护；（3）集中管理功能显示新风机组启停状态，送风温湿度，风阀，水阀状态。
二、暖通空调工程中节能技术的运用
在暖通空调工程建设项目中，已经较普遍地采用节能技术。特别是在利用可再生能源、对工业的余热、废热利用方面成绩显著。如河北科技大学新校区（50 万m2）以污水源热泵作为教学建筑、宿舍的冷热源，重庆市利用江水源热泵作为空调冷源，上海世博会利用黄浦江水作为展览场馆的冷源，。在中小规模工程中使用地源热泵、水源热泵的更是比比皆是。如今年石家庄市批复“石家庄循环化工基地周边可再生能源供热项目”，此项目利用炼油厂的工艺水余热，通过热泵技术，向高新区1200 万m2 民用建筑供热。按照建筑为节能达到
65% 目标计算（耗热量指标14.2W/m2，耗煤量指标6.68kg/[m2.采暖季]，热泵综合部分负荷性能系数为5），则可节约标煤64128 吨标煤。福建省开展可再生能源太阳能热水系统的调查与研究，在调查的基础上对太阳能热水系统进行分析、研究，已研究出单贮热水箱分时段供应热水和双水箱（贮热水箱和恒温水箱）24小时不间断连续供应热水系统的设计方法，并在福州市和武平县国家可再生能源示范城市的工程项目中应用。
三、现代大型公共建筑暖通空调设计存在问题与建议
3.1 标准规范技措方面
目前我国的暖通空调规范标准有52 个，已形成较为完备的体系；地方结合本地实际，对居住建筑、公共建筑节能以及有关规范进行补充、细化，编制地方规程；这些规范、标准、规程在节能减排工作中起着技术支撑、引领、规范的重要作用。设计院以此为依据开展设计，有效地保证了工程设计质量。设计审图单位依据规范标准对施工图审查把关，在一定程度上弥补了中小型设计单位技术力量不足的状况。建议做以下改进。
3.1.1 现在的节能标准主要用于民用建筑，工业建筑方面尚不够明确。
3.2.2 据统计，我国的大型公共建筑总面积不足城镇建筑总面积的5%，但总能耗却占全国总耗量的的20%。应从标准上加强对公共建筑节能设计的要求和指导，从技措上提供成熟的设计技术。
3.2 暖通空调设计技术在不同地区、单位发展不均衡地区经济水平影响当地的设计水平，当前的节能减排既是技术要求，也是经济投入，对于设计是压力与动力并存。因此，居于市场高端的设计院借节能减排东风，再次起航；而居于市场下端的设计院实力不足，每日撞钟糊口而已，技术差距日益拉大。目前，民营、中小型设计院的技术力量相对较弱。各地建设主管部门在节能检查中，首先推荐的项目是省级、部级设计院设计的项目。
3.3 业主的节能意识缺失和市场的无序竞争影响节能减排质量
业主追求建筑的外观，使用面积，常常使建筑的体形系数、围护结构热工性能不符合节能标准的的要求，缺少设计节能系统的必要条件。无序竞争造成的低设计费、不合理设计周期，挫伤设计人员的积极性，设计粗放，难以保证工作质量。
3.4 技术培训商业化，不利专业人员技术提高缺乏符合当前设计需要的、统一的技术培训。但以创收为目的但内容空泛的高价培训班使中小设计院失去兴趣，望而却步。
3.5 应全方位加强建筑节能工作
建筑节能在技术上的发展有目共睹，也建立了相关的政策法令，但执行、监管、奖罚的力度还需强化，配套的服务机构、设施还需健全完善。应加强对施工、运行管理的监督和指导。
综上所述，暖通空调系统在建筑节能中占据重要的位置，起着重要的作用，节能技术的研究开发和运用是暖通空调系统、建筑系统节能的基础，政府职能部门的重视和支持，则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。
【参考文献】
[1]卿晓霞.建筑设备自动化[M].重庆：重庆大学出版社.
[2]龙惟定.试论我国暖通空调业的可持续发展[J].暖通空调.
[3]中国勘察设计协会建筑环境与设备分会：《关于在暖通空调设计行业中贯彻节能减排国策情况的调研》，《中国勘察设计》，2011 年 第1 期