公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高能效的措施研究

張紅

摘 要：能源危機(jī)是世界各國共同面臨的問題之一，引起了越來越多人的關(guān)注。對(duì)于公共建筑而言，最主要的能源消耗來自于暖通空調(diào)，如何采取有效的措施切實(shí)提高能源利用效率以達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)正成為業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)問題。本文簡(jiǎn)單敘述了公共建筑暖通空調(diào)的能耗特點(diǎn)，在此前提下細(xì)致的分析了提高暖通空調(diào)能效的對(duì)策，旨在為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：公共建筑；暖通空調(diào)；能源利用率

能源危機(jī)席卷全球，推行能源可持續(xù)發(fā)展，提高能效是當(dāng)前建筑行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。我國正處于發(fā)展階段，對(duì)于能源的需求極大，實(shí)現(xiàn)能源高效利用，是推動(dòng)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展的前提保障。統(tǒng)計(jì)表明，我國公共建筑總占地面積是普通住宅總占地面積的15-20倍，覆蓋范圍廣，功能完備，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的象征。但在為人們提供方便的同時(shí)，對(duì)于能源的需求量也在逐漸擴(kuò)大，尤其是那些帶有暖通空調(diào)的大型建筑，據(jù)初步計(jì)算，用于暖通空調(diào)運(yùn)行的能源占到建筑總能耗的65%左右，數(shù)據(jù)相當(dāng)可觀，加強(qiáng)節(jié)能設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)能效已是迫在眉睫。

一、公共建筑暖通空調(diào)能源消耗特點(diǎn)

按用途分類，建筑可分為工業(yè)生產(chǎn)和民用，其中民用建筑還可分成公共服務(wù)型建筑與居住建筑，公共服務(wù)型建筑（簡(jiǎn)稱公共建筑）主要有商場(chǎng)、大型娛樂場(chǎng)所、體育健身場(chǎng)館、寫字樓、科教樓、車站以及機(jī)場(chǎng)等。公共建筑的平均人流量極大，人口密度也較為集中，為滿足人類活動(dòng)的基本需求，需集中消耗大量的能源和資源[1]。通過對(duì)幾座大中城市的主要公共建筑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得知，暖通空調(diào)所需能源占絕大部分，本文結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，隨機(jī)調(diào)查25座公共建筑能源消耗情況，結(jié)果如表1所示。

表1 公共建筑各系統(tǒng)能耗占比表

公共建筑類型 暖通空調(diào) 照明設(shè)施 電梯設(shè)施 給排水設(shè)施

酒店 50.9% 40.8% 5.5% 2.8%

商場(chǎng) 51.5% 40.4% 6.6% 1.5%

寫字樓 50.2% 41.2% 5.2% 4.4%

從表中可以看出，三個(gè)常見的公共建筑暖通空調(diào)能耗均占總量的50%以上，具有明顯的節(jié)能、提效前景。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)囟鄶?shù)公共建筑均存在能源需求量大、能效低等問題，節(jié)能空間較大，尤其是暖通空調(diào)方面，存在不同程度的過度配置情況，水循環(huán)系統(tǒng)中常見“跑冒滴漏”等現(xiàn)象，缺乏嚴(yán)格管理與相關(guān)節(jié)能制度，總體節(jié)能水平較差，亟需進(jìn)行調(diào)整。

二、公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)提高能效的措施

（一）提高節(jié)能設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）加強(qiáng)輸配能效控制

作為暖通空調(diào)重要組成部分，輸配系統(tǒng)具有良好的節(jié)能空間，是提高暖通空調(diào)能效的有效捷徑之一。與常規(guī)民用建筑相比，公共建筑暖通空調(diào)輸配系統(tǒng)所需能源占系統(tǒng)總能耗的60%左右，所以緊緊把握輸配系統(tǒng)方面的節(jié)能提效，可以達(dá)到事半功倍的效果[2]。如今，在科技水平日益突出的時(shí)代中，先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用使暖通空調(diào)出現(xiàn)了前所未有的改觀，其中最具代表意義的是變頻技術(shù)，該技術(shù)的全面應(yīng)用，極大的節(jié)省了水泵與風(fēng)機(jī)等設(shè)備的實(shí)際能耗。為進(jìn)一步驗(yàn)證運(yùn)用變頻技術(shù)的實(shí)際節(jié)能效果，本文任意挑選某酒店作為研究對(duì)象，在其暖通空調(diào)系統(tǒng)的水泵上安裝與之配套的變頻器，根據(jù)當(dāng)?shù)叵募酒骄鶞囟葦?shù)值設(shè)定變頻范圍，將水泵進(jìn)出水的溫差設(shè)置在4.8℃-5.5℃之間，通過一段時(shí)間的觀測(cè)，水泵在正常條件下運(yùn)行時(shí)的實(shí)際能耗同比下降約47%，節(jié)能效果十分明顯，并且此方法操作簡(jiǎn)便，成本低廉，應(yīng)得到大范圍的推廣與應(yīng)用。

（2）合理設(shè)定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蝾愋团c室內(nèi)環(huán)境狀況，合理設(shè)定空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)下的環(huán)境溫度參數(shù)，這不是一項(xiàng)有效的節(jié)能提效措施，也是暖通空調(diào)運(yùn)行的依據(jù)[3]。如果在夏季空調(diào)溫度設(shè)定過低，冬季空調(diào)溫度設(shè)定過高，不僅會(huì)影響到人們的身體健康，還會(huì)提高空調(diào)負(fù)荷，消耗更多的電能，大幅增加經(jīng)濟(jì)成本。統(tǒng)計(jì)表明，冬季供暖期每降低1℃空調(diào)溫度就可減少約6%總能耗，夏季制冷期的效果更加明顯，每上升1℃空調(diào)溫度就可減少約8%總能耗，醫(yī)學(xué)證實(shí)了人長期處在過高或過低溫度的空調(diào)環(huán)境下，易患上空調(diào)病，不利與人們的身體健康。因此，合理的室內(nèi)溫度不僅可以節(jié)省能源還能使人們保持身體健康。

另外，新風(fēng)量的產(chǎn)生需要消耗大量的能源，在滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)，空調(diào)季節(jié)，不宜任意加大新風(fēng)量，或使用新風(fēng)換氣機(jī)，減少新風(fēng)能量損失，以達(dá)到節(jié)能的效果，同時(shí)滿足室內(nèi)的衛(wèi)生及舒適性要求；過渡季節(jié)應(yīng)盡量利用室外自然風(fēng)，加強(qiáng)自然通風(fēng)，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

（二）加強(qiáng)節(jié)能控制

（1）準(zhǔn)確計(jì)算能耗計(jì)量

能耗計(jì)量主要是為了滿足建筑能耗狀況的實(shí)時(shí)掌握，以便進(jìn)行針對(duì)性控制，避免不必要的浪費(fèi)和損失。首先，應(yīng)對(duì)建筑中各個(gè)耗能設(shè)施進(jìn)行分類歸納，通過對(duì)計(jì)量結(jié)果的總結(jié)及時(shí)處理不合理耗能行為，比如過分注重室內(nèi)環(huán)境溫度控制，而忽視了使用者節(jié)能意識(shí)的養(yǎng)成，導(dǎo)致冬季房屋內(nèi)溫度較高，夏季房屋內(nèi)溫度較低，造成能源浪費(fèi)。

（2）合理調(diào)控負(fù)荷

暖通空調(diào)水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)控水平直接影響到整體節(jié)能提效效果。對(duì)于公共建筑而言，由于設(shè)計(jì)負(fù)荷需遵循超前原則，所以在實(shí)際情況中，大多數(shù)時(shí)間的空調(diào)負(fù)荷要小于設(shè)計(jì)負(fù)荷，制冷系統(tǒng)反復(fù)啟停會(huì)消耗大量的能源[5]。所以，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案中的負(fù)荷進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，改善機(jī)組運(yùn)行效率，從而滿足節(jié)能提效要求。

（3）運(yùn)行管理控制

優(yōu)化運(yùn)行管理在公共建筑節(jié)能方面起到了十分重要的作用和效果。在空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行過程中進(jìn)行節(jié)能控制，可很好的彌補(bǔ)由于管理或設(shè)計(jì)缺陷所造成的能源浪費(fèi)，提高設(shè)備運(yùn)行管控水平，確保能源消耗得到精準(zhǔn)、科學(xué)的控制。建筑空調(diào)系統(tǒng)在成功實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行臺(tái)數(shù)優(yōu)化控制、設(shè)備啟停優(yōu)化控制、焓值優(yōu)化控制、水循環(huán)壓力優(yōu)化控制等措施以后，建筑總能耗降低約20%，節(jié)能效果十分顯著。對(duì)于現(xiàn)階段公共建筑運(yùn)行管理，為達(dá)到預(yù)期的節(jié)能控制效果，需依托于BAS，即現(xiàn)代化樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)。

（三）完善節(jié)能制度

公共建筑的功能、類型、規(guī)模以及所處地區(qū)等條件不盡相同，這也造成了其暖通空調(diào)能耗方式的差異性，但無論能耗方式怎樣變化，完善的節(jié)能制度都是必不可少的[6]。充分調(diào)動(dòng)制度所具有的功能，根據(jù)建筑特點(diǎn)，制定健全的節(jié)能提效制度，從大局出發(fā)，細(xì)化制度內(nèi)容，明確規(guī)定暖通空調(diào)使用細(xì)則，并設(shè)定一定激勵(lì)和獎(jiǎng)罰措施，加強(qiáng)建筑內(nèi)每一位工作人員的節(jié)能意識(shí)培訓(xùn)，尤其是政府機(jī)關(guān)單位的辦公建筑，更應(yīng)切實(shí)做好節(jié)能管理，從而起到模范帶頭作用。

三、總結(jié)

作為公共建筑主要能耗設(shè)施，暖通空調(diào)方面的節(jié)能提效工作具有十分重要的意義。為此，從設(shè)計(jì)到管理每個(gè)環(huán)節(jié)都形成良好的節(jié)能提效觀念，通過加強(qiáng)輸配能效控制、合理設(shè)定環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、積極應(yīng)用節(jié)能技術(shù)、準(zhǔn)確計(jì)算能耗計(jì)量、合理調(diào)控負(fù)荷、完善節(jié)能制度等有效措施改善暖通空調(diào)運(yùn)行模式，最終使其在滿足人們基本需求的基礎(chǔ)上，真正實(shí)現(xiàn)高水平的節(jié)能，提高能源利用率，推動(dòng)公共建筑可持續(xù)發(fā)展。

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