浅析大型公共建筑暖通节能设计

浅析大型公共建筑暖通节能设计

林嘉俊

广东省建筑设计研究院广东广州510016

【摘要】进入21世纪，随着能源及环境问题的日益严峻，对于暖通空调系统的应用愈加广泛，尤其是在大型的公共建筑中，暖通空调系统的运行能耗一般会占据建筑能耗的一半及以上，于是建筑节能的关键点就是降低这部分能耗，这是暖通空调工程将面临的长期挑战，本文围绕公共建筑暖通空调系统的节能与环境保护设计展开论述，对此提出了一些提高能效的对策和建议，下面逐做例举。

【关键词】公共建筑；暖通空调；设计；节能；环境保护

新时期下，世界科技得到了快速发展，能源消耗越来越多，暖通空调作为建筑工程的能源消耗大户，在进行建筑设计时，节能、环保、减排都是目前的设计主题，并且对环保节能的要求逐渐扩散到各个领域。然而，随着生态环境问题和能源危机问题的日益严峻，对于石油、煤炭等不可再生能源的开采及使用也引发了全社会的共同关注。根据相关数据统计：空调所占据的电源能耗占家庭用电的60%左右，约占社会总能耗的20%。此外，由于近年来建筑物密闭性的增加，以及各种装饰材料的使用，使得室内甲醛、苯、胺等化学污染物含量往往超过国家规定标准，并对人体健康造成了极大的影响。为了有效地解决上述问题，需要广大技术人员加强节能与环保技术在暖通空调系统中的研究，不断提高空调系统的节能设计水平与运行管理水平，采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用，并大力开发可各类环保技术在暖通空调系统中的应用。

1、能源问题对于社会的重大意义

现今，能源是人类活动的物质基础。在世界上，能源的发展，能源和环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题，其主要经历了四个阶段，即能源节约、能源守恒、能源有效利用、能源的可持续利用。为了能够更好的实现能源的可持续利用，公共建筑的供暖系统、制冷系统开始不断的进行完善，使其减少能耗，提高能源的利用率。随着生活水平的不断提高，建筑耗能所占的比重不断增加，特别是通暖空调系统，其耗能占据了总耗能的60%之多，并且在夏、冬季的用电高峰期，暖通空调系统极大的增加了其负荷度，如果能够提高公共建筑暖通空调系统的能效，尤其是夏、冬两季高峰期的暖通系统能效，那么将对于建设资源节约型社会有着重要意义。

1.1公共建筑暖通空调系统的应用分析

公共建筑是人们进行各种公共活动的场所，包括办公建筑（写字楼、政府办公大楼）、商业建筑（商场、百货、娱乐场所）、旅游建筑（名胜古迹）、科教文卫建筑（学校、医院）、通信建筑（邮电局、广播用房）、交通运输建筑（车站、机场）等。从物理学的角度来定义能效就是指发挥作用与实际能耗的能源量之比。从消费观的角度来定义能效为终端用户提供的服务与所消耗的总能源量之比。现代意义的节约能源并不是强制地去减少使用能源，降低生活品质，而应该是如何提高能效，降低能源消耗，讲的通俗点也就是“该用则用、能省则省”。公共建筑的能耗包括大楼所消耗的电资源、水资源、大气资源等。而在这些能耗中，又以耗电所占的比例最高，因为在公共建筑中，人员较为密集，人流量相对而言比较有规律性，且在公共建筑中，公共通道、走廊等所占面积较大，门、窗的开关十分频繁，其与居住建筑相比，需要设置全年性的供暖、通风系统，而且室内环境参数的标准较高，所以电的能耗也很高。根据笔者的实际调查发现，商场的耗电指标在230~340kWh/mZ之间浮动，酒店的耗电指标在50~150kWh/mZ，综合性商业大楼的耗电指标在50~250kWh/mZ之间，其中空调和照明系统耗电比重较大，特别是空调系统，其耗电占据了50%之多，想要做好公共建筑的节能，空调节能是主要的切入口。目前在公共建筑暖通空调系统中的问题主要表现在设备的效率与额定值相差较大，冷水机组的冷量配备往往在设计时都选择偏大的机型，从而造成无形的浪费，以及能源的损失。

1.2公共建筑暖通空调系统提高能效的对策分析

1）优化空调系统的设计，《公共建筑节能设计标准》于2005年7月颁布，该标准中对公共建筑的通风、供暖以及空调设计都提出了十分明确的设计要求。在设计阶段进行创新，来降低空调的能耗，是从源头来控制节能，一个设计完全的空调系统对于节能、省电有着十分重要的影响。在进行设计的时候，对室内设计的温、湿度和建筑冷热负荷进行合理的确定以及精准的计算，这样能够更好的优化系统的形式。以建筑的实际负荷变化为基础，来进行冷水机组装机容量和台数的配备，完善输配系统，能够更好的提升暖通空调系统的效用。计算出全年不同时段的动态负荷量，负荷指标是空调设计中一个重要依据，每个工序的冷、热负荷的确定都要根据负荷指标来确定，但是用负荷指标所推断出的冷源安装容量与实际需求还是存在了一定的差距，一般要大了三分之一左右。当然在《公共建筑节能设计标准》中也对该项内容作了详细的规定，如果是建筑的能耗与标准的刚性需求还存在一定差距时，就必须计算出全年的动态负荷量，其中包括冷负荷、热负荷以及全年的能耗。目前技术该数值的软件也较为成熟，例如常用的DeET，DOE-2等，根据软件计算出来的数据能够更加准确的把握全年各个时段冷、热负荷的累计规律，进而在优化热源设备的控制策略上更具针对性。

2）有效的提高输配系统的效率，输配系统最主要的用途就是将冷热量和新风从空调机房传送至房间。公共建筑与一般的住宅不同，在60~70%的电力耗量都在分配与输送冷量的过程中流失了，其中风机水泵在传输的过程中所耗费的电量就占据了10%之多，但是在这一部分降低耗能的可能性往往是最大的，也是公共建筑节能应该把握的重点。

2、暖通空调设计的注意事项

暖通空调设计前要对建筑物了解清楚，如果想做好一个建筑物的暖通设计，同时达到适中的使用效果，通俗的说就是暖通的设计不但经济，使用，同时还要达到美观，为了能够达到上述要求的设计标准这就需要掌握以下几方面的了解。第一是了解清楚暖通设计的建筑物在整个总图的位置，以及四周建筑物，还有建筑物周围供热，供水，供电等各种管线的敷设方式是采用的明设还是暗设，这看似极其简单的敷设方式，其实本身是建筑物设计供热的客观条件之一。同时也是在特殊情况下考虑风力，光的强度等因素的参考数据之一。第二是了解清楚建筑物内的人员的具体数量，以及使用时间还有是否有废气排放，这些看似微不足道的数据可以用来计算暖通设计负荷以及划分系统的数据。第三建筑物的层数，层高以及建筑物的总高度，看是不是符合国家规定的高层建筑的标准。近年来我国建筑法相应出台一系列的政策和规范，像十层以及十层以上的住宅楼，建筑物高度超过24m的其他民用建筑，这些符合要求的建筑物都要严格遵守高层民用建筑设计的防火规范，因为建筑高度达到一定高度之后，在发生特殊情况时要及时的采用灭火器进行处理，采取防火规定的目的是为了能够未雨绸缪防患于未然。第四是建筑物内部防火分区的划分，防烟分区，防火墙位置的砌筑，以及火灾疏散人们的路线，换句话说如果对这些问题都没有了解清楚，根本就没办法设计防烟排烟系统，毋庸置疑也不知道在哪里设置防火阀门，同时暖通设计中存在着很多安全隐患，为了能够使暖通设计更好的完成，这需要施工单位以及设计单位在施工之前了解清楚上面提到的所有问题。

3、注重对环境的保护

建筑节能已是全球建筑界经过深思熟虑后的共同选择。暖通空调耗能是建筑耗能的大户，工作人员通过大量的研究，发现空调系统的能耗令人惊诧，因此要想方设法降低能耗，下面对此逐做例举。

3.1暖通空调系统耗能的特点

空调系统主要由冷热源、机房设备、管路系统及其媒介、末端设备等构成，室内空气坏境的冷热质量也会影响到暖通空调系统的质量，另外暖通空调系统的冷热是通过交换形式完成的。因此，热回收技术是将空调机组排放出的热量进行回收来节能减排，从而提高能源的使用效益。

3.2暧通空调系统节能措施

暖通空调是我们现代社会获得优质居住环境的一个保障，目前对其进行节能研究以及新技术的研发方法也多种多样。本文就其以下几个方面对其进行研究与分析。

1）节能设计设计方案对暖通空调系统节能有着重要的作用，因此，暖通空调系统在设计阶段就要考虑节能设计。

2）降低冷、热负荷从暖通空调的耗能组成可以看出：暖通空调系统的耗能主要决定于空调冷、热负荷的确定和空调系统的合理配置，所以暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷的确定。

3）围护结构的保温性能，目前为止我国的建筑型式主要以混凝土结构、砌体结构以及组合结构为主，这些围护结构散发传递了大量的热量，形成较大的冷、热负荷。良好的建筑外保温维护结构可以确保建筑对能源的需求减少，降低能源的总体消耗水平。我国除了在外墙保温隔热技术作为建筑节能设计外，还一直坚持“六面保温”设计，既：屋面、地面和楼面、楼梯间隔墙、门窗及门窗框体等均采用保温隔热性能好的材料，来降低传热系数，使其达到国家规定的标准，更好地实现降低冷、热负荷，保证暖通空调系统的正常运行。

4、结束语

综上所诉，暖通空调系统要注重节能、环保，要考虑其舒适等各方面的重要性，空调水系统的施工要注意安全，节省材料，不断提高暖通空调系统的质量，让人们居住的更加舒适。

参考文献：

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