试论大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化

董波

摘 要：目前，我们的社会大背景是低碳节能，而建筑节能是永恒的主题之一，暖通空调系统节能又是建筑节能中的主角。随着人们生活水平的持续提升，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。该文在阐述暖通空调系统特点的基础上讨论大型公共建筑暖通空调系统面临的问题，并提出具体的节能优化措施，希望能为我国大型公共建筑暖通空调系统的节能及优化的实践提供参考。

关键词：大型公共建筑 暖通空调系统 节能优化 措施

中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0234-01

经济的高速、长期发展不仅使我国变成世界第二大经济主体，还带来日益严重的环境问题、资源问题等，我国当下是全球CO2排放量最大的国家。为有效缓解环境、资源等压力，确保经济可持续发展，我国政府全力推进节能减排，大力发展低碳经济，积极倡导绿色建筑，对建筑暖通空调系统提出更高的节能要求。

1 暖通空调系统的特点

首先，暖通空调系统相互耦合、构成复杂，由冷热源、房间冷热末端、冷热量输配三大子系统构成，任何一个子系统都包含着多个子子系统[1]。暖通空调系统涉及每一个子系统之间的相互耦合和关联，很难求解。其次，暖通空调系统有很多种形式，难以选择。为实现相同的控制空气环境的目标，通常会选择多种形式的空调系统，如大型公共建筑暖通空调系统的选择困难具体体现在要综合评价造价、适应性、运行能耗等多个因素，才能合理判断大型公共建筑采用暖通空调系统的形式。第三，暖通空调系统的设计影响因素多样多变，包括气象条件、建筑内部热扰、建筑围护结构的热工特性、建筑内外部空间形状、建筑使用需求等，它们大多数都拥有动态性特征，尤其是建筑围护结构传热过程、建筑使用规律、气象参数等。作为暖通空调系统设计师，有必要重点考虑低碳节能的社会大背景，改变以往轻节能、重功能的设计理念，树立以节能为基础的新的设计理念，并掌握动态分析工具，找寻具体有效的节能优化措施，以设计出更多低能耗、高能效的暖通空调系统，为建筑节能做贡献。

2 大型公共建筑暖通空调系统面临的问题

在运行暖通空调系统时，普遍存在一高两低现象，即系统运行能耗高，运行效率低，循环水泵及冷热源负荷率低[2]。就大型公共建筑的中央空调系统而言，造成一高两低现象的主要原因都集中在设计、控制机系统优化等方面。从系统优化的角度出发，暖通空调系统的优化已取得较大的成绩，但暖通空调系统是非线性的、多变量的、大滞后的，它极易受到室内外环境的影响，加上各个系统设备之间的关系是相互制约的，无法独立存在，所以大型公共建筑暖通空调系统面临新风量、温度等跟能耗之间相互制约，舒适度、系统设备效率跟建筑能耗之间相互制约，电力需求能耗、CO2气体排放等跟系统节能优化之间相互制约等问题。目前，我国大型公共建筑容积率高，多采用大玻璃幕墙，遮阳隔热的性能相当差，导致建筑承担较大的冷热负荷，空调使用期很长，造成大型公共建筑高能耗。在大型公共建筑中，暖通空调系统需要及时得到节能优化，才能促进实现节能目标。

3 大型公共建筑暖通空调系统节能优化的措施

3.1 变频暖通空调系统节能优化

近年来，广大群众对变频空调有初步的认知，很多家用空调都有一系列变频产品选择，虽然价格较高，但消费者还是认可。同理，大型公共建筑的暖通空调系统也应使用变频技术，虽然会稍微增加初期投资，但其后期运行能节省很多费用，并实现节能减排的目的。暖通空调系统主要由水系统、风系统共同组成，能耗组成方式也是如此。在水系统中，节能优化的关键之处在于降低冷水机组跟水泵的能耗；而在风系统中，风机能耗占据很大的比例[3]。如果大型公共建筑的暖通空调系统能使用变频技术，那么当系统降低负荷时，暖通空调设备的输出功率就会随之变化，能收获较好的节能效果。

3.2 变风量暖通空调系统节能优化

在大型公共建筑暖通空调系统的风系统中，风机能耗占据很大比例，因为变风量系统随时都能根据建筑负荷的变化而产生相应变化，及时对送风量进行调节，以减少风机能耗，实现节能目的。同时，在设计变风量系统时已经进行了分区布置，因而分区调节较方便，能满足建筑中不同房间对暖通空调的需求。调节暖通空调系统风机送风量的方式有很多，如采用调节风阀、变频电机等，收获的节能效果也各不相同。

3.3 变水量暖通空调系统节能优化

对大型公共建筑暖通空调系统的水系统来说，能耗最大的通常都是冷水机组，因而只需降低其能耗，就能解决暖通空调系统面临的最大的节能降耗问题。在实际使用过程中，暖通空调系统很多时间都是部分负荷运行，系统水量会发生相应变化，也能实现节能目的。目前，空调新技术层出不穷，包括动态工位调节、置换通风、波动送风、椅下低速送风等，节能效果良好。

4 结语

建筑节能的实现势必离不开节能产品、节能技术，但大型公共建筑暖通空调系统节能的重点在于树立以节能为基础的专业设计理念，实现节能产品、技术等的科学选择，并完成系统优化，以创造出更多投资合理的、技术适宜的、系统整体优化的、低排放低能耗的暖通空调系统，真正实现节能目标。

参考文献

[1] 李玉心.绿色理念在建筑暖通空调系统节能设计的应用探讨[J].知识经济，2014（12）：106.

[2] 康立君.建筑暖通空调系统节能方案的优化设计[J].黑龙江科技信息，2013（11）：193.

[3] 郭福利.暖通空调系统节能在建筑工程设计中的问题及对策研究[J].河南科技，2013（7）：167+202.