建筑环境与暖通空调节能分析

杨 轶

（七冶建设有限责任公司贵州 贵阳 550014）

建筑环境与暖通空调节能分析

杨 轶

（七冶建设有限责任公司贵州 贵阳 550014）

经济的高速发展导致能源消耗不断增加，节能环保问题被提上日程。从近年来我国能耗模块分类结果可发现，建筑类的能耗占全国能耗的30%以上，而暖通空调占建筑类能耗的60%以上，所以如何做好建筑环境与暖通空调节能工作是相关人员需要解决的问题。

建筑发展；生态环境；暖通空调

引言

自从改革开放以来，我国经济发展速度较快，建筑行业作为经济发展的支柱性产业之一，更加受人重视。在为各行业提供舒适生活的的同时，空调耗能问题凸显，高耗能与环境保护理念、可持续发展目标相违背。能源是经济发展的动力源泉，但是全球已经进入到能源紧缺的境地，如何从暖通空调上入手，做到节能减排，本文将进行分析。

1　暖通空调能耗的构成

我国地处亚热带地区，四季分明，冬季与夏季如果仅依靠自然环境，人会产生不适感，为了打造更加适合人类居住的生存环境，必须通过空调等外力来改善室内环境。暖通空调的整体能耗水平较大，占到建筑能耗的60%以上，所以必须要对其进行完善。从暖通空调能耗的构成部分进行分析发现，暖通空调系统包含了空调冷热负荷以及空调系统配置等问题。所以对暖通空调节能性进行调节的关键点就是调节空调的外界负荷与内部负荷。根据不同建筑类型的不同特点，合理选择采暖与通风空调设备，为人类的生活和工作创造舒适的环境，同时，尽量减少空调的负荷，减少对生态环境的负面影响。

2　室内环境

暖通空调存在的意义就是为人们提供更加适合居住的生活环境，以调节人体热平衡为目的。房屋建筑热工设计可以利用房屋围护结构热特性来抵御室外温度的变化，让房间内部始终保持舒适。围护结构包涵了外围护结构以及内围护结构，内维护结构囊括地面、顶棚以及内隔墙等。在采暖建筑中，围护结构传热热损失占到整体热损失的较大比例，通常会超过60%。由此可知改善围护结构热工性能对于暖通空调节能建设来说意义重大[1]。

墙体是外围护结构的代表部分，作为承重的载体，通常难以满足保温与隔热的需求，所以复合墙体逐渐走进人们的生活。复合墙体通常会将砖或者是钢筋混凝土当做承重墙使用，和绝热材料相互复合，也可以用钢或者钢筋混凝土的框架结构，配合薄壁材料当成绝热材料使用。复合墙体节能技术中，墙体保温技术是十分关键的。常见的墙体保温形式包含内外保温、中间保温等，具体使用何种保温方式，需要根据建筑物的实际情况来确定，提升房屋建筑质量。

门窗是建筑外围护结构中的代表部分，从近年来的建筑施工情况了来看，大部分的门窗保温隔热性能比较差，并且门窗缝隙也是室外冷空气渗透到屋内的主要通道，不妥善的处理该问题，对建筑物暖通的影响是巨大的。通常情况下，大部分建筑物都使用砖墙与混凝土模板，窗户传热时产生的热损失和渗透到空气当中的热损失相结合，大约占整体热损失的50%左右，所以必须要改善门窗节能性。比较常见的方式是控制窗墙比例、提升窗户的保温性、提升门窗气密性等，保证各位置门的保温性能等[2]。

屋顶是建筑物防水、保温的主要部分，同时屋顶和外界的接触面积也是最大的，直接影响建筑物内部的温度。想要改善屋顶热工性能，需要从完善屋顶保温工作入手，综合保温技术与防水技术，综合研究提升屋顶性能的方式。因为平顶屋面和尖顶屋面的保温情况存在一些差异，所以需要根据实际情况选择保温措施。

选择科学的室内温度，可以完善暖通空调系统。冬季采暖设计一般可以使用稳态传热原理进行计算，直观的得到室内温度负荷。在满足热舒适的基本条件下，可以适当的降低一些室内温度，达到节能的目的，且该方式对冬季室外采暖设计温度比较低的地区，效果尤为明显。

不同城市室内温度与采暖能耗的对比如表1所示，对表1进行分析发现，在热舒适许可的条件下将冬季的室内采暖温度适当降低可以起到明显的节能效果。

表1　不同城市室内温度与采暖能耗比

室内温度对空调负荷的影响将主要体现于围护结构负荷变化上，同时也与室内人体的得热和失热等因素有直接关。夏季，在满足室内热舒适程度的前提下，适当提升室内空调的温度，可以明显的起到节能的效果。经过实际检验、计算发现，夏季室内温度升高1℃，空调可以减少8%左右的用电量[3]。空调室内外排风示意图如图1所示。

新风能耗属于暖通空调系统中能耗比较大的环节，新风的要求越高，则能耗越大。我国各地区在进行暖通空调设计时，新风量的设定标准与室内二氧化碳含量有直接关系，二氧化碳的浓度越高，对新风的要求越高。自从能源危机发生后，世界各地都开始降低新风标准，加强建筑物气密性。这两种解决方式虽然在一定程度上改善了建筑物的技能性能，但是如果新风和实际需求相差较大，容易产生病态建筑综合症，该症状会使建筑物内人身体处于亚健康状态，长此以往会影响生活质量。相关工作人员需要矫正从前的不科学做法，在舒适、健康与节能二者之间寻找一个最佳的平衡点[4]。

图1　空调室内外排风示意图

3　室外环境

空调负荷的主要产生对象是室外环境，并且对于空调与通风系统来说，室外参数选取存在一定的差异。设计参数的确定，要综合不保证率，因为室外的空气和温度是不断变化的，而空调系统大多时间也都存在于室外，始终都是在负荷的基础上运行，所以在进行暖通空调节能设计的过程中，需要多考虑室外环境对空调的影响等因素，合理利用暖通空调系统，提升系统运行效率[5]。

经调查发现，如果空气相对湿度比较高，人体的热舒适程度会下降。并且若湿度过高，会提升空调系统的潜热负荷，导致暖通空调系统能耗增加。在气候方面，可以通过完善太阳辐射使用效率的方式来提升空调的使用效率。在冬天时，建筑物南朝向所能接触到的太阳能辐射比较多，这属于外界的一种补偿性模式。太阳光入射角的大小会影响玻璃反射的热量，所以需要对玻璃等因素进行调整，控制射入室内的太阳光。而且通过南向窗户阳光射入室内的深度较大，对于砖石和混凝土等重质材料的建筑，有利于太阳热能更好地被建筑墙体、地面及物品所吸收和蓄存，提高室内温度，节约采暖用能[6]。

规划设计质量将直接影响建筑节能效率，规划节能工作需要从建筑物所在地区的选择、道路走向等方面入手，全面研究空间环境，优化建筑物所在地区微气候环境，充分的使用太阳能，提升节能效率。明确冬季与夏季的主导风向，多将自然因素应用到建筑规划中，提升规划的实效性。节能规划设计工作的主要目标就是分析建筑所在地区的气候决定因素，分析有利影响与不利影响，通过建筑规划布局等方式来利用上述信息，形成良好的气候条件，便于节能工作的正常开展。对建筑物周围进行绿化，通过绿化的方式来美化环境，防风的同时也可以防尘，对建筑节能有至关重要的作用。树木可以从地下吸取水分，水分会通过叶面蒸发出去，通过这些水蒸气来减少空气湿度。如果绿化布置得当，繁密的枝叶会起到遮阳的作用，让建筑物避免直接接受阳光的照射，减少建筑群地面接受的阳光辐射，也可以通过树木来引导风，使其按照设计人员起初设定的走向来走，阻挡不必要的风流。地面不仅可以反射太阳光，而且地面还会吸收太阳光当中存在的热量，待到太阳落山时，地面的温度依旧要比空气温度高，形成新的热源，产生消极热辐射，从侧面提升了空调的运行负荷。所以工作人员需要在建筑物周围广泛的种植一些草木，减少地面土壤的裸露面积，达到节能的目的。用户可以定期的对空调进行清理，洁净的空调系统运行效率要明显高于常年不清理的空调系统[7]。

综上所述，当代建筑暖通空调的设计基本原则，应以人为本，以关怀人为目的。21世纪的居住建筑，室内生活环境指标必须向更高层次的、全新的、舒适的指标转化。不论是居住建筑还是公共建筑，都以集中采暖或集中空调系统为主，以达到舒适和节能的目的。

4　结束语

建筑行业的发展，给环境带来了较大的负面影响，随着人们生活水平的不断提升，绿色、节能理念已经深入人心，在当前时代背景下，如何完善建筑环境，是提升暖通空调运行效率、减少不必要能耗的关键方向。国家可以制定政策法规，通过法律法规对建筑节能进行指导，体现出政府对该方面的高度关注，为节能提供法律依据。近年来国务院和有关部委也颁布了相关的建筑节能法规，制定了各自的建筑节能标准和规定；但是总的来说法规和政策还有待进一步的完善。从室外环境、室内环境、暖通空调能耗的构成三方面入手，阐述了建筑环境与暖通空调节能措施，旨在为相关工作人员日后工作提供参考，促使建筑业更好的发展。

[1]梁琳，翟荣兵，黄红.建筑工程项目暖通空调节能设计的相关问题[J].科技创新与应用，2014，03：222.

[2]孔庆根，陈讲运，何远嘉.暖通节能重在专注精细——访中国建筑节能协会暖通空调专业委员会主任委员中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院副院长路宾[J].供热制冷，2014，10：15～17+14.

[3]白翠翠.浅谈建筑环境与暖通空调能耗[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014，10：126～127.

[4]杨光，汤莉，汤广发，刘娣，熊帅.建筑生态环境与暖通空调系统的相关性研究[J].制冷与空调（四川），2006，04：33～37.

[5]吕梅花.高校建筑节能中暖通空调节能系统现状和技术措施[J].价值工程，2012，08：62～63.

[6]王志勇，刘泽华，王汉青，寇广孝.基于建筑环境的空调系统设计及节能分析[J].建筑热能通风空调，2014，02：54～57.

[7]刘烨，燕达，江亿.建筑环境设计模拟分析软件Dust第10讲暖通空调方案的经济性分析[J].暖通空调，2010，05：60～70+78.

TU83

A

1673-0038（2015）18-0081-02

2015-4-15

杨轶（1975-），男，彝族，贵州纳雍人，高级工程师，本科，主要从事项目管理工作。