民用建筑中空调能耗的节能技术研究

王 红 志

(山西八建集团有限公司，山西 太原 030027)

在民用建筑设计中，节能成为一项重要指标，且目前出现了许多节能技术，如果不能很好地应用这些节能技术，不仅不会起到降低能耗的作用，反而会使能耗大大增加，因此，需要对节能技术进行研究，以真正实现建筑能耗的降低。因此，对民用建筑中空调能耗节能技术的研究对提高能源的利用率，提升社会经济效益具有很重要的意义。

1 建筑节能适应性分析

建筑节能技术的适应性要求建筑类型与节能技术要相互协调，主要考虑建筑室内外的气候环境、建筑的类型以及节能技术方式。根据室内外气候环境，本文主要以夏热冬冷地区为研究对象；根据建筑的类型，主要选择民用建筑；根据节能技术，选取对建筑本体进行节能的技术，也就是对空调能耗产生的节能效果进行分析。对节能适应性的分析方法有层次分析法和影响因素分析法[1]，本文主要采用影响因素分析法来进行分析。

2 空调能耗影响因素

针对不同的使用模式，以空调能耗的影响因素为例，对空调能耗的差异性进行分析，并提出在民用建筑中，对空调能耗的节能设计方案要和其使用模式相适应。以夏热冬冷地区为例，在冬天，由于室外温度比室内温度低，为了减少热量的损失，一般采用最小换气方式，在夏天或过渡阶段，如果室外温度不高时，居民一般选择使用自然风，这样可以降低空调能耗，如果室外温度较高时，才使用空调，而且房间内长时间没有人就不使用空调，长时间有人时才使用空调，根据影响因素分析法，得出影响空调能耗与空调开启时间长短以及是否可开窗通风、窗户的性能等因素有关。

对某一天的室内外温度进行记录，得到室内外温度及通风量次数随时间变化的曲线如图1所示，当室外的温度在21 ℃～26 ℃时，如果室内温度低于室外温度，则不开空调，且不可开窗的室内温度比可开窗的室内温度高，而在上午10点以后，不可开窗的室温比较高时，需要开启空调对室温进行调节，此时的空调耗冷量就会比较高，而可开窗的室温可以通过开窗通风来调节，使空调的耗冷量为零。

根据可开窗和不可开窗的建筑，对使用空调产生的耗冷量进行统计，得到耗冷量随时间变化的曲线如图2所示，从图中可以看出，不可开窗的建筑耗冷量比可开窗建筑的耗冷量高很多。

3 降低空调能耗措施

对影响民用建筑空调能耗的因素进行分析，采取一定的节能措施，从通风能力、围护性能、窗户性能与窗墙比方面进行设定，以降低空调的能耗。

3.1 提高通风能力

由于通风能力的高低在空调能耗中占重要地位，通风能力的高低应根据建筑的实际情况进行设计，把开窗时房间的通风能力作为一个手段进行调节，在室外温度高于室内温度时，有通风设计的建筑可以开窗将室内的热量排出，以此调节室内的温度，减少开空调的时间，而没有通风设计的建筑，当室温比较高时，需要开启空调对室温进行调节，如果建筑的通风能力强，则可以很好地消除空调峰值的负荷，降低设备的容量和投资。

3.2 增强围护性能

根据不同季节对建筑围护的不同要求来设计围护结构，冬季取暖、夏季空调以及春秋过渡季所对应的围护结构性能各不相同[2]，具体性能要求如表1所示。

3.3 提高窗户性能

表1 不同季节对围护结构的要求

窗户自身的隔热性能和窗户的面积都会影响空调的能耗，传统的单层玻璃，其密封性和保温性都不太好，针对夏热冬冷地区的民用建筑，将单层玻璃改成普通的双层玻璃或是双层Low-E玻璃[3]，这样就可以提高窗户的保温性能，从而增强建筑的整体保温性能，减少空调的使用，达到降低能耗的目的。而且在通风能力较强的房间，如果在窗户上加装固定的遮阳板，这样会降低空调的耗冷量，在通风能力较差的房间，如果在窗户上加装固定的遮阳板，使用空调的耗冷量会增大，在建筑外面加装遮阳板，在冬季能充分利用太阳的辐射作用，在夏季能最大限度地减少太阳的辐射作用，以此来降低空调的能耗。

3.4 改变建筑朝向

建筑朝向的变化会改变窗户的散热和通风，进而影响建筑能耗，一般的民用建筑，是坐北朝南，如果因为一些原因无法实现坐北朝南时，也尽量使正房朝南或朝东，避免朝西北方向，以保证在冬季有阳光时，房间内有阳光照射进来，提高室内的温度，以此来达到节能的目的。

因此，建筑的通风能力越强，在夏季或过渡季，室外温度较低时，可以通过开窗将室内热量排出，从而使空调的能耗降低，且不随内部发热量的增加而增大空调的能耗；建筑的通风能力越差，围护的保温性强，室内温度较高时，在夏季或过渡季，室外温度较低时，不利于室内温度的排出，会使空调的能耗增加；对窗户进行外部固定遮阳板，冬季利用太阳辐射以提高室温，夏季利用遮阳板减少太阳辐射以减少空调能耗，同时采用双层玻璃或Low-E玻璃，也会使空调能耗降低。

4 结论

通过对民用建筑中建筑能耗的适应性分析，确定影响空调能耗的因素，并给出具体降低能耗的措施，结果表明：1)影响空调能耗的因素主要与居民开空调的习惯、空调开启时间长短、开空调房间等因素有关。2)通过调整户型结构、改变建筑朝向、增加门窗面积等方式来提高建筑通风能力；根据不同季节对围护结构的不同要求来设计，以提高建筑的保温性能；在夏季和过渡季在提高通风能力和外窗遮阳的同时，配置遮阳措施以减少太阳对室内的辐射，在冬季利用太阳的辐射以提高室内的温度；尽量让建筑坐北朝南，保证冬季太阳能照射到室内以提高室温，以此达到降低空调能耗的目的。