浅议建筑暖通空调技术的节能

摘要：在建筑中，暖通空调是重要的组成部分，关系到建筑功能的实现。同时，暖通空调也在节能方面占据重要地位。本文对暖通空调节能进行分析分析，以供参考。

关键词：暖通空调；节能技术；问题；措施

中图分类号：TB657 文献标识码： A

一、前言

在建筑耗能中，暖通空调系统占据到建筑能耗的30%―40%，因此，加强建筑暖通空调节能技术的应用非常重要。

二、暖通空调系统简介

暖通空调是指室内或车内负责暖气、通风及空气调节的系统或相关设备。暖通空调系统的设计应用到热力学、流体力学及流体机械，是机械工程领域中的重要分支学科。暖通空调系统可以控制空气的温度及湿度，提高室内的舒适度，是中大型工业建筑或办公建筑以及高档住宅建筑中重要的一环。暖通空运系统是对空调实施的全面监控，如新风机组的监控，监视新风机组的运行状态、风机出口的空气流量和空气温度、湿度，控制风机的启动和停止，控制水侧调节阀，已达到预设的温度和湿度定值。暖通空调系统是一个国际性的产业，其相关工作包括系统的运行、保养、设计及架构、设备制造商及业务、研究以及教育推广。目前对于暖通空调系统节能研究较多，且取得了较好的研究成果。

三、暖通设计中绿色节能技术应用的必要性

随着社会不断发展，能源消耗需求越来越大，能源是推动社会发展和经济发展的动力，但是近年来，能源发展已经很难满足经济发展需求。可以看到，近几年我国GDP增长速率达到了10%左右，但是能源增长率仅为4%，倡导“绿色节能”是社会发展的必由之路。现在，暖通空调系统使用的大多是电能等不可再生能源，虽然我国是一个地大物博的国家，能源总量丰富，但是高速度的能源使用仍然让我国面临能源短缺的问题，并且造成了日渐严重的环境问题，例如酸雨、沙尘暴等自然灾害发生的频率越来越高。

据调查统计，暖通空调系统占据总用电的30%以上，这种情况在炎热的夏季更甚，在暖通设计中运用绿色节能技术，能够有效降低电力消耗，还能够减少能源消耗，达到能源保护和环境保护的目的，对维护生态环境健康发展来说有重要作用。加大绿色节能技术的研究力度，能够节省暖通消耗的能源高达50%。这样，不仅能够节省暖通用户的电费，还能够保护环境，有效节省我国有限的能源，兼具社会性和经济性的双重效益。由此可见，暖通设计中绿色节能技术的应用意义重大。

四、目前暖通空调节能中存在的问题

暖通空调系统是一个复杂的系统，系统的设计方案直接关乎其使用性能，同时也直接影响系统的使用过程的能耗情况。例如在新风系统的设计过程中系统设计新风量时应按照室外气象参数的不同而做出调整，从而减少启动主机所消耗的时间，即减少能量消耗和浪费，由此可以看出暖通空调系统的设计方案对空调能耗有着重要影响。但是在实际生产中很多厂家不重视暖通空调系统的设计，或者受到利益等因素的诱惑而造成暖通空调系统存在一系列的问题。例如很多暖空调系统是根据最大负荷来设计的，但实际应用中系统仅能在部分负荷状态下正常运行。这种情况下如果系统各个部分的设计不能满足部分负荷下运行的技术要求，系统的运行就会大大的增加能耗，且大部分能耗没有被有效利用，而是用在不必要的闲置部分上，同时还会造成机器成本升高，能量损耗严重以及后期的维护费用增加等问题。

五、暖通空调节能技术的应用

1、被动式太阳辐射

简单地说，被动式太阳辐射的原理就是根据当地气候条件把房屋建造在最合适的位置，尽可能让安设在房顶上的太阳能接收板被太阳最大程度地直射（见图1）。但是，对于暖通空调技术来说，太阳辐射是一把双刃剑：虽然利用太阳辐射可以充分减少室内照明设备的能耗，但是它还会引起空调系统日射冷负荷的加大。

图1被动式太阳能辐射示意

经过多年实践表明：对于大部分大型建筑和全部的小型建筑而言，被动式太阳辐射好处很多，最适合应用在新建工程及重大改造工程中，目前已被有效地应用于美国的办公楼、仓库、学校、健康护理中心、图书馆、机场等大约17000幢商业建筑中。具体的措施如下：

（1）选择节能玻璃：在以供冷为℃主的地区内，建筑物可采用单层镀膜玻璃或外层镀膜玻璃，它们可以在有效透过可见光的同时，遮挡直射的阳光以及室内长波辐射；有些地区是以采暖为主的，这些地区的建筑物可采用内层低辐射镀膜玻璃或者双层中充惰性气体玻璃，它们可以遮挡室内的长波辐射，充分发挥温室效应来提高室内温度。目前，国外最新研制成¡功的智能窗，就是利用液晶技术根据室外阳光的强度不同来改变玻璃的透明度。

（2）采用通风窗技术：可以将空调的回风引入到双层玻璃的夹层中间，带走中间层的热量，间接吸收室©内热量。

（3）增设建筑外遮阳板，将太阳能电池和外遮阳板结合起来使用，这样既可以降低对室内空调的依赖，也能为室内照明提供能源。

2、充分利用有组织的自然通风

自然通风是目前绿色建筑中广泛采用的一项技术。我国建筑从很久之前就有坐北朝南的讲究，这就是对自然通风的充分利用。只不过现代人将自♀然通风与最新技术结合在一起，使我们对自然通风的利用达到了一个新的高度。自然通风和建筑物的形式、当地的热压、风压、空气热湿度以及污染程度息息相关。众所周知，自然通风能够在过渡季节为室内提供新鲜空气，还能够在夏季夜间降低围护结构及室内各类家具的蓄热量，这样就可以减少第二天空调系统的启动负荷。通过试验我们得出：夜间的充分通风可以使得白天室温降低3℃左右。例如：位于日本的高崎市的政府办公大楼、松下公司情报大楼等都是充分利用了自然通风。如果建筑的外窗无法开启或者建筑外窗采用的是双层玻璃幕墙，可采取将室外空气先引入玻璃的间层里，然后再排到室外，这被称为“会呼吸的皮肤”。自然通风在绿色建筑中应用的最终目的就是尽可能减少传统空调系统的使用时间，从而减少耗能，降低污染。

3、置换式送风系统

置换式送风系统最先被欧洲北部的芬兰、瑞典等一些国家所使用，是一种新型的建筑通风方式。新鲜风流经过净化以及湿度调整后采用下送风、顶回风的方式。由于在当初设计时就控制送风的温度、速度相对较低，所以新风的密度大，沉积在室内的底部，恰好是人员活动最频繁的区域，随着不断从人体及设备等处吸收热量，空气会不断上升，这就会将室内的热量及污染物带到房间的上部，由房顶处排风口被排出室外，使房间内的人处于空气质量较高、温度适宜的环境中，同时也减少了建筑能耗。由于下送风只需保证人体周围的环境品质，因此，也减少了空调负荷，目前，在绿色建筑中广泛应用。例如：位于德国法兰克福的商业银行办公大楼就采用了地板送风式空调系统。

图2置换式送风系统

4、冷辐射吊顶系统

众所周知，在大多数建筑中，各种办公及照明设备是最主要的热源，其中辐射成分能占到50%以上，所以，采用辐射的形式供冷可以有效平衡这部分热量，而且大量实验证实辐射供冷可提高人的舒适感。现在很多大型商业建筑都采用辐射板和室内吊顶相结合的冷辐射吊顶系统，冷辐射的环境品质特征很明显，吊顶空调的节能特性很强。在应用冷辐射吊顶系统时应注意几个问题：①房间的窗户采取合理的遮阳措施是必不可少的，目的是为了减少太阳辐射的影响；②在空气温度和湿度较高的地区，必须采取一些措施来确保冷辐射吊顶不结露；③注意控制室内空气的流ม速。

图3为冷辐射吊顶系统的示意图。

六、结束语

总之，暖通空调节能技术符合我国可持续发展战略的要求，大大降低了建筑能耗，促进了节能减排，该项技术的应用范围日渐广泛，也具有广阔的发展空间。