關于公共建筑暖通空調(diào)節(jié)能設計的探討

劉家林 陳 勇 洪 華

（貴陽建筑勘察設計有限公司 貴州貴陽 550081）

關于公共建筑暖通空調(diào)節(jié)能設計的探討

劉家林 陳 勇 洪 華

（貴陽建筑勘察設計有限公司 貴州貴陽 550081）

在公共建筑暖通空調(diào)設計過程中，應充分考慮項目的特殊性、項目所在地的能源供應條件；應進行不同方案的經(jīng)濟性對比分析。在本文中以貴陽市公共衛(wèi)生救治中心建設項目為實例探究具體的暖通節(jié)能設計措施。

暖通空調(diào)系統(tǒng)；冷、熱源；節(jié)能措施

近些年隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生活水平的逐漸提高，人們對室內(nèi)生活環(huán)境的要求越來越高，暖通能耗也隨之增大。建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗已約占建筑能耗的30～50%，且在逐年上升。這勢必會使能源供求矛盾的進一步激化。另一方面，現(xiàn)有的暖通空調(diào)系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用，使得地球資源日益匱乏，同時也帶來嚴重的環(huán)境問題，如在我國的一些地區(qū)酸雨、飄塵問題呈日益嚴重之勢，對生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展帶來了很大影響[1]。

本人有幸參與了《貴陽市公共衛(wèi)生救治中心建設項目節(jié)能評估報告》的編制，該項目擬建地點位于貴陽市烏當區(qū)下壩鄉(xiāng)谷定村。本項目建設內(nèi)容包括門診醫(yī)技樓、住院部、醫(yī)護留觀樓、后勤保障樓、行政信息樓、其他附屬建筑、連廊、入口大門、地下停車及設備用房等建筑。

暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。在實際設計過程中應根據(jù)各項目的特點選擇合適的系統(tǒng)形式。

1 暖通空調(diào)系統(tǒng)組成

暖通在學科分類中的全稱為供熱供燃氣通風及空調(diào)工程，包括：采暖、通風、空氣調(diào)節(jié)這三個方面，從功能上說是建筑的一個組成部分。也是公共建筑日常運行中必不可缺的一部分。暖通空調(diào)系統(tǒng)特別是中央空調(diào)系統(tǒng)是一個龐大復雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。在該項目中暖通系統(tǒng)能耗主要由通風系統(tǒng)能耗及中央空調(diào)系統(tǒng)能耗組成，其中中央空調(diào)系統(tǒng)又占用了絕大部分。

2 暖通空調(diào)系統(tǒng)可行性

在各項目實際設計過程中應充分考慮項目本身特點，選擇合適的系統(tǒng)。在該項目中通風系統(tǒng)較為簡單，地下車庫設機械送排風系統(tǒng)，采用雙速排煙排風風機，平時低速排風、消防時高速排煙；利用單速軸流風機進行平時及消防補風。其余各用房根據(jù)實際需要選擇自然通風或機械通風方式。

該項目中央空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模較大且對其可靠性、舒適性等有較高的要求。在節(jié)能評估報告編制前期因項目所在地附近因無天然氣管道，且未有明確的天然氣管道建設規(guī)劃，故本項目中央空調(diào)冷、熱源規(guī)劃見方案一（如表1）。

在報告編制后期了解到預計在2016年6月前天然氣管網(wǎng)將敷設到該項目附近，本項目建成投入使用后，能夠確保該項目的天然氣供應。本人對中央空調(diào)冷、熱源規(guī)劃做出了修改，見方案二（如表 2）。

在本次報告編制中各用房功能分區(qū)的差異導致了系統(tǒng)末端設備的不同，周邊能源條件的改變導致了方案一與方案二舒適區(qū)中央空調(diào)系統(tǒng)冷、熱源的巨大差異。

3 冷、熱源選擇

方案一與方案二對比分析后可發(fā)現(xiàn)，方案一的舒適區(qū)中央空調(diào)系統(tǒng)冷、熱源以風冷熱泵為主。方案二中舒適區(qū)中央空調(diào)系統(tǒng)則夏季主要采用離心式冷水機組制冷、冬季主要采用真空燃氣鍋爐供熱；其中兩臺離心式冷水機組為變頻機。

方案一中風冷熱泵機組cop值為3.57，而方案二中離心式冷水機組cop值不低于6.16；方案一風冷熱泵機組消耗二次能源電能，方案二中鍋爐則消耗一次能源。

冷、熱源系統(tǒng)和設備的合理選擇，是暖通空調(diào)系統(tǒng)能否節(jié)能的一個基礎條件。從節(jié)能角度看，主要應遵循以下原則：①冷、熱源方式及系統(tǒng)應首先符合工程的特點，尤其是要注意到工程的使用特點。②考慮到系統(tǒng)的最大負荷、最小負荷要求，做好冷、熱源設備的容量與臺數(shù)的搭配。③通過對全年的能耗分析、裝機容量的大小，結(jié)合當?shù)氐哪茉辞闆r合理的采用系統(tǒng)能源形式和系統(tǒng)方式。④在可能的情況下，應盡量采用同種類型中的高能效比設備。⑤應對以燃氣為一次能源的場合，宜優(yōu)先考慮采用燃氣熱[2]。

該項目則遵循以上原則確認了方案二為最終方案。

表1 空調(diào)冷、熱源規(guī)劃方案一

表2 空調(diào)冷、熱源規(guī)劃方案二

4 節(jié)能措施

針對該項目的特點，對暖通空調(diào)系統(tǒng)提出了多項節(jié)能措施。

（1）地下車庫平時使用的通風機的啟停通過監(jiān)測CO氣體濃度而進行控制。

（2）設置中央空調(diào)系統(tǒng)智能網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)接入樓宇BAS，可以實現(xiàn)空調(diào)設備的集中管理和空調(diào)計費，增強運行管理節(jié)能。

該系統(tǒng)使用冷凍水流量及溫度來測算空調(diào)負荷（需冷量），有效解決溫差或壓差表征空調(diào)負荷的不足。采用數(shù)據(jù)庫對空調(diào)負荷的變化情況進行記錄、統(tǒng)計、分析、運算和推理，基于歷史空調(diào)負荷及其變化趨勢，對下一時段的空調(diào)負荷進行預測，控制冷凍水流量，有效解決系統(tǒng)惰性的控制時滯問題。

根據(jù)空調(diào)負荷的預測值與實測值的比較，對系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)效果進行動態(tài)評估及修正，實現(xiàn)了基于負荷預測的冷凍水變流量控制，使供冷量與末端的需求量相匹配。

（3）采用變頻中央空調(diào)，變頻中央空調(diào)是在常規(guī)空調(diào)的結(jié)構(gòu)上增加了一個變頻器，可隨時調(diào)節(jié)空調(diào)壓縮機的運轉(zhuǎn)速度，從而做到合理使用能源。由于它的壓縮機不會頻繁開啟，會使壓縮機保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)，這可以使空調(diào)整體達到節(jié)能30%以上的效果。

（4）空調(diào)風系統(tǒng)盡量利用室外的自然風，減少風機的使用時間。

（5）采用高效節(jié)能水泵模式，根據(jù)中央空調(diào)系統(tǒng)各種工況設計定制最匹配的節(jié)能水泵，定制生產(chǎn)保證所有工況的情況下產(chǎn)生可以計量的節(jié)能效果，有效保證節(jié)能率；有效減小企業(yè)水泵節(jié)能改造的運營成本。

（6）合理控制空調(diào)溫度，醫(yī)院各科室、各病區(qū)要嚴格控制空調(diào)的室內(nèi)溫度，除特殊用途外，室內(nèi)溫度設置夏季不得低于26℃，冬季不得高于22℃，做到室內(nèi)無人時不開空調(diào)，開空調(diào)時不開門窗。

針對該項目所提出的節(jié)能措施均具有可操作性，且安全可靠。

5 結(jié)束語

能源是整個國民經(jīng)濟發(fā)展的物質(zhì)基礎，節(jié)約與合理利用能源是當今世界經(jīng)濟發(fā)展過程中的一個重大課題。在我國節(jié)約與合理利用能源是一項必須堅持的基本國策，也是我國建筑行業(yè)發(fā)展過程中的基本任務。暖通空調(diào)做為建筑能耗中的重要組成部分必須為我國節(jié)能減排事業(yè)做出應有的貢獻。

通過該項目的節(jié)能評估可了解到暖通空調(diào)系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，方案的選擇應充分考慮項目本身特點、項目周邊能源供應條件等。暖通空調(diào)節(jié)能措施要具有可操作性，能夠在暖通系統(tǒng)的平時運行中發(fā)揮作用。

[1]淺析暖通空調(diào)領域節(jié)能的重要性和可行性.中國建筑節(jié)能網(wǎng)，2012，01.

[2]張維亞.空調(diào)系統(tǒng)冷熱源方案選擇方法的研究[D].天津大學，2004.

TU831

A

1673-0038（2015）49-0118-02

收稿日期：2015-11-1

劉家林（1987-），漢族，河南信陽人，工程師，碩士研究生，主要從事工作方向為暖通空調(diào)設計。