淺析公共建筑的 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計和施工管理

鄧偉

隨著我國社會的發(fā)展，人民生活水平的提高，對室內(nèi)的溫度和濕度要求也越來越高。尤其是隨著中央空調(diào)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，在節(jié)能方面也提出了更高的要求。文章以某高層建筑為例進行分析，了解公共建筑中空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計與施工管理工作，明確空調(diào)系統(tǒng)下，重要空調(diào)應(yīng)用、水系統(tǒng)設(shè)置以及新風(fēng)泵安裝的關(guān)鍵內(nèi)容，并從實際案例處出發(fā)，整理出空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計與施工的相關(guān)經(jīng)驗，以期為之后公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用與施工提供相關(guān)建議。

隨著人們生活水平提高、節(jié)能意識增強、綠色建筑理念宣傳加強和綠色建筑標準實施完善，節(jié)能問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點。在我國，政府投資建設(shè)大型公共建筑已經(jīng)不是新鮮事了。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展速度越來越快，公共建筑物也越來越多，而空調(diào)系統(tǒng)作為集中空調(diào)系統(tǒng)與自然通風(fēng)相結(jié)合以達到降溫的目的同時也是節(jié)能效果顯著的一種綠色通風(fēng)技術(shù)。在節(jié)能方面可以從三個方面進行考慮：一是對空調(diào)系統(tǒng)進行整體考慮（包括設(shè)備選型與安裝、運行管理等);二是加強對建筑功能分區(qū)和運行特點的研究；三是針對不同季節(jié)采取制冷和熱工措施降低室內(nèi)溫度。

一、公共建筑的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計和施工管理工作重點

首先，設(shè)計與施工單位需合理設(shè)置空調(diào)回水溫度?；厮疁囟仍礁撸覂?nèi)環(huán)境越熱，導(dǎo)致人體不適。特別是夏季氣溫較高，室內(nèi)溫度過高是引起夏季室溫過高的主要原因之一。因此建議采用回水溫度較低時在室內(nèi)放置加濕設(shè)備降溫效果更好。其次，設(shè)計與施工單位需控制好室內(nèi)濕度。建筑內(nèi)室溫由外到內(nèi)依次是建筑內(nèi)溫、濕度和相對濕度，在保證空調(diào)環(huán)境質(zhì)量時，應(yīng)盡量采用負壓加新風(fēng)方式，以提高空氣質(zhì)量，加大新風(fēng)量以提高新風(fēng)換氣次數(shù)，并確保其正常工作。再次，設(shè)計與施工單位應(yīng)避免熱量散失。部分區(qū)域冬季時室內(nèi)溫差較大；夏季溫度高，室內(nèi)空氣干燥，室內(nèi)溫度也高。因此，在夏季時要利用空調(diào)系統(tǒng)降低室溫，減少室內(nèi)空氣的流動現(xiàn)象。冬季時室內(nèi)會選擇供暖，設(shè)計與施工單位需避免室內(nèi)溫度流失的情況。

同時，設(shè)計與施工單位需采用空氣法調(diào)節(jié)空調(diào)技術(shù)，具體為：①在室外增設(shè)新風(fēng)量；②采用新風(fēng)方式。通過采用合適的新風(fēng)方法可增加室內(nèi)空氣含氧量，提高建筑物室內(nèi)和室外環(huán)境空氣質(zhì)量，使室外新鮮空氣引入室內(nèi)，將室內(nèi)污染物濃度降低3%~5%，調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量與建筑內(nèi)溫度、濕度等，滿足人們生產(chǎn)生活的基本空氣需求。通過對各類熱空氣來源進行選擇與調(diào)解，可以達到室內(nèi)應(yīng)用標準溫度，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量。最后，設(shè)計與施工單位對于一些通風(fēng)條件較差、人員較少以及室外溫濕度較低地區(qū)，可以采用局部制冷或者換氣方式間接降低室內(nèi)溫度以改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量；對于通風(fēng)較差的樓層采用自然通風(fēng)方式；對于熱霧、冷霧等新型排風(fēng)裝置；通過減少局部新風(fēng)排放等多種方法來保持室內(nèi)空氣的新鮮；對于有異味、濕度過高也會引起室內(nèi)人員不適的情況，針對室內(nèi)人體不適甚至生病等一系列現(xiàn)象，控制室內(nèi)溫度，輔助器調(diào)節(jié)到適合居住溫度（5℃以下），室內(nèi)空氣較佳的時候，可以合理使用空調(diào)系統(tǒng)。

二、公共建筑空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計及施工原則

我國公共建筑空調(diào)設(shè)計的技術(shù)和設(shè)計水平均有了很大的提高，但仍存在很多不足。比如：在設(shè)計中需要根據(jù)各樓層的實際情況進行科學(xué)設(shè)計。首先，在設(shè)備選型上，應(yīng)充分考慮到不同區(qū)域間的區(qū)別，避免冷熱源交叉使用等，這就要求空調(diào)設(shè)計人員要提高技術(shù)水平和設(shè)計人員的綜合素質(zhì)，也要充分考慮各系統(tǒng)的要求、了解冷源及風(fēng)機選型，并對整個系統(tǒng)進行計算分析。

1.中央空調(diào)

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，人民生活水平也在不斷提高，人們的需求也發(fā)生了很大變化，對室內(nèi)環(huán)境也有了新的要求。人們現(xiàn)在在生活質(zhì)量方面有了很大提高，對室內(nèi)通風(fēng)、換氣越來越重視。因此在設(shè)計過程中就要充分考慮室內(nèi)空氣質(zhì)量及對人體健康及室內(nèi)環(huán)境要求。通常來講，室內(nèi)外環(huán)境溫差大的情況下可能會使室內(nèi)空氣對流，影響到人們體質(zhì)，并且由于長時間處在室內(nèi)空氣不流通環(huán)境下所帶來的健康問題也容易被人們所忽略；所以對中央空調(diào)設(shè)計時一定要做到通風(fēng)換氣、保證室內(nèi)有一定的空氣質(zhì)量。同時還要對空氣中有害物質(zhì)如甲醛、苯等有很好的過濾作用；并且減少噪音也為人們生活提供了一個舒適的環(huán)境。這也就要求公共建筑必須根據(jù)室內(nèi)環(huán)境來選擇中央空調(diào)，并設(shè)計出滿足通風(fēng)和健康要求的空調(diào)系統(tǒng)，充分考慮室內(nèi)空氣質(zhì)量、健康以及減少能耗等問題，嚴格按照相關(guān)標準和規(guī)范執(zhí)行設(shè)計與施工。

2.水系統(tǒng)

水系統(tǒng)是公共建筑空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，對保證空調(diào)效果有著重要的作用。很多建筑物的室內(nèi)溫度大多在20℃~30℃之間，有的甚至達到40℃，為了避免冷量損失，將會使用水進行系統(tǒng)處理。這就需要用到冷卻塔進行散熱，或者說空氣經(jīng)過冷卻塔之后冷卻。水系統(tǒng)的設(shè)計就相當于將熱源降溫之后放入冷卻塔中，然后經(jīng)過一系列的處理過程就能達到降溫、減溫的目的。它主要為降低能耗、保護環(huán)境。而對于一些空調(diào)效果不明顯或者空調(diào)系統(tǒng)運行效果差的房間，則會采用一些節(jié)能設(shè)備來達到節(jié)能的目的。有些空調(diào)設(shè)備都是獨立運行。比如一些封閉或半封閉的房間里一般不會有水進行處理，但會有少量污染物排出，如果將這些污染物進行處理，就可以對室內(nèi)空氣質(zhì)量進行改善或調(diào)節(jié)。

3.新風(fēng)泵

新風(fēng)泵，又稱通風(fēng)管道泵，是指從室外排出的空氣經(jīng)過管路進入室內(nèi)，然后通過進風(fēng)口將室內(nèi)污染物排出，是一種新型的中央空調(diào)的輔助設(shè)備。在建筑工程中普遍應(yīng)用于商場、賓館、公寓、醫(yī)院、學(xué)校、體育場館、展覽館、圖書館、博物館、紀念館、體育館、飯店等公共建筑中。隨著社會對低碳環(huán)保理念的日益關(guān)注，新風(fēng)泵已成為人們青睞的產(chǎn)品之一。現(xiàn)在各大大中型超市、酒店、寫字樓等公共建筑都采用新風(fēng)泵，這其實就增加了室內(nèi)新風(fēng)量，通過新風(fēng)水泵送到各個房間，既可以將室內(nèi)空氣置換出來并且又可以保持房間內(nèi)空氣清潔。而對室內(nèi)空間來說新風(fēng)機組是非常重要的一部分：因為空氣是需要從室外排出去的一種能源。一般情況下，公共建筑都設(shè)置有一個專門用于冬季供暖制冷（或供冷）的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以解決室內(nèi)空氣冷負荷過大問題，所以在進行新風(fēng)泵布置設(shè)計時要考慮到設(shè)備的節(jié)能性能和運行成本等問題。通常一臺新風(fēng)泵可以實現(xiàn)24小時運行。而在建筑物面積與空間分布的影響下，建筑內(nèi)部的新風(fēng)泵系統(tǒng)需要與中煙空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用，以保證工作與居住群體的生活質(zhì)量及生活環(huán)境，發(fā)揮出節(jié)能效果。使用新風(fēng)泵時一定要注意這幾點：①在安裝新風(fēng)系統(tǒng)時應(yīng)當保證新風(fēng)泵能正常運行；②新風(fēng)水泵是靠電機帶動空氣旋轉(zhuǎn)，使空氣吸入室內(nèi)；③新風(fēng)水泵的運行參數(shù)應(yīng)根據(jù)室外風(fēng)向而定。當室外溫度高于室內(nèi)溫度小于或等于15℃時新風(fēng)泵運轉(zhuǎn)。

三、公共建筑空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計應(yīng)用案例

1.空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計與分析

江南區(qū)某醫(yī)院建筑項目由四棟11層組成，檐口高度50m,底下一層，總建筑面積為26815.20㎡,為提升其空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能能力，以下內(nèi)容為對其功能的應(yīng)用與分析。

（1）綜合功能分區(qū)

該棟樓為醫(yī)療門診與住院部混合區(qū)域，1-7層建筑主要功能為門診區(qū)域。8-9層為醫(yī)療化驗及手術(shù)區(qū)，其中包含大量醫(yī)療器材與設(shè)備，對空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用需保證全天候運轉(zhuǎn)。9層以上為住院部，負責(zé)患者的收治。

（2）各樓層的空調(diào)機組及風(fēng)道布置

首先，設(shè)計內(nèi)容包含各樓層的換氣系統(tǒng)，由室外新風(fēng)經(jīng)過機房送到各樓層；通過自然通風(fēng)換氣后經(jīng)風(fēng)機送至各樓層；通過冷凝水送至各樓層。其次，為各樓層的衛(wèi)生間空調(diào)換氣系統(tǒng)設(shè)計，各樓層設(shè)置衛(wèi)生間。再次，建筑其他樓層均設(shè)置綜合設(shè)備間、樓梯間、電梯間等場所供教職工使用。因此，各樓層不僅需要設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)，還需要同步設(shè)計自然通風(fēng)換氣扇，以保證各樓層間通風(fēng)換氣順暢，減少因為空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用導(dǎo)致空氣不流通的情況。最后，空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計與施工中的新風(fēng)過濾也是其中重點內(nèi)容，包含冷凍機房、風(fēng)道、送風(fēng)管道、新風(fēng)機組采用新風(fēng)形式，新風(fēng)由進風(fēng)口經(jīng)空氣管道送入室內(nèi)后經(jīng)過冷卻、凈化、冷凝、凝水處理、過濾等工序組成。在此之中，水過濾器及活性炭濾網(wǎng)作為主要過濾設(shè)備；過濾介質(zhì)可選用高效濾網(wǎng)或微濾膜等耐高溫濾材。過濾材料為硅烷制取。

（3）集中新風(fēng)系統(tǒng)中的設(shè)備及儀表應(yīng)用

集中新風(fēng)系統(tǒng)包括新風(fēng)、雨水、風(fēng)機盤管、換氣扇、蒸發(fā)器等設(shè)備以及控制儀表。一方面，新風(fēng)裝置采用熱泵機組加新風(fēng)方式實現(xiàn)高效節(jié)能處理后送入室內(nèi)，經(jīng)排風(fēng)管道送至各樓層各房間，由各樓層各場所送出冷、熱空氣，經(jīng)新風(fēng)再循環(huán)處理后送入各個樓層使用；將室外新鮮空氣送到各樓層供回室內(nèi)樓層使用。另一方面，建筑各層各機房和獨立風(fēng)管均采用玻璃鋼材料制成，管道連接處采用專用膠粘劑固定，外表面采用噴涂等方法處理，內(nèi)壁采用熱熔噴工藝處理、噴涂防腐漆，以提升新風(fēng)系統(tǒng)下設(shè)備應(yīng)用的穩(wěn)定性，并確保其使用壽命，為之后公共建筑一段時間內(nèi)的空調(diào)儀器應(yīng)用做好技術(shù)準備工作。

2.空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施研究

隨著人們生活水平的提高，人們對空調(diào)系統(tǒng)提出了更高的要求，節(jié)能設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，既要考慮功能分區(qū)的合理規(guī)劃、空調(diào)設(shè)備的選型與安裝、運行管理、性能檢測測試等方面，還也要綜合考慮不同季節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的運行特點，針對不同季節(jié)采取制冷和熱工措施降低室內(nèi)溫度。夏季，針對室內(nèi)外溫差大的特點，采取局部制冷或熱工措施降低整個空調(diào)系統(tǒng)對室外溫度變化會產(chǎn)生影響。對于采用自然通風(fēng)方式的空調(diào)系統(tǒng)來說，可以通過增加風(fēng)口等進行風(fēng)量或冷熱水的蒸發(fā)機組對自然風(fēng)進行冷卻，從而減少空調(diào)系統(tǒng)運行中的能耗。室外空氣經(jīng)過蒸發(fā)器后冷凝水進入循環(huán)水泵，然后經(jīng)過過濾后返回建筑物內(nèi)，這個過程可以節(jié)約用水達30%以上。因此，對于夏季需要降低室內(nèi)溫度，冬季則不使用或者暫時不使用空調(diào)時，采用風(fēng)機盤管集中供熱系統(tǒng)控制，充分利用自然通風(fēng)，最大限度地降低室內(nèi)溫度，保證空氣中濕度與溫度維持穩(wěn)定。但是，如果采取熱送風(fēng)方式也會帶來一些負面影響。熱空氣被送到房間內(nèi)以后，蒸發(fā)降溫情況出現(xiàn)，送入室內(nèi)也會造成冷量損失。因此，合理地利用空調(diào)系統(tǒng)可提高整個建筑節(jié)能的效率，而對室內(nèi)空氣造成污染并引起空氣質(zhì)量問題，則將會影響人們的身體健康情況。

可見，設(shè)計與施工單位應(yīng)在建筑設(shè)計中對空調(diào)系統(tǒng)進行整體考慮，包括設(shè)備選型與安裝、運行管理等方面考慮對節(jié)能措施進行研究工作。此基礎(chǔ)上，加強對建筑物功能分區(qū)和運行特點的研究；針對不同季節(jié)采取制冷和熱工措施降低室內(nèi)溫度；同時也要采取相應(yīng)的設(shè)備降低室內(nèi)溫度這幾方面進行節(jié)能措施來提高空氣質(zhì)量、減少因季節(jié)變化而帶來危害。

3.醫(yī)院空調(diào)節(jié)能設(shè)計與殺菌技術(shù)融合

對于醫(yī)院來說，其對于殺菌技術(shù)的需求更高，空調(diào)系統(tǒng)需要具備凈化系統(tǒng)，以保證無菌環(huán)境，做到對患者生命安全的保證。因此，在系統(tǒng)應(yīng)用中，可選擇臭氧殺菌消毒的方式，利用過濾網(wǎng)技術(shù)，定期更換，以確保無菌環(huán)境的建設(shè)。為達成節(jié)能目標，可以使用低阻過濾器、低阻壓過濾器提升過濾器凈化殺菌效率，降低送風(fēng)的阻力與能耗。施工及維修人員在空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用中，需關(guān)注過濾網(wǎng)的集塵情況，為過濾網(wǎng)的更換做出判斷與建議。在此之中，中央空調(diào)制冷系統(tǒng)改造的方案選擇，應(yīng)根據(jù)醫(yī)院規(guī)模大小、等級高低、冷熱負荷大小、能源提供方式、運行管理和維修保養(yǎng)的便利程度、各醫(yī)院的實際情況綜合考慮。工程施工中，設(shè)計人員還要因地制宜，既要考慮冷凍站、熱力站的初投資、運行費等經(jīng)濟性能，又要考慮冷凍站、熱力站的環(huán)保節(jié)能、運行、操作、維護管理等技術(shù)性能，以及與周圍環(huán)境的美觀相協(xié)調(diào)。醫(yī)院節(jié)能改造必須以滿足醫(yī)療服務(wù)需求和保證醫(yī)患健康為基本前提，只有將設(shè)備的技術(shù)指標與醫(yī)院實際科學(xué)合理的融合，才能達到節(jié)約成本的目的。

四、結(jié)語

綜上所述，本文主要針對公共建筑中空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與施工工作展開研究，在了解空調(diào)系統(tǒng)的同時，分析某醫(yī)院空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容，并確保醫(yī)療環(huán)境的高質(zhì)量建設(shè)，降低外部因素對環(huán)境影響的同時，保障每位患者的生命安全。在此之中，空調(diào)系統(tǒng)人員不僅需要關(guān)注空調(diào)設(shè)計及安裝技術(shù)應(yīng)用，還需堅決執(zhí)行國家空調(diào)安裝的《節(jié)能設(shè)計標準》《綜合醫(yī)院建筑設(shè)計規(guī)范》《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》等標準，確保無菌環(huán)境的建設(shè)。