暖通空調(diào)與建筑節(jié)能？

　　【學(xué)員問題】暖通空調(diào)與建筑節(jié)能？

　　【解答】摘要：暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置，起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，各級職能部門的重視和支持，則是實現(xiàn)大幅度節(jié)能、產(chǎn)生顯著的環(huán)境和社會效益、推動經(jīng)濟發(fā)展的保證。

　　隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，能源和環(huán)境問題日益尖銳。在特別炎熱的夏天，我們都切身地體會到了能源的緊張?？梢灶A(yù)見。這種狀況在今后還會持續(xù)下去，并且會日趨嚴重。節(jié)能，按照世界能源委員會1979年提出的定義：采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理、環(huán)境和社會可接受的一切措施，來提高能量資源的利用效率。我們國家對節(jié)能工作十分重視。新修訂的《中華人民共和國節(jié)約能源法）2007年10月28日在十屆人民代表大會常務(wù)委員會第30次會議上通過。并于2008年4月1日起施行。因此建筑節(jié)能迫在眉睫。

　　1.暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的重要性和可行性

　　隨著社會的發(fā)展，建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大。在發(fā)達國家已達到40%，據(jù)統(tǒng)計在山東省也達到27.8%.老城市遠高于這個比例。而在建筑能耗里，用于暖通空調(diào)的能耗又占建筑能耗的40%一50%，且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增大。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，其中電能和熱能占了絕對比例。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。以山東青島地區(qū)為例，2006年夏季電力系統(tǒng)最大負荷大約為260萬千瓦。據(jù)有關(guān)部門推算，其中空調(diào)系統(tǒng)的負荷就占了約12O萬千瓦。在最熱的夏天，如果對暖通空調(diào)系統(tǒng)采取節(jié)能措施，不僅可以大大緩解電力緊張狀況，同時對于降低不可再生能源的消耗、保護生態(tài)環(huán)境、維持可持續(xù)發(fā)展、振興山東經(jīng)濟等都有著重要的意義。根據(jù)暖通空調(diào)行業(yè)的研究成果，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)的能耗是驚人的，如果采用節(jié)能技術(shù)，現(xiàn)有空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能20%-50%完全可能。顯然，如果對山東地區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)和建筑系統(tǒng)采用節(jié)能措施，那么即使遇到今夏那樣的炎熱天氣。山東地區(qū)也不會出現(xiàn)超過現(xiàn)有電力系統(tǒng)峰值而停電的現(xiàn)象了。

　　2.暖通空調(diào)領(lǐng)域節(jié)能的途徑與方法

　　科學(xué)技術(shù)的不斷進步。使暖通空調(diào)領(lǐng)域新的技術(shù)不斷出現(xiàn)，我們可以通過多種方法實現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能。

　　2.1精心設(shè)計暖通空調(diào)系統(tǒng)，使其在高效經(jīng)濟的狀況下運行

　　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(fù)雜的系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如系統(tǒng)往往都是按最大負荷設(shè)計的，而實際運行基本上是在部分負荷下運行，如果系統(tǒng)各部分的設(shè)計不能適應(yīng)部分負荷運行的要求，長期在高負荷狀態(tài)下運行那系統(tǒng)的能耗是很大的。又如新風系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)應(yīng)該能隨著室外氣象參數(shù)的變化改變新風量。以最大限度地縮短主機的開啟時間。可以說空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。

　　2.2改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失

　　我們知道對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷占有很大比例。而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，亦即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標準中，首先要求的就是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。

　　2.3提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)，盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗

　　空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環(huán)境平均輻射溫度進行的，人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。以往的空調(diào)控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度，甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的，勢必帶來許多問題，如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應(yīng)用，為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎(chǔ)。如果采用舒適性評價指標即體感指標作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)。如采用PMV或SET指標對空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)控，不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病，而且可以實現(xiàn)大幅度的節(jié)能，據(jù)我們的初步研究表明。采用這種控制方法可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。

　　2.4采用新型節(jié)能舒適健康的空調(diào)方式

　　如上所述，影響人體熱舒適性的環(huán)境參數(shù)眾多，不同的環(huán)境參數(shù)組合可以得到相同的熱舒適性效果，但不同的熱濕環(huán)境參數(shù)組合空調(diào)系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我們采用傳統(tǒng)的空調(diào)方式，把繁個室內(nèi)的空氣加熱，通過空氣實現(xiàn)人體與環(huán)境的熱濕交換。就需要較高的空氣溫度，此時通過維護結(jié)構(gòu)的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果我們根據(jù)熱濕環(huán)境的研究成果，改變傳統(tǒng)的空調(diào)方式，增加輻射熱（如低溫地板輻射采暖），此時所需要的空氣溫度降顯著下降，一般可達到l2～l4度，而傳統(tǒng)方式一般在l8～20度，顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結(jié)果。

　　2.5推廣應(yīng)用使用可再生能源或低品位能源的空調(diào)系統(tǒng)

　　隨著空調(diào)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，空調(diào)對不可再生能源的消耗將大幅度上升，同時對生態(tài)環(huán)境的破壞也在日趨加劇。如何利用可再生能源及低品位能源已經(jīng)成了該領(lǐng)域重要的研究課題。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是在這種形勢下發(fā)展起來的，它利源地下恒溫層土壤熱顯著提高空調(diào)系統(tǒng)的COP值，使得同等制熱（或制冷）量下的系統(tǒng)能耗大幅度下降。另外，利用太陽能供熱或制冷技術(shù)也在開發(fā)研究著。

　　2.6開展冷熱回收利用的研究運用工作。實現(xiàn)能源的最大限度利用

　　目前許多空調(diào)系統(tǒng)冷熱回收利用研究也在蓬勃開展，如空調(diào)系統(tǒng)排風的全熱回收器。夏季利用冷凝熱的衛(wèi)生熱水供應(yīng)等，都是對系統(tǒng)冷熱的回收利用，顯著提高空調(diào)系統(tǒng)能源利用率。

　　3.存在的問題與對策

　　要實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，已經(jīng)具備了許多成熟的條件，但同時也存在許多問題有待于解決：

　　3.1暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計管理問題

　　如前所述，空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性有著重要的影響。然而在實際中往往得不到一些設(shè)計部門和沒計人員的足夠重視，使得設(shè)計建造的系統(tǒng)不僅初投資大，運行能耗也相當驚人，大大超過了國家標準。據(jù)實測。有的公共建筑的守調(diào)能耗占建筑總能耗的60%.為此，我們有必要建議政府有關(guān)職能部門加強對暖通空調(diào)設(shè)計項目的管理，可以委托相關(guān)技術(shù)部門如學(xué)會等對設(shè)計圖紙文件進行嚴格審查。對未達到國家有關(guān)節(jié)能標準的設(shè)計t嚴禁施工建造。

　　3.2暖通空調(diào)系統(tǒng)的運行管理問題

　　除設(shè)計外。我們發(fā)現(xiàn)運行管理也起著重要的作用。有些單位的空調(diào)系統(tǒng)，一年四季只有開機關(guān)機和冬夏季轉(zhuǎn)換操作，顯然系統(tǒng)達不到相應(yīng)的節(jié)能效果。為此要求運行管理人員不僅要有強烈的責任心，上崗前還必須要進行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，對沒有達到要求的，應(yīng)重新培訓(xùn)，考核合格后才能上崗。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，同樣一套系統(tǒng)，管理人員不同，系統(tǒng)的能耗大不相同，有的甚至相差5O%以上。

　　3.3新型空調(diào)方式、控制方法及新的節(jié)能技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用問題

　　如前所述。采用新型空調(diào)方式、新的控制方法，不僅能顯著提高熱舒適性而且可以使系統(tǒng)大幅度節(jié)能。在我省對新型空調(diào)方式和控制方法的研究可以說在全國都是比較早的，并且已經(jīng)取得了一些可喜的成果。只要政府部門略加扶持這些成果將很快能得到適用，并形成產(chǎn)業(yè)化，對這些項目的實施。將對我省的能源、環(huán)境和經(jīng)濟都將起到巨大的推動作用。

　　3.4公眾對空詞系統(tǒng)作用的理解觀念問題

　　對于舒適性空調(diào)系統(tǒng)，從本專業(yè)的角度來講就是使人體有好的熱舒適性。而在社會上我們常常發(fā)現(xiàn)一種這樣的觀念：認為空調(diào)在夏季是越冷冬季越熱效果越好。這顯然與舒適性空調(diào)的出發(fā)點相違背的事實，這樣不僅大大增大了空調(diào)系統(tǒng)的能耗。同時由于室內(nèi)外溫差的增大，也使人體對不同環(huán)境的適應(yīng)性下降，身體免疫力降低這些可以通過宣傳改變?nèi)藗兊挠^念。

　　3.5使用可再生能源空調(diào)系統(tǒng)的開發(fā)推廣應(yīng)用問題

　　利用可再生能源的暖通空調(diào)系統(tǒng)，如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、太陽能制冷、供熱系統(tǒng)，不僅有著顯著的環(huán)境和社會效益，有的還有著顯著的經(jīng)濟效益（如地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)），應(yīng)大力開發(fā)推廣。當然，和其他任何新技術(shù)一樣，這些技術(shù)也存在著一些問題（如地源熱泵系統(tǒng)的地源熱提取問題等），也需要進一步研究完善，也需要政府部門的重視和支持。

　　綜上所述，暖通空調(diào)系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據(jù)重要的位置。起著重要的作用，節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)和運用是暖通空調(diào)系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎(chǔ)，各地政府職能部門應(yīng)在充分考慮各地區(qū)實際情況的前提下，予以足夠的重視和支持，才能實現(xiàn)大幅度節(jié)能、產(chǎn)生顯著的環(huán)境和社會效益、推動經(jīng)濟發(fā)展。