关于公共建筑暖通空调节能设计的探讨

刘家林 陈 勇 洪 华

（贵阳建筑勘察设计有限公司 贵州贵阳 550081）

关于公共建筑暖通空调节能设计的探讨

刘家林 陈 勇 洪 华

（贵阳建筑勘察设计有限公司 贵州贵阳 550081）

在公共建筑暖通空调设计过程中，应充分考虑项目的特殊性、项目所在地的能源供应条件；应进行不同方案的经济性对比分析。在本文中以贵阳市公共卫生救治中心建设项目为实例探究具体的暖通节能设计措施。

暖通空调系统；冷、热源；节能措施

近些年随着中国经济的飞速发展，人民生活水平的逐渐提高，人们对室内生活环境的要求越来越高，暖通能耗也随之增大。建筑能耗里，用于暖通空调的能耗已约占建筑能耗的30～50%，且在逐年上升。这势必会使能源供求矛盾的进一步激化。另一方面，现有的暖通空调系统所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源，其中电能占了绝对比例。对这些能源的大量使用，使得地球资源日益匮乏，同时也带来严重的环境问题，如在我国的一些地区酸雨、飘尘问题呈日益严重之势，对生态环境和可持续发展带来了很大影响[1]。

本人有幸参与了《贵阳市公共卫生救治中心建设项目节能评估报告》的编制，该项目拟建地点位于贵阳市乌当区下坝乡谷定村。本项目建设内容包括门诊医技楼、住院部、医护留观楼、后勤保障楼、行政信息楼、其他附属建筑、连廊、入口大门、地下停车及设备用房等建筑。

暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。在实际设计过程中应根据各项目的特点选择合适的系统形式。

1 暖通空调系统组成

暖通在学科分类中的全称为供热供燃气通风及空调工程，包括：采暖、通风、空气调节这三个方面，从功能上说是建筑的一个组成部分。也是公共建筑日常运行中必不可缺的一部分。暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。在该项目中暖通系统能耗主要由通风系统能耗及中央空调系统能耗组成，其中中央空调系统又占用了绝大部分。

2 暖通空调系统可行性

在各项目实际设计过程中应充分考虑项目本身特点，选择合适的系统。在该项目中通风系统较为简单，地下车库设机械送排风系统，采用双速排烟排风风机，平时低速排风、消防时高速排烟；利用单速轴流风机进行平时及消防补风。其余各用房根据实际需要选择自然通风或机械通风方式。

该项目中央空调系统规模较大且对其可靠性、舒适性等有较高的要求。在节能评估报告编制前期因项目所在地附近因无天然气管道，且未有明确的天然气管道建设规划，故本项目中央空调冷、热源规划见方案一（如表1）。

在报告编制后期了解到预计在2016年6月前天然气管网将敷设到该项目附近，本项目建成投入使用后，能够确保该项目的天然气供应。本人对中央空调冷、热源规划做出了修改，见方案二（如表 2）。

在本次报告编制中各用房功能分区的差异导致了系统末端设备的不同，周边能源条件的改变导致了方案一与方案二舒适区中央空调系统冷、热源的巨大差异。

3 冷、热源选择

方案一与方案二对比分析后可发现，方案一的舒适区中央空调系统冷、热源以风冷热泵为主。方案二中舒适区中央空调系统则夏季主要采用离心式冷水机组制冷、冬季主要采用真空燃气锅炉供热；其中两台离心式冷水机组为变频机。

方案一中风冷热泵机组cop值为3.57，而方案二中离心式冷水机组cop值不低于6.16；方案一风冷热泵机组消耗二次能源电能，方案二中锅炉则消耗一次能源。

冷、热源系统和设备的合理选择，是暖通空调系统能否节能的一个基础条件。从节能角度看，主要应遵循以下原则：①冷、热源方式及系统应首先符合工程的特点，尤其是要注意到工程的使用特点。②考虑到系统的最大负荷、最小负荷要求，做好冷、热源设备的容量与台数的搭配。③通过对全年的能耗分析、装机容量的大小，结合当地的能源情况合理的采用系统能源形式和系统方式。④在可能的情况下，应尽量采用同种类型中的高能效比设备。⑤应对以燃气为一次能源的场合，宜优先考虑采用燃气热[2]。

该项目则遵循以上原则确认了方案二为最终方案。

表1 空调冷、热源规划方案一

表2 空调冷、热源规划方案二

4 节能措施

针对该项目的特点，对暖通空调系统提出了多项节能措施。

（1）地下车库平时使用的通风机的启停通过监测CO气体浓度而进行控制。

（2）设置中央空调系统智能网络控制系统，该系统接入楼宇BAS，可以实现空调设备的集中管理和空调计费，增强运行管理节能。

该系统使用冷冻水流量及温度来测算空调负荷（需冷量），有效解决温差或压差表征空调负荷的不足。采用数据库对空调负荷的变化情况进行记录、统计、分析、运算和推理，基于历史空调负荷及其变化趋势，对下一时段的空调负荷进行预测，控制冷冻水流量，有效解决系统惰性的控制时滞问题。

根据空调负荷的预测值与实测值的比较，对系统控制调节效果进行动态评估及修正，实现了基于负荷预测的冷冻水变流量控制，使供冷量与末端的需求量相匹配。

（3）采用变频中央空调，变频中央空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器，可随时调节空调压缩机的运转速度，从而做到合理使用能源。由于它的压缩机不会频繁开启，会使压缩机保持稳定的工作状态，这可以使空调整体达到节能30%以上的效果。

（4）空调风系统尽量利用室外的自然风，减少风机的使用时间。

（5）采用高效节能水泵模式，根据中央空调系统各种工况设计定制最匹配的节能水泵，定制生产保证所有工况的情况下产生可以计量的节能效果，有效保证节能率；有效减小企业水泵节能改造的运营成本。

（6）合理控制空调温度，医院各科室、各病区要严格控制空调的室内温度，除特殊用途外，室内温度设置夏季不得低于26℃，冬季不得高于22℃，做到室内无人时不开空调，开空调时不开门窗。

针对该项目所提出的节能措施均具有可操作性，且安全可靠。

5 结束语

能源是整个国民经济发展的物质基础，节约与合理利用能源是当今世界经济发展过程中的一个重大课题。在我国节约与合理利用能源是一项必须坚持的基本国策，也是我国建筑行业发展过程中的基本任务。暖通空调做为建筑能耗中的重要组成部分必须为我国节能减排事业做出应有的贡献。

通过该项目的节能评估可了解到暖通空调系统是一个复杂的系统，方案的选择应充分考虑项目本身特点、项目周边能源供应条件等。暖通空调节能措施要具有可操作性，能够在暖通系统的平时运行中发挥作用。

[1]浅析暖通空调领域节能的重要性和可行性.中国建筑节能网，2012，01.

[2]张维亚.空调系统冷热源方案选择方法的研究[D].天津大学，2004.

TU831

A

1673-0038（2015）49-0118-02

收稿日期：2015-11-1

刘家林（1987-），汉族，河南信阳人，工程师，硕士研究生，主要从事工作方向为暖通空调设计。