商业建筑室内环境品质与能耗分析

李奎波?杨志伟

摘 要：目的：本文主要针对公共建筑的室内环境品质和能源消耗问题进行了分析。方法：应用理论与实践相结合的方式，对坐落于沈阳市的某公共建筑中的温度和CO2浓度进行了检测和分析，根据测量数据与理论分析发现室内环境和空调能耗状况。结论：当前公共建筑存在严重的室内环境与能源消耗问题，而且只要对现有公建空调控制系统进行合理的改进，可以有效地提升室内环境品质与减少空调能耗。

关键词：公共建筑；室内环境品质；空调自动控制；节能

1 研究背景

人的一生绝大多数时间在室内度过，室内环境的好坏直接关系到人们的生活质量和身心健康，同时保证室内环境的采暖通风空调系统是建筑能耗的最大组成部分。相比之下，大型公共建筑的室内环境和能源消耗问题更为突出，而且是人员密度最高的场所之一。通常，大型公共建筑采用中央空调系统来保证室内环境，结合自动控制技术对运行过程进行调节。因此，大型公共建筑空调自动控制系统的研究对于改善室内环境和减少建筑能耗具有重要意义。

空调自动控制系统可以对室内的温度、湿度和空气品质加以控制，保持室内环境的最佳状态，而且兼备节约能源和运行安全可靠的优点[1]。所以，它的发展十分迅速，尤其在公共建筑中的发展更为突出。但是，通过以上的研究发现，现有的公共建筑空调控制系统存在很多问题。所以针对以上问题，笔者从实际出发，对大型公建进行了实地检测，根据所测数据，分析得出当前公共建筑室内环境、能耗、以及自动控制问题。

2室内环境参数的测量与分析

2.1 测试条件与设备

对于室内环境，暖通空调系统所承担的控制任务是建筑热、湿环境和室内空气品质，而人体散发的潜热量和对流散热量直接形成瞬时的冷负荷，而辐射散发的热量将会形成滞后冷负荷，人体表面及呼吸作用都不断的向环境释放湿量，同时人体的代谢会产生大量二氧化碳，这些都直接影响着室内的热、湿环境及空气品质[2]。像商场和超市这类人员流动量大、活动复杂的公共场所，人员的变化是室内环境参数变化的最重要影响因素，所以针对上述特点，我选取的测量条件如设备下：

1.测量参数：温度和CO2浓度。

2.测量地点：坐落于沈阳市繁华商业街的某大型商场。

3.测量时间：2014年6月2日端午节和6月9日至6月15日一个正常工作周，每天从早晨10点30分到晚上6点30分，中间大约每两个小时测量一次。

4.测量仪器：CO2/Temperature Monitor 型号：Telaire 7001，测量范围：CO2浓度0～10000ppm；温度0～50℃。

2.2测量结果与分析

通过8天的测量，获得了该大型公共建筑中温度和CO2浓度的变化情况，图1～2所示为该商场的测量结果。

由图1的结果可以得到，商场在工作日中的温度变化相对于节假日而言更具有规律性，八天之中的平均温度为24.1℃、最大差值为5.9℃；日平均温度的最大差值也达到了3.14℃之多。

由图2的结果可以得到，甲商场的CO2浓度变化无论是在工作日还是节假日都显现出一定的规律性，而且节假日的CO2浓度一般都高于工作日。八天之中CO2浓度的最大差值为285ppm，变化率为77.2%；日平均CO2浓度的最大差值和变化率也分别达到了100.2ppm和21.2%之多。

通过以上所列图和所述结果，我们可以分析发现，甲商场的夏季空调室内温度都比较低；甲商场的温度和CO2浓度变化幅度都很大、变化规律性都很差。众所周知，商场的人员流动量大、随机性强。室内人员数量以及状态的变化会对室内环境产生影响，像商场等这些人员流动频繁的建筑中，这些因素致使暖通空调系统的运行調节十分复杂且效果不佳。通常的设计中，往往将人员的密度设置的很高，这样就使得设计中的冷、热负荷及新风量在相当多的时间里偏离了实际的运行情况，不但室内环境达不到设计要求，还造成了能源的浪费。

综合以上数据所反映出的问题，可以发现，大型公共建筑空调系统的节能潜力巨大，而且室内环境质量也有很大的提升空间。暖通空调自动控制系统是建筑体系中保证室内环境质量的最主要部分，同时它的耗能也是建筑运行中最大的，所以，对现有的公共建筑暖通空调自动控制系统进行改进与完善是刻不容缓的。

3 结论

1）通过对大型商场的实地检测，发现这类建筑夏季的室内温度偏低、波动较大，而表征室内空气品质的CO2浓度的波动更加剧烈，这是导致空调运行能耗大和室内环境质量差的最直接原因。

2）大型商场内人员流动频繁，这是导致室内环境变化幅度大的最主要原因，通过改进和提升空调自动控制系统的性能，完全可以改善室内环境质量，合理使用能源。

3）只有针对各个不同建筑类型的特点，合理的应用和改善暖通空调控制系统，才能充分发挥空调控制技术的作用，促进楼宇自控技术的发展。

参考文献

[1]郭丹春.空调自控系统的设计[硕士学位论文].2009.

[2]陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

作者简介

李奎波，男，沈阳建筑大学，硕士研究生，主要从事新能源开发、节能技术和空调自动控制方面的研究。