張汝寧，侯慶云，裴書虎山東科技大學(xué)

暖通空調(diào)的影響因素及節(jié)能型設(shè)計

張汝寧，侯慶云，裴書虎
山東科技大學(xué)

隨著社會的進(jìn)步與科技的不斷發(fā)展，人類充分認(rèn)識到了能源對我們?nèi)祟惏l(fā)展的重要性。而空調(diào)作為能耗大戶，其技術(shù)自然面臨很大的挑戰(zhàn)。為應(yīng)對挑戰(zhàn)，促進(jìn)空調(diào)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，則必須對空調(diào)技術(shù)進(jìn)行節(jié)能型設(shè)計。本文便以節(jié)能型暖通空調(diào)的影響因素為出發(fā)點，結(jié)合國家頒布的有關(guān)節(jié)能的法律法規(guī)，簡述符合節(jié)能型暖通空調(diào)設(shè)計的若干舉措。

能耗；節(jié)能；暖通空調(diào);影響因素；設(shè)計；法律法規(guī)

暖通空調(diào)的意義在使空氣達(dá)到所要求的狀態(tài)。據(jù)此，在一個內(nèi)部受控的空氣環(huán)境，對空氣溫度，濕度，流動速度及清潔度進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，以滿足人們工作，生活和工藝生產(chǎn)過程的要求，乃是暖通空調(diào)的一大任務(wù)。[1]

1　影響空調(diào)能耗的環(huán)境因素

1.1建筑本身對于空調(diào)能耗的影響

1.1.1正確設(shè)計建筑物的形狀。對于相同體積的建筑物,建筑物體形系數(shù)(S=F/V)越大,則其外表面積越大,根據(jù)公式Q=KFΔt，在相同的室內(nèi)外溫差作用下通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱越多,空調(diào)冷負(fù)荷也越大。為節(jié)能起見,在建筑設(shè)計時應(yīng)盡量控制S,如果出于造型和美觀的要求需要采用較大S時,應(yīng)盡量增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱阻。

1.1.2建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對于空調(diào)能耗的影響。圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括屋面、外墻和窗戶；內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在空調(diào)采暖建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的。在北京地區(qū)，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%；在哈爾濱地區(qū)，通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失71%，由此可見改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意

義[2]。

1.2外界環(huán)境對于空調(diào)能耗的影響

1.2.1室內(nèi)溫度。冬季過高和夏季過低的溫度不但會造成能源的浪費，也會給人體帶來不舒適的感覺。因此選擇合適的室內(nèi)溫度，對室內(nèi)人員的舒適度及空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能具有重要作用。在熱舒適許可的條件下將冬季的室內(nèi)采暖溫度適當(dāng)降低（夏季的室內(nèi)供冷溫度適當(dāng)提高）可以起到明顯的節(jié)能效果。

1.2.2新風(fēng)指標(biāo)。新風(fēng)系統(tǒng)簡單來說就是通過新風(fēng)機組把室外新鮮的空氣引入室內(nèi)同時把室內(nèi)被污染的空氣排出室外的過程。通過室內(nèi)外氣體的不斷交換已達(dá)到室內(nèi)健康舒適的要求。然而新風(fēng)狀態(tài)參數(shù)與室內(nèi)空氣狀態(tài)參數(shù)的差異便導(dǎo)致了新風(fēng)負(fù)荷在暖通空調(diào)能耗中占據(jù)了相當(dāng)?shù)谋戎?。倘若過分的講究節(jié)能而限制新風(fēng)的引入，便會導(dǎo)致由于新風(fēng)不足而引起的“病態(tài)建筑綜合征”。而新風(fēng)的過量引入會帶來大量的能源消耗。這便要求我們在向前探索的過程中修正一些矯枉過正的做法，在舒適健康與節(jié)能之間尋求新的平衡。

1.2.3室外空氣計算溫度。室外計算溫度的確定是進(jìn)行建筑負(fù)荷計算的基礎(chǔ)，其值的選取直接關(guān)系到建筑能耗的計算結(jié)果。目前計算溫度的選擇是根據(jù)不保證率來確定的，《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定：采暖室外計算溫度采用歷年平均不保證5天的日平均溫度。這種取值規(guī)定既能滿足人們舒適性的要求又能避免能源浪費，是節(jié)約型暖通空調(diào)舉措中有效的方法。[1]

2　節(jié)能型暖通空調(diào)的設(shè)計

2.1改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)

1）墻體：墻體是建筑物的重要組成部分，傳統(tǒng)的墻體往往以稱重為單一目的，單一材料的使用在保證建筑物穩(wěn)固的同時往往難以滿足較高的保溫要求。所以逐漸被復(fù)合型墻體材料代替。復(fù)合墻體一般用鋼筋混凝土作承重墻，并與絕熱材料復(fù)合2）門窗：相對于墻體，屋頂，地面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，門窗的保溫隔熱性能較差，而且門窗的縫隙還是冷風(fēng)滲透的主要通道。所以改善門窗的性能是節(jié)能工作的一個重點。要盡量減少外窗面積,并采取有效的遮陽措施。3）屋頂：屋頂由于與外界的接觸面較大，會產(chǎn)生冬冷夏熱的問題。改善屋頂?shù)臒峁ば阅苤饕羌訌娢蓓數(shù)谋?，屋面的保溫?yīng)結(jié)合防水等要求來綜合考慮。

2.2節(jié)能型暖通空調(diào)設(shè)計

2.2.1采用變頻技術(shù)。變頻技術(shù)在現(xiàn)代節(jié)能型空調(diào)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它可以根據(jù)房間情況自動提供所需的冷（熱）量；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到期望值后，空調(diào)主機則以能夠準(zhǔn)確保持這一溫度的恒定速度運轉(zhuǎn)，從而保證環(huán)境溫度的穩(wěn)定。同時變頻空調(diào)依靠其獨有的控制技術(shù)可根據(jù)室內(nèi)空氣參數(shù)的變化自動選擇制熱、制冷和除濕運轉(zhuǎn)方式，使居室在短時間內(nèi)迅速達(dá)到所需要的溫度并在低轉(zhuǎn)速、低能耗狀態(tài)下以較小的溫差波動，實現(xiàn)了快速、節(jié)能和舒適控溫效果。

2.2.2地下水的應(yīng)用。地下水由于地層的隔熱作用,其溫度受氣溫影響很小。在暖通空調(diào)中,有些地下水可以直接作為冷源,更是熱泵良好的低位熱源。目前關(guān)于地下水的應(yīng)用僅局限于利用淺層地下水所吸收的太陽能和土壤中的熱量結(jié)合熱泵等設(shè)備將這些低位熱能在輸入少量外部能量的基礎(chǔ)上形成高位熱能。而對于深層地下水熱量的獲取與利用尚在研究階段。不難看出地下水能量獲取工作的研究對于未來節(jié)能工作的發(fā)展發(fā)揮著重要的作用。

3　關(guān)于開展一些積極的節(jié)能工作

建筑環(huán)境是影響暖通空調(diào)能耗的關(guān)鍵，也是我們進(jìn)行節(jié)能工作的出發(fā)點和核心。除此之外，我們還應(yīng)展開一些積極的節(jié)能工作。1）對于政府部門而言：制定相應(yīng)的政策法規(guī)，對建筑節(jié)能工作順利開展具有指導(dǎo)意義同時也使得節(jié)能工作的進(jìn)行有法可依。2)推動科技的進(jìn)步?？茖W(xué)技術(shù)為節(jié)能工作的進(jìn)行指明了道路。只有依靠科技的發(fā)展，不斷優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和用能方式，才能夠真正做到節(jié)能。3)加強各專業(yè)間的協(xié)調(diào)與交流，運用各學(xué)科成熟的經(jīng)驗結(jié)果為節(jié)能型空調(diào)設(shè)計起到促進(jìn)作用。

4　結(jié)束語

據(jù)國外的一份調(diào)查報告顯示,居民平均88%的時間在室內(nèi),就是說幾乎每天在室內(nèi)的時間13h。由此可見室內(nèi)環(huán)境的舒適健康對于人們來說無比的重要，而創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境是無法脫離暖通空調(diào)而實現(xiàn)的。室內(nèi)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)格，對于空調(diào)的要求越高，能源消耗就越多。因此對于暖通空調(diào)節(jié)能型研究及設(shè)計完全順應(yīng)了資源節(jié)約型社會的潮流。

[1]趙榮義.空氣調(diào)節(jié).中國建筑工業(yè)出版社

[2]崔鵬.淺談減少建筑能耗的途徑.科技信息網(wǎng)

第二作者：侯慶云，裴書虎。

張汝寧(1995-)，男，山東省聊城市冠縣東古城鎮(zhèn)后辛莊村人，本科在讀，山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程2013級。