張燈豪

摘 要：隨著社會的發(fā)展，商業(yè)建筑的規(guī)模朝著大型化和復合化的方向發(fā)展，近年來商業(yè)建筑能耗也呈明顯上升之勢。本文從商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)的特性出發(fā)，說明了設計過程中的要點，并對適用的節(jié)能措施進行了舉例說明。

關鍵詞：商業(yè)建筑;空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能技術

1.商業(yè)建筑空調(diào)設計特點

商業(yè)建筑作為公共建筑的一個分支，在進行暖通空調(diào)系統(tǒng)設計時具有不同與其他公共建筑的特點，主要表現(xiàn)在以下幾點：

1.1照明設備冷負荷占比大

商業(yè)建筑對于燈光照明的要求較高，除去特殊的設計能夠得到的自然采光之外，大部分商業(yè)建筑為保證采光效果和設計效果都需要保證全天候、長時間的采光照明，且使用的照明設備數(shù)量多，發(fā)熱值高，導致照明設備發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量在空調(diào)系統(tǒng)需要制冷時成為冷負荷的較大部分，在系統(tǒng)設計時不能忽視[1]。

1.2系統(tǒng)負荷波動較大

一方面，為了應對如今越來越高的使用要求，商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)中不同功能的設備、不同功能的建筑分區(qū)使用時間不同，導致系統(tǒng)總負荷發(fā)生變化。另一方面商業(yè)建筑的人員密度較高，且波動性較強，隨時間變化有一定的規(guī)律性，人員變化所帶來的新風負荷和冷負荷波動不可避免。對所設計系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性要求較高，需要根據(jù)系統(tǒng)負荷變化進行調(diào)節(jié)，避免長時間滿負荷運行導致的能源浪費。

1.3經(jīng)濟性要求較高

作為盈利性質(zhì)的建筑類型，在商業(yè)建筑暖通空調(diào)設計過程中必須考慮的就是所設計系統(tǒng)的經(jīng)濟性，不單單需要考慮到系統(tǒng)安裝和運行的初投資，更加需要兼顧系統(tǒng)之后的運行調(diào)節(jié)以及維護成本，綜合考慮設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等等，以更加全面的角度選擇和設計暖通空調(diào)系統(tǒng)[2]。

2.商業(yè)建筑空調(diào)設計

2.1參數(shù)選擇

商業(yè)建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)設計溫度要同時滿足顧客以及工作人員的共同需求。例如，在夏季的時候，顧客頻繁的進出建筑內(nèi)外，所帶來的額外冷負荷如果不通過降低室內(nèi)設計溫度來負擔，將無法滿足顧客對于室內(nèi)溫度的要求，同時建筑內(nèi)部的工作人員由于不用經(jīng)常外出的緣故，如果一再地降低室內(nèi)溫度，可能會造成對工作效率的影響[3];在冬季的時候，顧客在進入建筑之前往往穿著厚重，有時候進入某些商業(yè)建筑之后可能會出現(xiàn)“熱得脫衣服”的情況，此時需要一定程度上降低室內(nèi)溫度，但是工作人員不會穿著過多的衣物，如果室內(nèi)溫度降幅太大，也會影響到工作的狀態(tài)。因此，合理的空調(diào)設計室內(nèi)參數(shù)選擇需要在保證工作人員以及顧客的熱舒適要求的前提下盡量使系統(tǒng)節(jié)能，具體的設定值可以在系統(tǒng)運行時根據(jù)不同室內(nèi)溫度條件下建筑內(nèi)部人員的PMV-PPD指標來確定。

2.2冷熱源選擇

往復式制冷機組、螺桿式制冷機組、吸收式制冷機組、離心式制冷機組是商業(yè)建筑所最常選擇的冷源類型。機組數(shù)量選擇盡量選取“大加小”機組，即大負荷機組加小負荷機組，在負荷需求較少的情況下，可以使用功率較小的冷水主機供應;在負荷需求較高的情況下，可以以大功率主機為主，小功率主機為輔的方式聯(lián)合制冷，且都需要配備變頻設備以提高自身在部分負荷下的COP值，在50%的負荷率下效果尤為明顯。而城市熱網(wǎng)、空氣源熱泵、鍋爐則是商業(yè)建筑中最為常見的熱源。為了有助于進行運營管理，冷熱源通常進行集中設置，針對不同功能區(qū)域的冷熱源則需要分開設置。對于運營時間存在差異的區(qū)域則可以設置獨立的風冷熱泵機組。機房應盡量靠近負荷的中心位置，考慮到成本投入和區(qū)域商業(yè)價值，一般商業(yè)建筑都將冷熱源設置在地下室。針對冷熱源做好相應的隔音和減震措施，而且方便對設備進行檢修、管理和運輸。

2.3通風系統(tǒng)

商業(yè)建筑通風系統(tǒng)主要針對的是各設備用房、營業(yè)區(qū)域、公共衛(wèi)間區(qū)域、餐飲廚房區(qū)域的通風。排煙系統(tǒng)也可用于商業(yè)營業(yè)區(qū)的排風，所以在設置排風系統(tǒng)的時候必須考慮排煙系統(tǒng)的運行。以商業(yè)營業(yè)區(qū)域和餐飲廚房區(qū)域的通風為例，過渡季節(jié)運用全新風運行的空調(diào)系統(tǒng)，排風量按照全新風運行的排風量，可以與排煙系統(tǒng)相結(jié)合使用，并且滿足排煙系統(tǒng)的運行需求。餐飲廚房區(qū)域的通風要考慮到針對爐灶位置的局部通過和房間的全方面排風，自然通風沒辦法滿足需求時應該考慮燃氣泄露時的通風和補風，而且在充分考慮燃氣泄露情況下的事故排風情況下，必須確切計算廚房的排風，如果沒有進行切實計算就要根據(jù)換氣次數(shù)予以估計。

3.商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能技術措施

3.1中央空調(diào)變頻技術的科學運用

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，通過設置變頻器來改變頻率，使其根據(jù)建筑內(nèi)冷熱負荷的變化以及室內(nèi)環(huán)境的要求來自動控制電動機的運轉(zhuǎn)速度，當所需風量減小時，通過變頻器調(diào)速降低電動機轉(zhuǎn)速，以節(jié)約電能。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)， 對空調(diào)機組、末端設備和水泵等設備采用變頻控制可以減少設備能耗的30%以上[4]，并且變頻變速與傳統(tǒng)變速相比其調(diào)速范圍更廣，可使電動機實現(xiàn)平滑的無級變速， 同時由于變頻器的啟動方式為軟啟動，因此不會因為啟動瞬間電流過大而對電網(wǎng)造成沖擊。

3.2空調(diào)系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)的運用

對空調(diào)系統(tǒng)增設智能控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)的運行達到智能控制的目的，充分優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，使各個設備可以在達到系統(tǒng)運行要求的前提下最大限度地節(jié)約耗電量。智能控制系統(tǒng)可實現(xiàn)的作用是：

（一）自動跟蹤不同季節(jié)、不同時段建筑物內(nèi)各個區(qū)域的溫度、濕度值與室外條件之間的關系。

（二）動態(tài)調(diào)整空調(diào)的設定溫度、濕度、修正值等參數(shù)，根據(jù)空調(diào)設備的實時運行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優(yōu)化壓縮機運行周期。

（三）根據(jù)空調(diào)各負荷區(qū)域不同的工況條件、空調(diào)冷量分布、風量擴張循環(huán)等綜合數(shù)據(jù)，提高優(yōu)化冷量利用效率，排列出空調(diào)優(yōu)先資格順序，達到冷量效率最大化。

（四）根據(jù)系統(tǒng)的要求精確控制開啟與關閉的空調(diào)數(shù)量，使空調(diào)機組在滿足室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度要求的前提下始終處于最佳運行狀態(tài)，進而達到節(jié)能的效果，并延長機組的使用壽命。

3.3定期的清洗與維護

中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器等在運行一段時間后表面會產(chǎn)生大量的水垢、細菌、藻類、污泥等，容易堵塞管道，并降低冷凝器、蒸發(fā)器的熱交換效率，使其要達到換熱效果就必須要長期高壓運行，甚至出現(xiàn)超壓停機等現(xiàn)象，造成了電能的嚴重浪費[5]，因此必須要對其進行定期的清洗和維護，除去水垢污泥等雜物，并通過化學藥劑殺滅藻類物質(zhì)，以改善冷凝器和蒸發(fā)器的熱交換效率，提高制冷效果，使系統(tǒng)維持高效和安全的運行狀態(tài)。

4.總結(jié)

中央空調(diào)的能耗是商業(yè)建筑能耗中很大的一部分， 據(jù)統(tǒng)計要占到總能耗的一半以上，一方面給整棟建筑物的配電帶來了壓力，另一方面也與有限的能源發(fā)展相矛盾，不利于經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展。與發(fā)達國家相比，我國商業(yè)建筑的能耗要比經(jīng)濟較發(fā)達國家如美國、日本同類建筑高出不少， 商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能還大有可為。

參考文獻

[1] 梁哲誠，陳穎，肖小清，范立莉，羅向龍.廣州市3棟商業(yè)建筑冷、熱、電負荷特性分析[J].建筑科學，2012，28（08）：13-20

[2] 劉繼文，劉帆.高層建筑暖通設計中存在的問題分析[J].山西建筑，2018，44（01）：96-97

[3] 薛勇.商業(yè)建筑暖通空調(diào)設計的相關影響因素[J].工程建設與設計，2017（06）：45-46

[4] 藍桃生.變頻調(diào)速技術在水泵節(jié)能改造中的應用探討[J].中國設備工程，2019（24）：60-61

[5] 鄧杰文，何適，魏慶芃，盧地，張輝.公共建筑空調(diào)系統(tǒng)運行調(diào)適方法研究（3）：冷水機組[J].暖通空調(diào)，2020，50（01）：103-109