摘要：從工程項目開展的全生命周期考慮，深入探討通風(fēng)空調(diào)在設(shè)計階段、施工階段及后期運行階段三個不同時期的節(jié)能控制要點。研究結(jié)果表明，設(shè)計階段結(jié)合建筑負(fù)荷變化特點采用合理的節(jié)能技術(shù)可從源頭有效降低系統(tǒng)能耗；應(yīng)重視施工階段通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能要點控制，從節(jié)能材料設(shè)備選擇、施工工藝優(yōu)化、自控技術(shù)應(yīng)用及平衡調(diào)試等各個環(huán)節(jié)提高系統(tǒng)節(jié)能效果；設(shè)備運行階段可充分利用各項節(jié)能控制策略并加強(qiáng)運行維護(hù)管理，最大限度地實現(xiàn)節(jié)能運行。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)空調(diào)； 節(jié)能控制； 全生命周期

中圖分類號：TU834.3+5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

隨著時代的發(fā)展和人們對建筑品質(zhì)要求的不斷提高，室內(nèi)環(huán)境的熱舒適性逐漸成為評判建筑使用性能的重要參考指標(biāo)，這也對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用提出了更高的要求。然而，在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)滿足人們居住環(huán)境需求的同時，也由此產(chǎn)生了更大的建筑能耗，因此探討通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性是非常具有研究意義的。

目前對于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能研究大多從設(shè)計源頭考慮，探討各類節(jié)能技術(shù)對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的影響，僅有較少部分研究從施工角度分析通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能控制要點，而在實際工程中材料設(shè)備的選取、施工品質(zhì)的好壞及后期調(diào)試運維等都會對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗產(chǎn)生巨大的影響。因此本研究以建筑建造的全生命周期為基準(zhǔn)，從節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用、施工過程中的節(jié)能控制要點及后期設(shè)備運行的節(jié)能控制策略，多角度全方面分析通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能措施，為實際工程中進(jìn)一步降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗提出優(yōu)化建議。

1通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

1.1空調(diào)系統(tǒng)形式

目前民用建筑空調(diào)系統(tǒng)形式主要包括全空氣系統(tǒng)、全水系統(tǒng)、空氣-水系統(tǒng)、制冷劑系統(tǒng)。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點選擇合適的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式，一方面需考慮滿足一定的通風(fēng)空調(diào)需求，保證室內(nèi)溫濕度及空氣品質(zhì)，另一方面通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式的選擇對于建筑能耗具有較大影響，適合的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)形式的選擇可以從源頭上達(dá)到節(jié)能效果。

（1）全空氣系統(tǒng)是指建筑的熱濕負(fù)荷全部由空氣負(fù)擔(dān)，該空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)量大，換氣充足，是最主要的集中式空調(diào)系統(tǒng)，目前具有高大空間的大型建筑常采用全空氣式一次回風(fēng)系統(tǒng)。全空氣系統(tǒng)包括定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)和變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)。相對于定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)采用變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)房間負(fù)荷的變化及溫度需求調(diào)整送風(fēng)量，減少了風(fēng)機(jī)能耗，可有效達(dá)到節(jié)能效果。

（2）全水空調(diào)系統(tǒng)是指建筑的熱濕負(fù)荷全部由經(jīng)過處理的水負(fù)擔(dān)。此空調(diào)系統(tǒng)多指風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。而風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)是較為主要的空氣-水系統(tǒng)形式，建筑負(fù)荷由空氣和水共同承擔(dān)，由于增加了新風(fēng)，相對于全水系統(tǒng)更為常用，適用于多層小空間建筑。

（3）冷劑式系統(tǒng)是利用制冷劑消除房間熱濕負(fù)荷，主要包括住宅建筑多采用的分體空調(diào)系統(tǒng)和小型公建常采用的多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，目前多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)常配套新風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)換氣，保障空氣品質(zhì)。

劉超等［1］通過建筑能耗監(jiān)督平臺對兩種空調(diào)系統(tǒng)的電耗進(jìn)行了比較分析，發(fā)現(xiàn)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)可靈活調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)組參數(shù)適應(yīng)建筑負(fù)荷變化，而集中式空調(diào)系統(tǒng)的電耗隨建筑負(fù)荷變化的可調(diào)節(jié)性較差，且多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)單位面積電耗明顯低于集中式空調(diào)系統(tǒng)，更加節(jié)能。因此優(yōu)化集中式空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)需要考慮更多的是其運行效率和控制策略，而多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)則需要增加室內(nèi)設(shè)備參數(shù)的靈活調(diào)節(jié)度。王海剛等［2］對比了多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和半集中式空調(diào)系統(tǒng)的能耗，認(rèn)為相同條件下多聯(lián)機(jī)較半集中式空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能性更加顯著，分析原因認(rèn)為變頻多聯(lián)機(jī)在不同負(fù)荷條件下系統(tǒng)性能參數(shù)都較高，而半集中式空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷運行工況時偏離設(shè)計條件下最高運行能效點，因此多聯(lián)機(jī)較半集中式空調(diào)系統(tǒng)更加節(jié)能。

通過上述分析可以看到對于大空間建筑，由于風(fēng)量需求大，負(fù)荷變化小宜采用集中式全空氣系統(tǒng)，為使空調(diào)系統(tǒng)運行更加節(jié)能需考慮如變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)等優(yōu)化運行策略。對于小型公共建筑，可優(yōu)先考慮系統(tǒng)運行性能更高的變頻多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)。

1.2排風(fēng)熱回收

熱回收技術(shù)是建筑通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能常用的節(jié)能技術(shù)，通風(fēng)空調(diào)處理機(jī)組上設(shè)置新風(fēng)、排風(fēng)的熱交換裝置，充分利用排風(fēng)余熱或余冷對送入室內(nèi)的新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理，可有效減少處理新風(fēng)所需能耗，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)約能耗的目的。

1.3變頻調(diào)節(jié)技術(shù)

對于大型公建，由于室外氣象參數(shù)及室內(nèi)熱擾處于逐時動態(tài)變化，因此建筑熱負(fù)荷也在逐時變化。結(jié)合負(fù)荷變化特點，采用合理的空調(diào)變頻調(diào)節(jié)技術(shù)可有效減少建筑空調(diào)能耗。以較為常用的全空氣系統(tǒng)為例進(jìn)行說明，其變頻調(diào)節(jié)方式主要包括變風(fēng)量調(diào)節(jié)、變水流量調(diào)節(jié)。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是指當(dāng)傳感器測得的室內(nèi)溫度與設(shè)計溫度值產(chǎn)生溫差時，通過控制器調(diào)節(jié)末端風(fēng)閥改變送風(fēng)量，同時風(fēng)道內(nèi)的壓力傳感器感受到壓力的變化，通過變頻器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，因此變風(fēng)量調(diào)節(jié)主要減少了風(fēng)機(jī)能耗。傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)變水流量的調(diào)節(jié)方式是指當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，室內(nèi)溫度傳感器控制空調(diào)機(jī)組水管上的電動二通調(diào)節(jié)閥開度，壓力傳感器控制總供回水管路上的旁通電動二通旁通從而調(diào)節(jié)空調(diào)水系統(tǒng)的水流量，并通過回水溫度調(diào)節(jié)冷水機(jī)組運行臺數(shù)［3］。相對于該種變水流量調(diào)節(jié)方式，設(shè)置水泵變頻調(diào)節(jié)則更為節(jié)能，當(dāng)用戶側(cè)冷熱負(fù)荷需求降低時，通過變頻器改變水泵的轉(zhuǎn)速，減少冷熱水的供應(yīng)量，從而降低水泵能耗，當(dāng)用戶側(cè)需求進(jìn)一步降低并低于冷水機(jī)組允許的最低流量時，壓差旁通閥組開啟，讓一部分供水直接進(jìn)入系統(tǒng)的回水管。可以看出，無論是風(fēng)系統(tǒng)還是水系統(tǒng)，采用變頻調(diào)節(jié)方式都是一種有效的節(jié)能方式，既能根據(jù)負(fù)荷變化滿足逐時溫度變化需求，又能在一定程度上減少空調(diào)系統(tǒng)能耗。

1.4冷源系統(tǒng)

除通風(fēng)空調(diào)末端系統(tǒng)形式外，冷源系統(tǒng)配置的合理性也是影響系統(tǒng)能耗的重要因素。對于冷水機(jī)組的單臺容量和數(shù)量的選擇應(yīng)結(jié)合建筑能耗的變化特點進(jìn)行考慮。冷熱源設(shè)備盡量處于高效工況點運行，可提高冷源系統(tǒng)運行能效，減少機(jī)組耗電耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。結(jié)合冷水機(jī)組運行負(fù)荷需求，調(diào)整冷水機(jī)組出水溫度即冷凍水溫度也可使冷水機(jī)組處于高效運行工況，有效提高冷水機(jī)組運行效率［4］。

2通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在施工過程中的節(jié)能控制要點

2.1材料設(shè)備選擇達(dá)到節(jié)能要求

施工過程中，施工材料設(shè)備選擇的質(zhì)量對于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性影響也是十分重要的。在控制施工成本的同時，應(yīng)按照節(jié)能規(guī)范要求采購相應(yīng)節(jié)能材料。特別是隔熱保溫材料的采用可以有效減少通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能量損失。因此應(yīng)著重考慮保溫隔熱材料的熱導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性等性能參數(shù)，此外還應(yīng)按照設(shè)計計算采購滿足一定厚度要求的保溫隔熱材料，提高設(shè)備的保溫性能。

除了保溫隔熱材料等輔助減少通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能量損耗的材料外，選擇滿足設(shè)計參數(shù)要求且能效比較高的設(shè)備也是減少通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)綠色節(jié)能運行的重要因素，應(yīng)格外關(guān)注。

此外，監(jiān)理工程師應(yīng)在材料設(shè)備購置前后對其質(zhì)量證明材料的合格與否嚴(yán)格把關(guān)，檢查產(chǎn)品說明書上的性能參數(shù)是否滿足節(jié)能設(shè)計要求。節(jié)能材料及設(shè)備要具有合格的檢驗報告，監(jiān)理單位對材料及各種構(gòu)配件嚴(yán)格的進(jìn)場驗收及檢測單位見證取樣送檢復(fù)試等都是對材料品質(zhì)和節(jié)能性進(jìn)一步確認(rèn)的重要步驟，應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對待。

2.2機(jī)組管道安裝質(zhì)量對建筑節(jié)能的影響

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)安裝質(zhì)量存在的問題不僅會影響其使用功能，也會對系統(tǒng)的節(jié)能性產(chǎn)生顯著影響，因此應(yīng)做好包括各類設(shè)備閥門儀表、送排風(fēng)系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)、水系統(tǒng)管路及平衡裝置、計量儀表及各類自控裝置的安裝等。

在通風(fēng)風(fēng)管施工過程中，應(yīng)盡早做好管道的綜合排布，通過合理的管道布局，可大幅度減少風(fēng)管管網(wǎng)的管道阻力，從而通過最小的風(fēng)機(jī)動力實現(xiàn)風(fēng)口風(fēng)量需求。同理通過對空調(diào)水系統(tǒng)管網(wǎng)的進(jìn)一步優(yōu)化，并做好空調(diào)水系統(tǒng)平衡閥的布置和安裝，可減少水網(wǎng)管路不順暢的問題，實現(xiàn)空調(diào)水系統(tǒng)的節(jié)能效果。

建筑論壇與建筑設(shè)計馮姍： 通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制要點的探討

此外風(fēng)管連接處的法蘭與風(fēng)管連接不正、風(fēng)管與空調(diào)設(shè)備之間的縫隙都會產(chǎn)生一定的漏風(fēng)量，一旦漏風(fēng)量過大必然會造成通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量大幅損失，因此在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對通風(fēng)管道安裝質(zhì)量的保證，提高安裝質(zhì)量，盡可能實現(xiàn)無縫對接。同時通過對風(fēng)管系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密性測試，減少漏風(fēng)產(chǎn)生的能量損耗，確保風(fēng)管風(fēng)量的節(jié)能施工工藝［5］。絕熱風(fēng)管與金屬支架的接觸處、復(fù)合風(fēng)管及需要絕熱的非金屬風(fēng)管的連接處、加固處也應(yīng)做好冷橋處理，同樣空調(diào)水系統(tǒng)管道及配件也應(yīng)做好與支配件絕熱襯墊安裝及冷橋隔斷，落實好空調(diào)水系統(tǒng)管道及配件絕熱層和防潮層的施工，避免造成一定的熱損失。

通過加強(qiáng)施工質(zhì)量可有效降低建筑能耗，另一方面可以通過提高通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)一步提升其節(jié)能效果。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在保證室內(nèi)熱濕環(huán)境穩(wěn)定性，人體舒適度的基準(zhǔn)條件下，利用先進(jìn)的自動控制技術(shù)可以避免不必要的能源消耗。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中自控技術(shù)的應(yīng)用一方面要通過信息化平臺實現(xiàn)對空調(diào)系統(tǒng)實際運行能耗和末端溫濕度、風(fēng)速風(fēng)量的監(jiān)測，檢驗其是否滿足室內(nèi)熱環(huán)境需求并及時反饋相應(yīng)信息，另一方面自動技術(shù)需要一定范圍內(nèi)根據(jù)實時負(fù)荷需求及時調(diào)整通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的出風(fēng)溫度及送風(fēng)量等，在一定程度上達(dá)到節(jié)能的效果。

同時應(yīng)加強(qiáng)施工過程質(zhì)量監(jiān)管，施工過程中及時留存節(jié)能施工過程資料，包括節(jié)能施工方案，節(jié)能施工過程檢查檢測記錄，節(jié)能工程檢驗批及分部分項驗收記錄，并按照規(guī)范要求落實通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)調(diào)試和質(zhì)量驗收及問題整改工作。

2.3設(shè)備及系統(tǒng)調(diào)試對建筑節(jié)能的影響

機(jī)電設(shè)備安裝后，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備及系統(tǒng)的調(diào)試也是保證其正常節(jié)能運行的重要環(huán)節(jié)，不應(yīng)忽視。系統(tǒng)調(diào)試前，應(yīng)先對空調(diào)機(jī)組的出風(fēng)量、系統(tǒng)末端及控制系統(tǒng)進(jìn)行性能測試，保證其基本功能的正常實現(xiàn)。對于制冷設(shè)備出力不足、能效低的問題應(yīng)請專業(yè)設(shè)備廠家及時調(diào)試，滿足室內(nèi)環(huán)境的舒適性要求，而當(dāng)其調(diào)試為能效比最高的運行工況時，性能會明顯提升。設(shè)備調(diào)試后，還需對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試。特別是具有顯著節(jié)能性、并對空調(diào)系統(tǒng)控制及調(diào)試要求較高的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)等隨負(fù)荷變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的復(fù)雜空調(diào)系統(tǒng)形式，對風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)量平衡調(diào)試，系統(tǒng)送風(fēng)溫度調(diào)試，空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)試及系統(tǒng)聯(lián)合運行時的功能驗證都是十分重要的環(huán)節(jié)［6］。應(yīng)合理對系統(tǒng)管網(wǎng)過濾器及各類閥件開度調(diào)整，并通過裝設(shè)動態(tài)平衡閥有效改善系統(tǒng)的水力失衡問題，減少空調(diào)系統(tǒng)的能量損失，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能效果。

3設(shè)備運行過程的節(jié)能控制策略

對于空調(diào)設(shè)備運行過程的節(jié)能控制策略，由于室內(nèi)負(fù)荷規(guī)律性變化，應(yīng)根據(jù)末端空調(diào)設(shè)備使用情況及時調(diào)整制冷設(shè)備的運行，按需控制設(shè)備啟停運行，通過自控系統(tǒng)反饋參數(shù)并及時調(diào)整，保證系統(tǒng)處于高能效、低能耗的運行狀態(tài)，以實現(xiàn)最大限度的空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能運行效果。具體來說，對于大型公建的中央空調(diào)主要采用水冷機(jī)組，包括冷機(jī)循環(huán)系統(tǒng)，冷凍水循環(huán)系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。冷水機(jī)組大多是集群控制，根據(jù)不同季節(jié)時段的負(fù)荷變化特點及末端回水溫度，設(shè)置合理的冷水機(jī)組運行臺數(shù)，調(diào)整運行強(qiáng)度，使冷水機(jī)組所承載負(fù)荷盡可能處于高效運行工況。冷凍水循環(huán)系統(tǒng)的能耗主要在冷凍水泵上，采用變頻調(diào)節(jié)的水泵，并依據(jù)末端負(fù)荷變化情況及時調(diào)整冷凍水系統(tǒng)流量可有效降低冷凍水系統(tǒng)的運行能耗［7］。同理冷卻水系統(tǒng)運行能耗主要在冷卻水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)所需要的電能。因此需合理控制冷卻水泵的運行頻率，并使冷卻塔冷卻效能最大化。

從空調(diào)系統(tǒng)運行維護(hù)角度看，施工單位在工程移交時應(yīng)提供設(shè)備使用說明并派專業(yè)人員對使用單位空調(diào)設(shè)備運維人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高設(shè)備運行人員的節(jié)能運行意識。此外，應(yīng)定期對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。定期改善空調(diào)水系統(tǒng)水質(zhì)、避免設(shè)備結(jié)垢、及時更換脫落損壞保溫層等措施可有效改善制冷量降低、電耗增加等問題。

4結(jié)論

以建筑建造的全生命周期為基準(zhǔn)，對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制要點進(jìn)行全面分析，探討了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用、施工過程中的節(jié)能控制要點及后期設(shè)備運行的節(jié)能控制策略。可以得到幾點分析結(jié)論：

（1）結(jié)合建筑負(fù)荷變化特點選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)形式、采用排風(fēng)熱回收、變頻調(diào)節(jié)、對冷源系統(tǒng)合理設(shè)置等節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可在設(shè)計階段有效降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運行能耗。

（2）應(yīng)重視施工階段通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能要點的控制。選擇性能優(yōu)良的設(shè)備和隔熱保溫材料并加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督；合理布局管道，優(yōu)化施工工藝減少風(fēng)量損耗和熱量損失，利用自控技術(shù)加強(qiáng)信息反饋和技術(shù)調(diào)整；重視設(shè)備及系統(tǒng)調(diào)試，提高通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

（3）采取冷水機(jī)組集群控制、冷水系統(tǒng)水泵變頻調(diào)節(jié)等措施，充分利用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制策略并加強(qiáng)運行維護(hù)管理可有效保證通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)處于高能效、低能耗的運行狀態(tài)。

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［作者簡介］馮姍（1995—），女，碩士，從事工程管理工作。