浅谈建筑环境与暖通空调节能

于国军

摘要：改革开放三十多年来，随着我国经济的不断发展，综合国力也在逐渐的提高，我国的现代化建设事业取得了飞速发展，各类现代化建筑特别是高层建筑、高级建筑，大型特大型城市综合体不断增多，中央空调系统越来越广泛 运用于这些高标准的建筑之中。然而本文主要就是针对建筑环境与暖通空调节能来进行阐述。

关键词：建筑环境；暖通空调节能；优化

中图分类号：TU-023文献标识码： A

引言

随着全球现代科技进步，资源需求达到史无前例的规模，而地球资源是有限的，全球各国都面临着能源供应紧张的问题。而由于能源发展的速度赶不上经济建设的速度，我国的国民经济建设过程中，能源供应的增长速度只有经济增长的 3 成，面对这个残酷的现实，我国必须在各个建设领域推行节能技术，既有效节约建设能源消耗、缓解能源供应紧张，也为能源用户降低使用费用。而众所周知，按照发达国家的经验，建筑能耗通常在国内能源总消耗量的三成至四成的水平，我国的建筑能耗中，暖通空调能源消耗是主体，因此关注建筑暖通空調节能技术是发展建筑节能的一个关键环节。本文主要讨论关于建筑环境对于建筑暖通空调负荷的影响因素及其原因，并尝试着解答如何进行暖通空调节能的问题。

1、建筑环境对空调节能的影响

1.1、室内环境的影响

室内环境既与建筑物的体形系数、窗墙比、建筑朝向和平面布局密切相关，又与建筑物围护结构采用的墙体材料、门窗玻璃材料有关，还与围护结构的保温措施、外窗遮阳措施有关。室内环境的合理与否，对建筑能耗特别是空调能耗有很大影响。

(1)建筑设计和建筑措施

研究设计人员应该注重改善建筑条件和采用适当的建筑措施以降低空调负荷，从而降低空调能耗。建筑措施是指利用建筑的平面布置、朝向、造型、围护结构的保温、外窗遮阳及门窗玻璃材料的选用等方法降低建筑物能耗。

(2)合理的建筑造型和平面布局

优美的建筑形状和合理的建筑朝向可以达到减小暖通空调负荷的目的，在一定程度上对暖通空调系统的节能效果有直接影响。不能片面追求立面效果，要减少围护结构大面积采用玻璃幕墙，充分使用南北通风朝向进行建筑设计，尽量避免东西朝向、狭长过细及过多凹凸表面出现，以利建筑节能降低暖通空调负荷。

(3)围护结构的性能与保温措施

适当增加墙体、屋顶的保温性能，可以减少通过这些围护结构产生的冷热负荷。根据权威部门对住宅围护结构和热工测试结果证明，在同样建筑结构的住宅内热量损失有40~50%是通过门窗损失掉的。可以采用密封性好、保温节能的新型塑钢门窗。其他具体节能措施还有：改造屋面和地板，提高保温隔热性能；安装热障式隔窗和挡风板；安装活动百叶窗和窗帘；安装遮阳板和挑檐等。

(4)室内环境对暖通空调节能的影响

为人们的生活和工作提供舒适的室内空气温度、湿度、气流速度和热辐射环境是暖通空调的目的。通过利用建筑物围护结构的热特性可以很好的抵抗室外的气温变化，给人们提供舒适的生活和工作环境。建筑物的室内温度过高过低都会造成人体的不适，要充分利用建筑环境并选择合适的室内温度来避免能源浪费，使暖通空调节能更好地得到实现。

1.2、室外环境的影响

要确定暖通空调负荷，就要充分研究室外环境的影响因素，只有充分利用室外环境的有利因素，才能对室内环境产生积极的作用。

(1)气象条件对空调负荷的影响

在设计建筑暖通空调时，考虑空调的负荷值需要结合室外的气候特征，如室外的相对湿度、阳光辐射、室外温度等气候因素都对建筑空调系统的负荷有较大的影响。建筑暖通设计人员需要充分调查当地的气候特征，有效地将当地的建筑暖通空调系统与大气环流和地理特征相结合，使得空调节能设计负荷要求。

(2)环境绿化对空调节能的影响

在建筑物四周及屋顶植树、种植草坪，不仅美化环境，隔声防尘，而且能部分取到吸热、防太阳辐射的作用。据研究，具有良好绿化环境的建筑物四周，局部小气候温度小幅降低，太阳辐射量被部分吸收，明显取到隔热吸热降低建筑空调负荷的作用。在大力提倡节能、绿色、环保的今天，努力营造建筑物周边的环境绿化，是降低建筑能耗的主要手段。

2、暖通空调节能的技术措施

暖通空调系统设计的合理与否对暖通空调节能有着重要影响。从实际出发，根据工程情况全面考虑建筑物的使用功能要求，并结合新技术，新工艺、新设备、新材料的推广使用，把握好暖通空调节能设计的主要技术措施，设计出经济合理的暖通空调系统，是实现暖通空调节能的前提条件。

2.1、降低室内设定值

在建筑物室内环境中，人们对于空调系统所带来的舒适感，主要是针对温度及相对湿度的感觉，在建筑环境中，人体的舒适感不发生明显的变化，而空调系统需要根据温度、湿度的变化进行有效的调节，从而实现空调的功能，这个调节温度、湿度的过程就是一个消耗能源的过程。因此需要降低空调的室内设定值，适当地降低空调系统中水泵和风机的使用功率。为了达到节能的目的，在保证人体健康且满足生产、生活需求的前提下，夏季提高建筑物室内的温度、湿度设定值，冬季则降低。

2.2、减少新风负荷降低新风能耗

空调机组处理的新风量过多会增加其负荷，进而增加电耗，处理的新风量过少则会影响空调环境的质量，因此针对具体的空调环境做好送风温度和新风比例的调整也是非常有利于节能的。在满足空调系统卫生健康要求的前提下，合理确定空调系统的新风量是控制空调系统能耗的有效手段。利用热回收技术回收空调排风余热既节能又减排。

2.3、自然能源和新能源的利用

空调系统因地制宜地利用当地的自然资源，不仅可以换来低投入，还可以大幅度地节能降耗，带来经济效益、环境效益。所谓因地制宜，就是要充分合理地利用当地的自然资源，开发出适合当地气候特色的空调方式，这是空调节能的绿色思路。

2.4、合理选用空调系统

(1)采用变频技术

暖通空调系统变频技术有两方面主要内容：①利用变频泵和变频风机的特性，减少系统内部消耗提高设备效率；②根据空调负荷改变水流量或风流量，实现变流量控制。空调系统的变流量控制不仅可以减少运行调节损失，而且可以在空调系统流量负荷减少时节约水泵和风机的运行能耗。变流量系统分为变风量（VAV）系统和变水量（VWV）系统。变风量系统是以末端装置随室内负荷的变化自动调节风量维持室温来实现节能目的；变水量系统则是采用定水温变流量或变水温变流量的调节方式，使空调系统供水量随负荷变化达到节能目的。

(2)合理选择冷热源

合理选择空调系统冷热源不但关系空调系统能否可靠运行，而且对空调节能与能源合理利用意义重大。中央空调系统常见的冷热源配置有：冷水机组加锅炉、风冷热泵机组、溴化锂直燃机组等。选择合适的冷热源涉及到建筑物所在地的能源供应状况、气象条件、对环境的影响，还涉及到能源消耗、系统运行经济性及安全可靠性等综合因素。

(3)空调系统优化设计

在既要节能又要保证空调系统使用效果的条件下，风量可调的置换式通风系统，低温送风系统以及温湿度独立控制的蒸发冷却和去湿空调系统在当今大力提倡绿色、节能、环保的现代建筑中运用得越来越广泛，为空调系统的节能提供了更多选择方案。

(4)余热的回收利用

伴随着空调系统的排风过程，不可避免产生大量余热浪费。将空调排风余热有效转移到需要用热的地方去，是实现空调系统节能的有效方法。目前，用于空调排风热回收的主要设备有转轮式新风机组及全热回收新风机组等。采用热回收新风机组对空调排风进行热回收，节能减排效果是明显的，值得推广运用。

结束语：

进行建筑暖通空调节能设计时，主要考虑的就是建筑环境的影响效果，所以应重点考虑如何与建筑环境相结合来调节空调负荷。要做好建筑暖通空调节能设计，应就下述几点工作予以重视。其一就是完善建筑节能方面的法规。由有关政府部门介入促进建筑物建设参与方对建筑节能加强重视，也可以为建筑节能设计与实施提供法理依据。而随着近年来国务院及地方政府出台相关的政策法规，加强了建筑节能技术的管理，但还有待进一步的完善。其二就是鼓励研究发展建筑节能技术。做好建筑暖通空调节能离不开科学技术的进步，只有不断地提高建筑暖通空调系统的科技含量，优化能源利用的方式，才能达到建筑节能的效果。其三，建筑物从设计到实施完成并交付使用的全过程中，是不同专业相互协调配合的结果，因此建筑暖通空调节能设计时，针对建筑环境的影响，不仅要考虑建筑功能的实现和建筑美学的因素，还要结合其他专业对节能技术的影响。

参考文献：

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[2]邱晓波.浅谈建筑环境与暖通空调节能[J].中华民居(下旬刊),2013,06:181-182.

[3]艾阳.论暖通空调系统在建筑节能中的技术应用[J].科技风,2010,07:256.