暖通空调的影响因素及节能型设计

张汝宁，侯庆云，裴书虎山东科技大学

暖通空调的影响因素及节能型设计

张汝宁，侯庆云，裴书虎
山东科技大学

随着社会的进步与科技的不断发展，人类充分认识到了能源对我们人类发展的重要性。而空调作为能耗大户，其技术自然面临很大的挑战。为应对挑战，促进空调技术的不断完善和发展，则必须对空调技术进行节能型设计。本文便以节能型暖通空调的影响因素为出发点，结合国家颁布的有关节能的法律法规，简述符合节能型暖通空调设计的若干举措。

能耗；节能；暖通空调;影响因素；设计；法律法规

暖通空调的意义在使空气达到所要求的状态。据此，在一个内部受控的空气环境，对空气温度，湿度，流动速度及清洁度进行人工调节，以满足人们工作，生活和工艺生产过程的要求，乃是暖通空调的一大任务。[1]

1　影响空调能耗的环境因素

1.1建筑本身对于空调能耗的影响

1.1.1正确设计建筑物的形状。对于相同体积的建筑物,建筑物体形系数(S=F/V)越大,则其外表面积越大,根据公式Q=KFΔt，在相同的室内外温差作用下通过围护结构的传热越多,空调冷负荷也越大。为节能起见,在建筑设计时应尽量控制S,如果出于造型和美观的要求需要采用较大S时,应尽量增加围护结构的热阻。

1.1.2建筑围护结构对于空调能耗的影响。围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户；内围护结构主要包括地面、顶棚、内隔墙等。在空调采暖建筑中，围护结构的传热热损失占总的热损失的比例是较大的。在北京地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的77%；在哈尔滨地区，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失71%，由此可见改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意

义[2]。

1.2外界环境对于空调能耗的影响

1.2.1室内温度。冬季过高和夏季过低的温度不但会造成能源的浪费，也会给人体带来不舒适的感觉。因此选择合适的室内温度，对室内人员的舒适度及空调系统的节能具有重要作用。在热舒适许可的条件下将冬季的室内采暖温度适当降低（夏季的室内供冷温度适当提高）可以起到明显的节能效果。

1.2.2新风指标。新风系统简单来说就是通过新风机组把室外新鲜的空气引入室内同时把室内被污染的空气排出室外的过程。通过室内外气体的不断交换已达到室内健康舒适的要求。然而新风状态参数与室内空气状态参数的差异便导致了新风负荷在暖通空调能耗中占据了相当的比重。倘若过分的讲究节能而限制新风的引入，便会导致由于新风不足而引起的“病态建筑综合征”。而新风的过量引入会带来大量的能源消耗。这便要求我们在向前探索的过程中修正一些矫枉过正的做法，在舒适健康与节能之间寻求新的平衡。

1.2.3室外空气计算温度。室外计算温度的确定是进行建筑负荷计算的基础，其值的选取直接关系到建筑能耗的计算结果。目前计算温度的选择是根据不保证率来确定的，《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中规定：采暖室外计算温度采用历年平均不保证5天的日平均温度。这种取值规定既能满足人们舒适性的要求又能避免能源浪费，是节约型暖通空调举措中有效的方法。[1]

2　节能型暖通空调的设计

2.1改变围护结构

1）墙体：墙体是建筑物的重要组成部分，传统的墙体往往以称重为单一目的，单一材料的使用在保证建筑物稳固的同时往往难以满足较高的保温要求。所以逐渐被复合型墙体材料代替。复合墙体一般用钢筋混凝土作承重墙，并与绝热材料复合2）门窗：相对于墙体，屋顶，地面等围护结构，门窗的保温隔热性能较差，而且门窗的缝隙还是冷风渗透的主要通道。所以改善门窗的性能是节能工作的一个重点。要尽量减少外窗面积,并采取有效的遮阳措施。3）屋顶：屋顶由于与外界的接触面较大，会产生冬冷夏热的问题。改善屋顶的热工性能主要是加强屋顶的保温，屋面的保温应结合防水等要求来综合考虑。

2.2节能型暖通空调设计

2.2.1采用变频技术。变频技术在现代节能型空调设计的关键环节。它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，从而保证环境温度的稳定。同时变频空调依靠其独有的控制技术可根据室内空气参数的变化自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。

2.2.2地下水的应用。地下水由于地层的隔热作用,其温度受气温影响很小。在暖通空调中,有些地下水可以直接作为冷源,更是热泵良好的低位热源。目前关于地下水的应用仅局限于利用浅层地下水所吸收的太阳能和土壤中的热量结合热泵等设备将这些低位热能在输入少量外部能量的基础上形成高位热能。而对于深层地下水热量的获取与利用尚在研究阶段。不难看出地下水能量获取工作的研究对于未来节能工作的发展发挥着重要的作用。

3　关于开展一些积极的节能工作

建筑环境是影响暖通空调能耗的关键，也是我们进行节能工作的出发点和核心。除此之外，我们还应展开一些积极的节能工作。1）对于政府部门而言：制定相应的政策法规，对建筑节能工作顺利开展具有指导意义同时也使得节能工作的进行有法可依。2)推动科技的进步。科学技术为节能工作的进行指明了道路。只有依靠科技的发展，不断优化能源结构和用能方式，才能够真正做到节能。3)加强各专业间的协调与交流，运用各学科成熟的经验结果为节能型空调设计起到促进作用。

4　结束语

据国外的一份调查报告显示,居民平均88%的时间在室内,就是说几乎每天在室内的时间13h。由此可见室内环境的舒适健康对于人们来说无比的重要，而创造健康舒适的室内环境是无法脱离暖通空调而实现的。室内环境标准越严格，对于空调的要求越高，能源消耗就越多。因此对于暖通空调节能型研究及设计完全顺应了资源节约型社会的潮流。

[1]赵荣义.空气调节.中国建筑工业出版社

[2]崔鹏.浅谈减少建筑能耗的途径.科技信息网

第二作者：侯庆云，裴书虎。

张汝宁(1995-)，男，山东省聊城市冠县东古城镇后辛庄村人，本科在读，山东科技大学土木工程与建筑学院建筑环境与能源应用工程2013级。