基于多变量控制的地下空间空调节能系统研究

李永基

摘要：随着我国地下工程的发展，地下空间的种类、用途越来越多样化、复杂化，如地下车库、地下仓库等储存空间;地下商城等生活空间;隧道、地铁等交通空间。为了针对这些复杂的情况，该方法从人的受众角度出发考虑，确定多变量参数研究，结合空调的智能调节系统，进而分析出一套基础的多变量综合实用的智能空调系统调节方法。

关键词：城市地下空间;建筑环境

引言

21世纪是地下空间高速发展和利用的时期，随着地上空间的不断利用、建造，渐渐的地上工程已经不能满足人们的需要，地下空间的利用和开发逐渐进入人们的视野，而在一些西方国家， 建筑能耗大约占全国能耗的30%左右;而我国建筑能耗约占全国总能耗的 11.7 %。 随生活经济的发展以及日常生活水平的提高， 以及天气的变化， 将使建筑能耗进一步增加， 而其中空调能耗一般要占到整个建筑能耗的40%以上[1]，所以，对于空调系统的节能研究刻不容缓。

本文将以变量作为区分，比较分析现有的各大主流的空调智能系统，以另一种角度从核心分析现有的节能关键因素——控制变量对于地下空调节能系统的重要程度。

1 时间变量

1.1 以天为单位的时间段循环变化

时间变量是成本较为低廉的变量，也在大多的工程中较为实用。比如在地下车库中，由于地下空间本身对于温度的调节作用，较易于形成“冬暖夏凉”的温度空间，故而空调系统的作用主要是及时排出汽车尾气排除的一氧化碳、硫的氧化物等有害气体，防止某一区域有害气体聚集，超标。而地下车库车辆流量大的时间段即为7：00—8：00、11：00—13：00以及18：00—19：00的上下班高峰期时间段，所以，将空调系统在固定的有较大流量基数的时间段提高功率，而在无车辆流通的时间段相应的降低功率，以达到节能减排的效果。

1.2 以年为单位的季节变化

除了每天固定的时间段之外，还有季节的区分。由于环境温度的变化，制冷与制热对于空调系统系统的消耗也是大大不同。因为季节变化是基础常识，此处不再赘述。

1.3 现状发展

但是随着科学技术的发展，时间变量不能及时的根据特殊情况作出调整，有一定的可能发生意外，一般与其他变量共同控制空调系统的运作，而不再作为单一变量控制。

2 二氧化碳浓度

2.1现状问题

二氧化碳不仅仅是人呼吸作用的主要变量，也是其他燃烧、氧化等复杂化学变化的主要产物之一，在地下商场这种储存物品众多、人员流动量大的空间内尤为显著。在很多的地下商城中，按照定量的空间分配即5次/h的换气频率，温度、湿度等指标都合格时，却也出现胸闷气短、压抑的感觉，正是由于二氧化碳局部超标导致的。

2.2主要应用模式

且由于地下商场的封闭性远超地铁站、地下车库，缺少自然流通，利用空调系统进行室内室外空气的循环转换就显得尤为重要。故而现在二氧化碳指标也越来越被重视以及应用，由于二氧化碳的特殊性在地下商场也作为检测人流量变化的重要指标之一。而根据二氧化碳浓度，在人流量密集区域或均匀分布一系列的负压风机，将室内的空气排出并抽入新鲜空气，避免由于扩散不及时造成的局部超标，这一设计也被越来越多的地下商场应用，不过由于二氧化碳监测的复杂性，多以以地域为参考的均匀分布为主、以二氧化碳浓度为辅。

3 温度湿度

温度湿度是直接被人的感官器官所感受的对于环境的主要因素，也是反应人对于环境进行评价的重要因素。不同环境对于温度湿度的控制要求也有很大差异。比如起到交通运输作用的地铁站、起储存作用的地下室以及起到休闲娱乐作用的地下超市，显然不同。

部分地下室只起到储存作用，温度湿度不必调节为适合人长时间生存的标准;而地铁站主要靠本身的流通性以及列车内部调节;但在地下超市中显然不同，据调查显示，在超市中购物的人对于空气的湿度温度要求明显较高，并可以带来愉悦的感受。而在地下空间中环境条件变化对于人的心理的影响已被束昱，彭方乐[2]等教授证实，故而在起娱乐休息作用的地下公共空间，控制好温度湿度、保持处于地下空间人的良好心理有重大作用。

4 其他因素

4.1 地域因素

地域是造成温度差异的主要因素之一，例如南北方的巨大温差以及沿海地区与内陆地区空气湿度的差异。由于自然条件的不同对空调系统需要起到的调节作用也大大不同。

4.2 特殊因素

在具有特定功能的空间中，一些特殊的因素也是保障空间正常运行工作的重要指标。比如地下车库中的一氧化碳浓度、地下储油库的氧气浓度、易燃气体浓度等。

参考文献：

[1]李义文，茅清希，戴菇，梅紅生，陈劲晖.地下商场空调节能设计与管理[J].建筑热能通风空调，2003（04）：23-25.

[2]束昱，彭方乐.地下空间研究的新领域——地下环境心理学[J].地下空间，1990（03）：205-209.