公共类型建筑的暖通空调节能研究

王瑞雪

（河北拓朴建筑设计有限公司山西分公司，山西太原 030000）

0 引言

随着我国科学技术的快速发展，各行各业开始积极探究资源节能优化，以最大程度地减少资源浪费，促进国家资源的可持续利用。在此背景下，公共类型建筑暖通空调系统的应用同样在积极探索节能策略，文章就此展开论述，以期为公共类型建筑暖通空调系统的节能策略提出一些有价值的建议。

1 暖通空调系统的特点

1.1 多变的影响

暖通空调系统设计过程中受到很多要素影响，包括气候、建筑内外部热扰、建筑内外部形状以及建筑使用需求等，各种要素的动态性特点都会对空调系统设计产生较大影响。因此，有必要改变暖通空调系统传统设计理念，即重视性能、轻视节能，树立以节能为基础的全新设计理念，通过对动态化分析工具的合理应用，找到有效的节能优化措施，最终实现建筑节能目标[1]。

1.2 多样形式增加选择难度

根据建筑室内多样化分隔布局，为有效控制空气环境，满足不同功能的环境需求，现代建筑通常会选择形式多样化的空调系统。殊不知，这样会大大增加冷热源方式与空调系统形式的选择难度，特别是大型公共类型建筑，必须综合评价多个要素，如适用性、造价、运行耗能等，才能进一步保障选择合理形式的暖通空调系统。

1.3 互相耦合，复杂化组成

构成暖通空调系统的子系统包括冷热源、冷热量输配、房间冷热末端，上述子系统中又包括很多子系统，它们具有互相耦合、复杂组成的关系。

2 公共类型建筑暖通空调系统应用现状

2.1 公共类型建筑暖通空调系统高耗能、低应用

在优化公共类型建筑暖通空调系统、探究公共类型建筑暖通空调系统节能策略中，首先应充分了解公共类型建筑暖通空调系统的应用现状，进而有的放矢、对症下药。在现今实际生活中，公共类型建筑暖通空调系统呈现高耗能、低应用的现状。在我国经济快速发展、生活水平不断提升、物质富足的社会背景下，人们越来越关注身体健康。基于此，在实际工作生活中，不论冬夏，为保证室内空气畅通，人们都会经常开窗[2]。尤其在冬天，门窗紧闭常态化使室内空气质量急剧下降，人们不得不开窗开门放进新鲜空气。然而，公共类型建筑暖通空调系统制冷与保暖的主要原理便是通过自身系统将室内空气制冷和制热。人们为了保证室内空气畅通而选择开门开窗的习惯，事实上在一定程度上极大损耗了公共类型建筑暖通空调系统制冷制热能量，加大了公共类型建筑暖通空调系统运转负荷。在日常生活中，开空调时会关闭门窗，目的在于形成密闭空间，进而加快空调制冷制热，减少能源消耗。开窗开门除了引起公共类型建筑暖通空调系统高耗能低应用外，从资源可持续发展角度出发更是造成了资源浪费。为保证室内温度符合人们的身体需要，人们会通过持续打开空调的方式降温或保持温度。长年累月高负荷的运转严重消耗了公共类型建筑暖通空调系统，缩短了公共类型建筑暖通空调系统的使用年限。

2.2 公共类型建筑暖通空调系统设计需不断优化

公共类型建筑暖通空调系统设计同样是影响现今公共类型建筑暖通空调系统节能效果的因素之一。公共类型建筑指供人们进行公共活动的建筑，一般情况下包括交通运输类建筑、商业建筑、办公建筑、通信建筑、学校及研究院等。从外在形态看，现今的公共类型建筑大多数都是结构独特，形状各异的，独特的形态结构会给公共类型建筑暖通空调系统在设计上增加一定的难度。为保证公共类型建筑暖通空调系统与公共类型建筑的协调性且具有美感，公共类型建筑暖通空调系统设计要符合公共类型建筑特点。部分设计独特的公共类型建筑从外观上很难发现公共类型建筑暖通空调系统装置。从材质上看，现今的很多公共类型建筑外部墙体由大面积玻璃材质构成。夏季，除自然温度较高外，玻璃材质的公共类型建筑使阳光透过大面积的玻璃体射入室内，经过玻璃载体，室内温度再次大幅提高。除此之外，公共类型建筑暖通空调系统通常置于露天的室外，夏季露天环境中公共类型建筑暖通空调系统外热内冷，冬季则外冷内热，这样的公共类型建筑结构使公共类型建筑暖通空调系统亟需改良，以达到从设计上适应外部环境和公共类型建筑结构，减少能源消耗的目的[3]。然而，事实上，现今公共类型建筑暖通空调系统设计并不能完全满足公共类型建筑的使用性能要求。此外，为尽可能贯彻落实节能理念，人们在公共类型建筑暖通空调系统设计中引进了热回收系统。国家基于可持续发展理念，倡导资源再利用和节能减排。因此，在探究公共类型建筑暖通空调系统节能时，人们应高度重视其经济性，在经济适用的基础上尽可能设计节能的公共类型建筑暖通空调系统。

2.3 公共类型建筑暖通空调系统的能耗问题

近年来，我国经济飞速发展，在公共类型建筑当中，暖通空调系统的应用也越来越广泛。在应用过程中，一个需要重点关注的问题是暖通空调系统的能耗问题。虽然我国的科学技术十分发达，空调系统的能耗也比较低，但是在公共场所中使用的空调和家用空调还是存在一定的差别，其消耗的能量通常比普通空调多。而且近年来我国政府提出了建设资源节约型、环境友好型社会的策略，如果空调耗能过大则会造成一定的能源浪费。虽然公共场所的空调可以提高公共场所的舒适度，但是过多的能源消耗是相关部门值得思考的一个主要问题。

3 公共类型建筑暖通空调系统的节能策略

3.1 不断强化公共类型建筑暖通空调系统节能意识

在探究公共类型建筑暖通空调系统节能时，应积极改变公共类型建筑暖通空调系统的节能思想，不断增强人们的节能意识，这样才能确保公共类型建筑暖通空调系统节能策略行之有效。在现今技术条件的限制下，公共类型建筑暖通空调系统更多的是由电能支持，换言之，公共类型建筑在利用公共类型建筑暖通空调系统中会消耗大量电能。目前我国的电能主要还是通过化石燃料的燃烧产生，但是能源研究中心数据显示，随着人类不断开垦，地球上的化石燃料在不断缩减。为了减少化石燃料的使用，近些年提出了很多新型发电模式。正如，人们经常可以看到辽阔的草原及平原上会有很多白色带有扇叶的风车，其利用风的流动带动涡轮叶片将风能转化成电能，进而通过高压传输系统，将电能输送到人们需要的地方。在现今我国电能转化中，人们还会利用水力发电，如闻名世界的三峡水电站等。其利用水流制动，进而通过水轮机高速运转，将水的势能转化成电能，然后由高压输电系统传送电能。基于能源有限，联合国提出了可持续发展理念，主张世界各国将可持续发展治国理念作为百年大计。由此可见，节能主张与节能实施已刻不容缓。真正意义上实现公共类型建筑暖通空调系统节能，需要从各角度减少资源浪费，包括空调系统的设计、使用以及管理等。

3.2 做好暖通空调设计工作

在公共类型建筑暖通空调的节能控制设计过程中，设计人员需要充分做好新风系统的设计，依托新风系统的结构优化，科学应对现阶段暖通空调在风机盘管等方面存在的高能耗问题。根据以往的经验，暖通空调的新风系统往往需要同时承担多个建筑空间的空气交换。为确保空气交换效能，实现交换速度与交换效能的兼顾，设计人员需要做好新风量的计算工作，在满足建筑物内部使用要求的前提下，将新风比控制在较低水平，从而实现控制暖通空调能耗的目的。除了做好上述新风量的计算工作外，设计人员还可以在建筑物的相关区域设置空气能量回收装置，借助热风交换机等设备，将室内空气进行预处理，在预处理过程中，将排出室外空气中携带的热量进行回收，以减少室内热量的损耗，保证室内暖通空调的温度调节能力。暖通空气新风系统设计环节需要根据公共类型建筑的结构特性和使用需求，升级新风系统的技术体系，充分利用自然冷源，从而达到降温的目的。在保证室内空气质量与舒适度的同时，将新风系统在运行过程中产生的能耗控制在合理的区间范围内，能够达到节能减排的目的。在暖通控制系统设计过程中，设计人员可以适当增加可再生能源的利用效率，将太阳能、地热能和风能作为新的能量来源，减少对传统能源的使用消耗体量[4]。在实际设计环节，建筑企业利用太阳能集成装置作为暖通空调的热媒，实现了太阳能的有效转换，满足了冬季的供暖需求。在公共类型建筑室内的相关区域设置太阳能烟囱，借助太阳辐射过程中形成的温差，使得通风热压得到持续提升，有助于改善室内的空气循环效果。地热能在应用过程中，主要借助地源热泵系统来实现，通过与太阳能系统的联合应用，能够保证公共类型建筑内温度调节的可控性，减少了太阳能供应的波动性对暖通空调运行效果的影响。

3.3 强化暖通空调节能控制水平

在做好暖通空调节能控制工作的过程中，技术人员需要有意识、有目的地进行系统的优化升级等工作。具体来看，这些优化升级工作包括：逐步提升新风系统的应用比例，通过新风系统的有效应对，持续解决公共类型建筑内空气质量差、舒适性低等问题。在这一思路的指导下，技术人员需要充分考虑公共类型建筑区域的自然环境和自然条件，通过对风向、风速等要素的综合考量，建立暖通空调新风系统模型，并在这一模型的指导下，确保暖通空调系统可以根据区域范围内的风压、风向等因素，灵活调整技术参数，确保暖通空调具备更强的自然风源利用能力，同时在保证通风效果的前提下，减少不必要的能源损耗。在做好自然通风的基础上，技术人员还要做好地源热泵和冷藏技术的应用。为了适应极端条件下暖通空调的使用需求，在公共类型建筑节能控制环节，技术人员可以增加地源热泵装置。这类装置可以充分利用地热资源，在较短的时间内完成室内温度的调节，同时可以实现热源清洁，使用过程中不会产生额外的能耗。冷藏系统作为新型的温度控制手段，与降低送风温度等系列操作较好地完成了温度控制等工作，实现了居住舒适度的持续性提升。

3.4 暖通空调节能控制要点分析

在暖通空调节能控制工作的开展过程中，建筑企业需要认真做好系列工作，以强化节能控制的有效性与合理性。基于这种目标，在控制暖通空调运行能耗的过程中，技术人员可以有针对性地将变频技术引入暖通空调运行机制中，依托变频技术优势的发挥，使得电机在驱动暖通空调相关设备的过程中，可以灵活调整电机的运行负荷，避免电能的浪费。在这一思路的指导下，技术人员可以在空调的相关区域安装变频柜，以保证电机与电压波动的匹配度，实现空调出风量与空调负荷的有效匹配，达到减少暖通空调系统总体能耗的目的[5]。在新风系统的节能过程中，技术人员可以将风机的运行参数进行适当调整，形成两档开关模式，通过开关模式的有效设定对总送风量和最小新风量开展科学调控，实现送风量与能耗的合理兼顾。例如，当室外的焓值高于室内时，控制开关可以将空调新风系统调整到最小新风量；当室外的焓值低于室内时，控制开关则可以将空调新风系统调整到最大新风量。这种节能设计方案可以满足大多数场景下的新风系统使用要求。在夏季，操控暖通空调内的全热交换器，对通风系统中的热量进行二次利用，在达到调控室内温度的同时，有效降低了运行成本，避免额外费用的产生。从过往经验来看，水系统的节能处理要求工作人员依据暖通空调的运行要求，对使用的水泵进行科学选择。例如，在选择水泵的过程中，施工人员应对水泵的铭牌信息做好甄别与审核，确保选用水泵的特性曲线符合使用预期。同时，建筑企业应对水系统中央空调水环路的水力平衡状况进行计算，掌握水环路的基本情况，并在此基础上对水泵的运行状态进行调整，以保证暖通空调水系统可以高效运转，将能耗控制在合理的范围内。

4 结语

公共类型建筑暖通空调系统的节能策略是一个具有现实意义且符合时代发展的课题，值得广大公共类型建筑暖通空调系统从业人员高度重视，以达到公共类型建筑暖通空调系统设计的节能目的。