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公共建筑暖通空调系统能耗特点与降低对策[暖通]

添加时间:2016-05-13 17:13  所属栏目:工程师论文 来源:建材与装饰 作者:李明
摘要

  1、引 言

  随着暖通空调系统在公共建筑中的普及和人们对室内环境高品质的追求,做好对暖通空调系统的能效工作是十分有必要的。因此,怎样将理论与实践相结合,并对空调系统做出具有可操作性的完善改进,充分有效的用能是摆在我们面前的一个重要问题。

  2、提高公共建筑暖通空调系统能效的重要意义

  我国是一个资源能耗大国,随着我国经济发展速度的不断加快,在发展的过程中对于环境污染和能源浪费问题的重视程度不足、能源匮乏和环境污染造成的问题正逐步显现,对我国经济的可持续发展和人民群众的生活都造成了严重的危害。在建筑领域这种现象体现的尤为明显。我国建筑行业的能耗在社会总能耗中的比例普遍已经超过了28%,在很多地区这个比例甚至达到了40%。

  可以说建筑行业已经成为了能源的重要消耗方向,而在建筑行业中,建筑能耗的30~50%都属于暖通空调能耗,暖通空调能耗在建筑行业能耗中的比例还在不断上升,激化了能源的供求矛盾,也制约了建筑行业和国民经济的发展。在现有的节能技术水平下,完全可以做到节约建筑暖通空调系统能耗的20~50%,这对于我国建筑行业的健康发展和国民经济的可持续发展都有着重要的意义。

  3、公共建筑暖通空调系统用能分析

  表1所示为北京与上海的商业建筑产生能耗的比例,由此可以看出在建筑能耗中空调的能耗为主要的组成部分。一般来说,公共建筑的室内有着比较大的人员流动,人流相对来水也比较集中,而且人员的流动也呈现出一定的规律。公共建筑有着较大的窗墙,而且对于外门也有着比较频繁地开启,往往会分区出售或者是出租,功能不同的区域对于室内环境也有着不同的要求。

  公共建筑与居住建筑相比较来说,由于公共建筑特别是大型高档的公共建筑会有全年性的供暖、通风、空调系统以及比较密集的照明设备,通常来说,室内环境参数有着较高的标准,因此,暖通空调与照明相比较而言,二者之间的能耗相当。

表1
表1

  从20世纪90年代末以来,很多学者对于北京、上海等国内几个大型城市的公共建筑进行了能耗调查,探讨了国内不同的城市之间公共建筑的主体用能特征与节能潜力。结合这些公共建筑的能耗调研,不难发现,做好设计过程中的精准计算与严格控制,以及运行当中的合理调整与实时管控,可以在很大程度上提升公共建筑暖通空调系统的能源利用率。

  4、当前我国公共建筑暖通空调系统的能耗问题

  4.1、设计方案没有体现节能理念

  暖通空调系统的能耗与其设计方案有很大的关系,然而当前在公共建筑的设中,无论是设计人员还是设计部门都没有真正的重视节能设计。加之公共建筑的工程设计周期普遍较短,受到技术条件的限制,设计单位往往不重视在设计中体现节能的理念。这也导致当前很多公共建筑的暖空空调系统在能耗方面的设计都不符合国家的相关标准,甚至公共建筑总能耗的60%以上都用在了暖通空调系上。

  由于设计中没有科学的调节手段,风机、水泵和冷机等设备都要在偏离高效点的情况下长期运行,造成了能源利用率较低的问题。

  4.2、暖通空调系统运行中管理体系不健全

  暖通空调系统的运行,离不开运行的管理人员正确科学的工作,在实际中,一些运行管理人员缺乏责任意识,对系统运行的操作流程和管理工作不熟悉,不能够对其有效的来进行操作,这样也无疑增加了系统的能耗。

  4.3、传送过程中的能量损耗

  公共建筑暖通空调系统在进行传送时需要损耗大量的动能,如果具有较小的水系统温差,就会造成较快的流速,造成水资源的浪费。加之当前的载能介质具有较低的输送效率,空间占用大,对热量的传送造成不利的影响,也容易损失大量的能量。

  4.4、负荷的计算不合理

  公共建筑暖通空调系统在计算负荷时,其惯用做法是在计算得出的负荷量的基础上再增加50%的负荷。这是为了提高系统的增压值,从而使投入使用的暖通空调系统的运行更加科学合理。然而在实际运行中,增加负荷量并不能取得预期的效果,其结果往往是徒然浪费了施工成本。必须使用很多仪器设备来完成负荷量的增加工作,而这些仪器设备在大部分时间中是闲置的,增加了公共建筑工程施工固定成本。

  5、提高公共建筑暖通空调系统能效的有效措施

  5.1、选取合理的设计参数

  在进行室内湿度和温度的计算时,要进行科学的取值,不要造成冬季的取值过高或夏季的取值过低。要在符合规范、满足生产工艺和卫生需求的前提下,尽量减少新风量的计算与取值。从节能角度来说,室内的湿度和温度的标准会对公共建筑的能耗量产生重要的影响。这是由于室内发热散湿量、建筑物的外围护结构与当地室外气象参数都会影响空调系统的能耗。而空调系统的负荷会受到室内湿度和温度设计标准的直接影响。一般情况下,在能够对人体健康和生产工艺进行保障的前提下,如果在炎热季节提高1℃的室内空气设计温度,其带来的热负荷节约量约为11%,这无疑是一个可观的节省量。

  5.2、健全和完善暖通空调系统运行的管理体系

  一方面,要强化运行管理人员的责任意识,让管理工作人员真正能够认清工作的重要性和自身所担负的责任;另一方面,要加大对管理工作人员的培训和考核力度,根据空调系统的具体性能和操作步骤,对管理人员进行系统全面的培训,未达到要求的,严格重新培训,保证在上岗之前能够做到考核达标。

  5.3、将不必要的冷热损失降低

  公共建筑物必须选择合理的朝向,以减少冷热损失。在进行建筑设计时,要对建筑物的外表面积进行控制,如果处于各种考虑必须增大其外表面积,则应该设法将围护结构的热阻提高。建筑物外表面的传热面积与其热量传递速度有着直接的关系,如果增大建筑体形系数,就会提高其采暖能耗,造成30~40%的空气渗透耗热量。其次,公共建筑要减少外窗面积,或者使门窗的安装和制作精度提高,选择新型门窗材料等,使空气渗透减少。

  5.4、加大科技成果向现实生产力的转化过程,提高暖通空调系统技术的攻关力度

  一方面,根据当下可持续发展的战略,采取太阳能制冷供热系统、地源热系统等等可再生能源的暖通空调系统,不仅仅能够减少对环境的伤害,还能够起到节能提高能效的作用;另一方面,要加大对技术的开发和推广,加强与国外暖通空调系统技术公司的合作,引进和学习他们先进的技术,做好进一步的研究和完善工作,并加快将科研成果向现实空调系统研发的转化。

  5.5、强化对暖通空调运行中节能控制

  (1)对建筑系统中各个能耗标准进行准确计量在公共建筑中能耗计量是建筑节能目标的关键,只有将建筑内部各个使用系统进行有效分类、分项统计以及计量,这样才能够对不合理的能源使用情况及时改进。例如在计算能耗的时候,就应该重点控制空间使用面积、时间。防止冬季房间问题过高、夏季温度过低,这样不仅会危害健康,还会造成资源能源的浪费。

  (2)对一些负荷进行合理有效的调节与控制在暖通空调系统中,对水系统进行设计控制是其中较为重要的环节。从建筑设计的负荷来看,一年中绝大部分时间系统的实际负荷都要比设计的负荷量要小,制冷设备长时间的启动关闭都是一种浪费行为。所以,有效改进完善一些机组负荷运行效率就能够有效实现机组的节能目标。

  5.6、健全完善公共建筑节能制度

  在不同城市、不同种类公共建筑中,其能源消耗情况也是大不一样的。所以,一定要尽量结合地区发展实际状况,建筑设计施工标准规范要求面对建筑节能工程项目进行严格审查、监督,由管理条例以及制度措施上有效实现公共建筑的节能目标。另外,就公共建筑管理部门来看,也需要不断培养管理人员的节能意识,从制度管理上有效明确国家节能政策标准要求,特别是政府事业单位建筑节能项目,就更加需要从管理上有效显示出节能发展的重要性与实际发展意义。

  6、结 语

  综上所述,公共建筑暖通空调系统的能耗是非常大的,这不但限制了建筑行业的发展,也影响了国民经济的可持续发展,同时也违背了节能的原则。面对这种情况,一定要制定严格的用能管理制度,提升管理人员的节能意识,对不同地区、不同规模公共建筑的节能标准能耗进行测算。

  参考文献
  [1]李本健.暖通工程的施工技术之我见[J].江苏商报(建筑界),2013(11).
  [2]尚晓菲.如何完善公共建筑暖通空调能效皀对策[J].工程建设标准化,2014(12).
  [3]杨春梅.暖通空调与节能设计的相关问题探讨[J].内江科技,2011(01).

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