【摘要】 暖通空調技術的發(fā)展對建筑節(jié)能有著至關重要的作用,在能源危機的大背景下,節(jié)能建筑成為未來建筑發(fā)展的方向,隨著人們對住宅舒適性及衛(wèi)生的要求越來越高,綠色建筑也應運而生。
【關鍵詞】暖通空調;技術;發(fā)展;節(jié)能;綠色
我國嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)以及夏熱冬冷地區(qū)的部分城鎮(zhèn)都需要采暖,采暖燃煤對大氣造成嚴重污染。因此空調系統(tǒng)的節(jié)能不容忽視,降低空調系統(tǒng)的能耗對減少建筑系統(tǒng)總能耗的意義重大,同時對緩解用電緊張局面,優(yōu)化能源結構和提高能源利用率也具有十分重要的意義。建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通風、熱水供應、炊事、家用電器等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空調能耗為主,占建筑總能耗的 50% ̄70%。隨著我國經濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,我國建筑能耗日益增長,因而,暖通空調專業(yè)其新產品、新技術、新材料的發(fā)展與創(chuàng)新在以后的建筑發(fā)展中起著至關重要的作用。
1 暖通空調領域節(jié)能的重要性和可行性
隨著社會的發(fā)展,建筑能耗在總能耗中所占的比例越來越大,在發(fā)達國家已達到 40%,據統(tǒng)計在湖南省也達到 27.8%。在城市遠高于這個比例。而在建筑能耗里,用于暖通空調的能耗又占建筑能耗的 30% ̄50%,且在逐年上升。隨著人均建筑面積的不斷增大,暖通空調系統(tǒng)的廣泛應用,用于暖通空調系統(tǒng)的能耗將進一步增大。這勢必會使能源供求矛盾的進一步激化。另一方面,現有的暖通空調系統(tǒng)所使用的能源基本上是高品位的不可再生能源,其中電能占了絕對比例。對這些能源的大量使用,使得地球資源日益匱乏,同時也帶來嚴重的環(huán)境問題。
2 暖通空調領域節(jié)能的途徑與方法
2.1 精心設計暖通空調系統(tǒng),使其在高效經濟的狀況下運行。暖通空調系統(tǒng)特別是中央空調系統(tǒng)是一個龐大復雜的系統(tǒng),系統(tǒng)設計的優(yōu)劣直接影響到系統(tǒng)的使用性能。例如系統(tǒng)往往都是按最大負荷設計的,而實際運行基本上是在部分負荷下運行,如果系統(tǒng)各部分的設計不能滿足部分負荷運行的要求,那系統(tǒng)的能耗是很大的。又如新風系統(tǒng)的設計,系統(tǒng)應該能隨著室外氣象參數的變化改變新風量,以最大限度地縮短主機的開啟時間。可以說空調系統(tǒng)的設計對系統(tǒng)的節(jié)能起著重要的作用。
2.2 改善建筑維護結構的保溫性能,減少冷熱損失。我們知道對于暖通空調系統(tǒng)而言,通過維護結構的空調負荷占有很大比例,而維護結構的保溫性能決定維護結構綜合傳熱系數的大小,亦即決定通過維護結構的空調負荷的大小。所以在國家出臺的建筑節(jié)能設計規(guī)范和標準中,首先要求的就是提高維護結構的保溫隔熱性能。
2.3 提高系統(tǒng)控制水平,調整室內熱濕環(huán)境參數,盡可能降低空調系統(tǒng)能耗。空調系統(tǒng)特別是舒適性空調系統(tǒng)對人體的作用是通過空氣溫度、濕度、風速、環(huán)境平均輻射溫度進行的,人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結果。以往的空調控制方式僅僅是測控空氣的溫度濕度,甚至僅空氣溫度。顯然是不全面的,勢必帶來許多問題,如空調系統(tǒng)對人體的作用不直接、當環(huán)境變化時對環(huán)境的調控不迅速、人體感到不舒適、空調系統(tǒng)的這種調控方式不節(jié)能。
熱濕環(huán)境研究成果的應用,為我們采用新的控制方式方法提供了理論基礎。如果采用舒適性評價指標即體感指標作為空調系統(tǒng)的調控參數,如采用 PMV 或 SET* 指標對空調系統(tǒng)進行調控,不僅可以解決傳統(tǒng)控制方法存在的弊病,而且可以實現大幅度的節(jié)能,據我們的初步研究表明,采用這種控制方法可使空調系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。
2.4采用新型節(jié)能舒適健康的空調方式。
如上所述,影響人體熱舒適性的環(huán)境參數眾多,不同的環(huán)境參數組合可以得到相同的熱舒適性效果,但不同的熱濕環(huán)境參數組合空調系統(tǒng)的能耗是不相同的。例如在冬季,如果我們采用傳統(tǒng)的空調方式,把整個室內的空氣加熱,通過空氣實現人體與環(huán)境的熱濕交換,就需要較高的空氣溫度,此時通過維護結構的熱損失和加熱新風的熱損失都比較大。如果我們根據熱濕環(huán)境的研究成果,改變傳統(tǒng)的空調方式,增加輻射熱(如低溫地板輻射采暖),此時所需要的空氣溫度降顯著下降,一般可達到12—14 度,而傳統(tǒng)方式一般在 18—20 度,顯然后者比前者具有顯著的節(jié)能效果。在夏季也有類似的結果。
3 存在的問題與對策
要實現空調系統(tǒng)的節(jié)能降耗,已經具備了許多成熟的條件,但同時也存在許多問題有待于解決:
3.1 暖通空調系統(tǒng)的設計管理問題。如前所述,空調系統(tǒng)的設計對空調系統(tǒng)的節(jié)能性有著重要的影響。然而在實際中往往得不到一些設計部門和設計人員的足夠重視,使得設計建造的系統(tǒng)不僅初投資大,運行能耗也相當驚人,大大超過了國家標準。據實測,有的公共建筑的空調能耗占建筑總能耗的 60%。為此,我們有必要建議政府有關職能部門加強對暖通空調設計項目的管理,可以委托相關技術部門如學會等對設計圖紙文件進行嚴格審查,對未達到國家有關節(jié)能標準的設計嚴禁施工建造。
3.2 暖通空調系統(tǒng)的運行管理問題。除設計外,我們發(fā)現運行管理也起著重要的作用。有些單位的空調系統(tǒng),一年四季只有開機關機和冬夏季轉換操作,顯然系統(tǒng)達不到相應的節(jié)能效果。為此要求運行管理人員不僅要有強烈的責任心,上崗前還必須要進行系統(tǒng)的培訓和考核,對沒有達到要求的,應重新培訓,考核合格后才能上崗。在調查中我們發(fā)現,同樣一套系統(tǒng),管理人員不同,系統(tǒng)的能耗大不相同,有的甚至相差 50%以上。
3.3 新型空調方式、控制方法及新的節(jié)能技術的開發(fā)應用問題。
如前所述,采用新型空調方式、新的控制方法,不僅能顯著提高熱舒適性而且可以使系統(tǒng)大幅度節(jié)能。只要政府部門略加扶持這些成果將很快能得到適用,并形成產業(yè)化發(fā)展,這些項目的實施,將對我國的能源、環(huán)境都將起到巨大的推動作用。
3.4 公眾對空調系統(tǒng)作用的理解觀念問題。對于舒適性空調系統(tǒng),從本專業(yè)的角度來講就是使人體有好的熱舒適性。而在社會上我們常常發(fā)現一種這樣的觀念:認為空調在夏季是越冷冬季越熱效果越好。這顯然與舒適性空調的出發(fā)點相違背的。事實上,這樣不僅大大增大了空調系統(tǒng)的能耗,同時由于室內外溫差的增大,也使人體對不同環(huán)境的適應性下降,身體免疫力降低。這些可以通過宣傳改變人們的觀念。
綜上所述,暖通空調系統(tǒng)在建筑節(jié)能中占據重要的位置,起著重要的作用,節(jié)能技術的研究開發(fā)和運用是暖通空調系統(tǒng)、建筑系統(tǒng)節(jié)能的基礎,政府職能部門的重視和支持,則是實現大幅度節(jié)能、產生顯著的環(huán)境和社會效益、推動經濟發(fā)展的保證。
參考文獻
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