張燈豪

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，商業(yè)建筑的規(guī)模朝著大型化和復(fù)合化的方向發(fā)展，近年來(lái)商業(yè)建筑能耗也呈明顯上升之勢(shì)。本文從商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)的特性出發(fā)，說明了設(shè)計(jì)過程中的要點(diǎn)，并對(duì)適用的節(jié)能措施進(jìn)行了舉例說明。

關(guān)鍵詞：商業(yè)建筑;空調(diào)系統(tǒng);節(jié)能技術(shù)

1.商業(yè)建筑空調(diào)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

商業(yè)建筑作為公共建筑的一個(gè)分支，在進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)具有不同與其他公共建筑的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.1照明設(shè)備冷負(fù)荷占比大

商業(yè)建筑對(duì)于燈光照明的要求較高，除去特殊的設(shè)計(jì)能夠得到的自然采光之外，大部分商業(yè)建筑為保證采光效果和設(shè)計(jì)效果都需要保證全天候、長(zhǎng)時(shí)間的采光照明，且使用的照明設(shè)備數(shù)量多，發(fā)熱值高，導(dǎo)致照明設(shè)備發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量在空調(diào)系統(tǒng)需要制冷時(shí)成為冷負(fù)荷的較大部分，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不能忽視[1]。

1.2系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大

一方面，為了應(yīng)對(duì)如今越來(lái)越高的使用要求，商業(yè)建筑空調(diào)系統(tǒng)中不同功能的設(shè)備、不同功能的建筑分區(qū)使用時(shí)間不同，導(dǎo)致系統(tǒng)總負(fù)荷發(fā)生變化。另一方面商業(yè)建筑的人員密度較高，且波動(dòng)性較強(qiáng)，隨時(shí)間變化有一定的規(guī)律性，人員變化所帶來(lái)的新風(fēng)負(fù)荷和冷負(fù)荷波動(dòng)不可避免。對(duì)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性要求較高，需要根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)行導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。

1.3經(jīng)濟(jì)性要求較高

作為盈利性質(zhì)的建筑類型，在商業(yè)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中必須考慮的就是所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，不單單需要考慮到系統(tǒng)安裝和運(yùn)行的初投資，更加需要兼顧系統(tǒng)之后的運(yùn)行調(diào)節(jié)以及維護(hù)成本，綜合考慮設(shè)計(jì)要求、使用情況、設(shè)備檔次、能源價(jià)格、舒適狀況、美觀情況等等，以更加全面的角度選擇和設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)[2]。

2.商業(yè)建筑空調(diào)設(shè)計(jì)

2.1參數(shù)選擇

商業(yè)建筑內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫度要同時(shí)滿足顧客以及工作人員的共同需求。例如，在夏季的時(shí)候，顧客頻繁的進(jìn)出建筑內(nèi)外，所帶來(lái)的額外冷負(fù)荷如果不通過降低室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度來(lái)負(fù)擔(dān)，將無(wú)法滿足顧客對(duì)于室內(nèi)溫度的要求，同時(shí)建筑內(nèi)部的工作人員由于不用經(jīng)常外出的緣故，如果一再地降低室內(nèi)溫度，可能會(huì)造成對(duì)工作效率的影響[3];在冬季的時(shí)候，顧客在進(jìn)入建筑之前往往穿著厚重，有時(shí)候進(jìn)入某些商業(yè)建筑之后可能會(huì)出現(xiàn)“熱得脫衣服”的情況，此時(shí)需要一定程度上降低室內(nèi)溫度，但是工作人員不會(huì)穿著過多的衣物，如果室內(nèi)溫度降幅太大，也會(huì)影響到工作的狀態(tài)。因此，合理的空調(diào)設(shè)計(jì)室內(nèi)參數(shù)選擇需要在保證工作人員以及顧客的熱舒適要求的前提下盡量使系統(tǒng)節(jié)能，具體的設(shè)定值可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)根據(jù)不同室內(nèi)溫度條件下建筑內(nèi)部人員的PMV-PPD指標(biāo)來(lái)確定。

2.2冷熱源選擇

往復(fù)式制冷機(jī)組、螺桿式制冷機(jī)組、吸收式制冷機(jī)組、離心式制冷機(jī)組是商業(yè)建筑所最常選擇的冷源類型。機(jī)組數(shù)量選擇盡量選取“大加小”機(jī)組，即大負(fù)荷機(jī)組加小負(fù)荷機(jī)組，在負(fù)荷需求較少的情況下，可以使用功率較小的冷水主機(jī)供應(yīng);在負(fù)荷需求較高的情況下，可以以大功率主機(jī)為主，小功率主機(jī)為輔的方式聯(lián)合制冷，且都需要配備變頻設(shè)備以提高自身在部分負(fù)荷下的COP值，在50%的負(fù)荷率下效果尤為明顯。而城市熱網(wǎng)、空氣源熱泵、鍋爐則是商業(yè)建筑中最為常見的熱源。為了有助于進(jìn)行運(yùn)營(yíng)管理，冷熱源通常進(jìn)行集中設(shè)置，針對(duì)不同功能區(qū)域的冷熱源則需要分開設(shè)置。對(duì)于運(yùn)營(yíng)時(shí)間存在差異的區(qū)域則可以設(shè)置獨(dú)立的風(fēng)冷熱泵機(jī)組。機(jī)房應(yīng)盡量靠近負(fù)荷的中心位置，考慮到成本投入和區(qū)域商業(yè)價(jià)值，一般商業(yè)建筑都將冷熱源設(shè)置在地下室。針對(duì)冷熱源做好相應(yīng)的隔音和減震措施，而且方便對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修、管理和運(yùn)輸。

2.3通風(fēng)系統(tǒng)

商業(yè)建筑通風(fēng)系統(tǒng)主要針對(duì)的是各設(shè)備用房、營(yíng)業(yè)區(qū)域、公共衛(wèi)間區(qū)域、餐飲廚房區(qū)域的通風(fēng)。排煙系統(tǒng)也可用于商業(yè)營(yíng)業(yè)區(qū)的排風(fēng)，所以在設(shè)置排風(fēng)系統(tǒng)的時(shí)候必須考慮排煙系統(tǒng)的運(yùn)行。以商業(yè)營(yíng)業(yè)區(qū)域和餐飲廚房區(qū)域的通風(fēng)為例，過渡季節(jié)運(yùn)用全新風(fēng)運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)，排風(fēng)量按照全新風(fēng)運(yùn)行的排風(fēng)量，可以與排煙系統(tǒng)相結(jié)合使用，并且滿足排煙系統(tǒng)的運(yùn)行需求。餐飲廚房區(qū)域的通風(fēng)要考慮到針對(duì)爐灶位置的局部通過和房間的全方面排風(fēng)，自然通風(fēng)沒辦法滿足需求時(shí)應(yīng)該考慮燃?xì)庑孤稌r(shí)的通風(fēng)和補(bǔ)風(fēng)，而且在充分考慮燃?xì)庑孤肚闆r下的事故排風(fēng)情況下，必須確切計(jì)算廚房的排風(fēng)，如果沒有進(jìn)行切實(shí)計(jì)算就要根據(jù)換氣次數(shù)予以估計(jì)。

3.商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能技術(shù)措施

3.1中央空調(diào)變頻技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，通過設(shè)置變頻器來(lái)改變頻率，使其根據(jù)建筑內(nèi)冷熱負(fù)荷的變化以及室內(nèi)環(huán)境的要求來(lái)自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)所需風(fēng)量減小時(shí)，通過變頻器調(diào)速降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以節(jié)約電能。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)， 對(duì)空調(diào)機(jī)組、末端設(shè)備和水泵等設(shè)備采用變頻控制可以減少設(shè)備能耗的30%以上[4]，并且變頻變速與傳統(tǒng)變速相比其調(diào)速范圍更廣，可使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑的無(wú)級(jí)變速， 同時(shí)由于變頻器的啟動(dòng)方式為軟啟動(dòng)，因此不會(huì)因?yàn)閱?dòng)瞬間電流過大而對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。

3.2空調(diào)系統(tǒng)智能控制系統(tǒng)的運(yùn)用

對(duì)空調(diào)系統(tǒng)增設(shè)智能控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)的運(yùn)行達(dá)到智能控制的目的，充分優(yōu)化空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使各個(gè)設(shè)備可以在達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行要求的前提下最大限度地節(jié)約耗電量。智能控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的作用是：

（一）自動(dòng)跟蹤不同季節(jié)、不同時(shí)段建筑物內(nèi)各個(gè)區(qū)域的溫度、濕度值與室外條件之間的關(guān)系。

（二）動(dòng)態(tài)調(diào)整空調(diào)的設(shè)定溫度、濕度、修正值等參數(shù)，根據(jù)空調(diào)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行周期。

（三）根據(jù)空調(diào)各負(fù)荷區(qū)域不同的工況條件、空調(diào)冷量分布、風(fēng)量擴(kuò)張循環(huán)等綜合數(shù)據(jù)，提高優(yōu)化冷量利用效率，排列出空調(diào)優(yōu)先資格順序，達(dá)到冷量效率最大化。

（四）根據(jù)系統(tǒng)的要求精確控制開啟與關(guān)閉的空調(diào)數(shù)量，使空調(diào)機(jī)組在滿足室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度要求的前提下始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果，并延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命。

3.3定期的清洗與維護(hù)

中央空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器、蒸發(fā)器等在運(yùn)行一段時(shí)間后表面會(huì)產(chǎn)生大量的水垢、細(xì)菌、藻類、污泥等，容易堵塞管道，并降低冷凝器、蒸發(fā)器的熱交換效率，使其要達(dá)到換熱效果就必須要長(zhǎng)期高壓運(yùn)行，甚至出現(xiàn)超壓停機(jī)等現(xiàn)象，造成了電能的嚴(yán)重浪費(fèi)[5]，因此必須要對(duì)其進(jìn)行定期的清洗和維護(hù)，除去水垢污泥等雜物，并通過化學(xué)藥劑殺滅藻類物質(zhì)，以改善冷凝器和蒸發(fā)器的熱交換效率，提高制冷效果，使系統(tǒng)維持高效和安全的運(yùn)行狀態(tài)。

4.總結(jié)

中央空調(diào)的能耗是商業(yè)建筑能耗中很大的一部分， 據(jù)統(tǒng)計(jì)要占到總能耗的一半以上，一方面給整棟建筑物的配電帶來(lái)了壓力，另一方面也與有限的能源發(fā)展相矛盾，不利于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)商業(yè)建筑的能耗要比經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本同類建筑高出不少， 商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能還大有可為。

參考文獻(xiàn)

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[3] 薛勇.商業(yè)建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的相關(guān)影響因素[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017（06）：45-46

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