李汶芊

廣州越秀華城房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司 廣東 廣州 510000

經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，社會(huì)民眾對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量和幸福生活指數(shù)訴求持續(xù)攀升，對(duì)生態(tài)宜居環(huán)境提出了更高要求。創(chuàng)新公共建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)理念、廣泛采用中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)設(shè)備、發(fā)揮其節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定、清潔低碳的優(yōu)良性能，一方面能夠在綠色環(huán)保生態(tài)思想指導(dǎo)下持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，另一方面能夠突出以用戶為中心，創(chuàng)造更加溫馨舒適的社會(huì)生產(chǎn)工作生活環(huán)境，有助于促進(jìn)理論與實(shí)際結(jié)合，不斷完善暖通空調(diào)系統(tǒng)，遏制傳統(tǒng)建筑中空調(diào)系統(tǒng)能耗居高不下的態(tài)勢(shì)，推動(dòng)公共建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)研發(fā)朝著綠色、節(jié)能、環(huán)保、宜居的方向健康發(fā)展。

1 提升公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能效的作用影響

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)、人民生活質(zhì)量不斷改善的背景下，雖然中央空調(diào)應(yīng)用普及率逐年提升，但傳統(tǒng)市政建設(shè)模式下公共建筑供暖環(huán)境嚴(yán)重污染狀態(tài)仍未得到根本改觀，擺脫電氣設(shè)備高耗能造成的能源供應(yīng)匱乏局面仍然任重道遠(yuǎn)，減輕空調(diào)系統(tǒng)對(duì)綠色生態(tài)環(huán)境建設(shè)、改善居民生態(tài)環(huán)境造成不利影響，仍然處于探索實(shí)踐之中[1]。因此，為應(yīng)對(duì)我國(guó)建筑領(lǐng)域中能源消耗占比高的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)公共建筑中能源消耗居高不下的不利局面，加強(qiáng)建筑公共建筑中能源消耗研究、推進(jìn)低碳高效暖通設(shè)備研發(fā)運(yùn)用勢(shì)在必行。我國(guó)公共建筑暖通空調(diào)設(shè)備能耗調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，北上廣深等一線城市在應(yīng)用暖通空調(diào)系統(tǒng)后，暖通空調(diào)系統(tǒng)以及卓越的節(jié)能性能、良好穩(wěn)定的運(yùn)行方式，對(duì)改變商業(yè)建筑中能耗比例過(guò)大的現(xiàn)實(shí)情況，解決公共建筑中人員密集流動(dòng)性大、對(duì)暖通能量需求量大的突出問(wèn)題中起到了積極作用。暖通設(shè)備的廣泛利用，一方面有效改善了公共建筑墻體屋頂吸熱納涼比例高的弊端，另一方面在解決室內(nèi)外連接通道、門窗開(kāi)啟頻繁能量消耗，特別是的臨街出租或出售房屋等建筑場(chǎng)所能耗方面表現(xiàn)優(yōu)越。與此同時(shí)，優(yōu)化了暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備之間的能耗設(shè)置，使之達(dá)到了更加合理的能量規(guī)劃分配比例。因此，以城市公共建筑為主體推廣應(yīng)用暖通智能系統(tǒng)，開(kāi)展節(jié)能潛力研究，必須在必須以公共設(shè)施能耗調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，深入了解公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能效，根據(jù)用戶使用功能特點(diǎn)、供求面積、能量需求性質(zhì)，進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算控制，才能實(shí)現(xiàn)能量供應(yīng)與消耗的最佳性價(jià)比。

2 公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗常見(jiàn)問(wèn)題及成因剖析

當(dāng)前，在公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中仍然存在較多的問(wèn)題，如圖1所示。

圖1 公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)中的問(wèn)題

2.1 暖通設(shè)計(jì)不能充分體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保要求

在公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有充分考慮能源消耗、資源配比與使用者具體需求之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)理念不成熟，未能體現(xiàn)節(jié)能減排思想。一是暖通空調(diào)系統(tǒng)不符合國(guó)家有關(guān)節(jié)能減排的規(guī)定要求，不能在設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)節(jié)能減排思想，公共建筑的整體功能，使用效果，沒(méi)有體現(xiàn)以人為本的思想，難以滿足用戶差異化需求。不能針對(duì)公共建筑建設(shè)周期長(zhǎng)、功能繁瑣要求高、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的實(shí)際，進(jìn)行差異化人性化設(shè)計(jì)。二是未能根據(jù)用戶需要進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)調(diào)整設(shè)計(jì)，暖通空調(diào)缺乏與建筑物整體規(guī)劃布局的銜接。設(shè)計(jì)之前沒(méi)有深入一線調(diào)查研究，工程暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與使用便捷性存在差距，導(dǎo)致暖通空調(diào)利用率低，實(shí)際能量供應(yīng)效果差。三是設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)人員沒(méi)有將綠色減排理念的重要性予以體現(xiàn)，對(duì)能源消耗周期長(zhǎng)、能量持續(xù)消耗造成的影響缺乏正確認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)不合理。比如，當(dāng)前絕大多數(shù)公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)仍然引用上世紀(jì)九十年代的標(biāo)準(zhǔn)理念，難以體現(xiàn)公共建筑能源消耗、節(jié)能減排、挖掘潛力的時(shí)代特征[2]。

2.2 未能建立暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理完整體系

公共建筑暖通系統(tǒng)的運(yùn)行傳送設(shè)置缺乏統(tǒng)籌考慮，沒(méi)有考慮系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的能源消耗損失。 一是在暖通系統(tǒng)通道設(shè)置上，運(yùn)行管道線路過(guò)長(zhǎng)、管路的保溫層的熱導(dǎo)性、壁厚設(shè)置不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。沒(méi)有充分考慮管路保溫材料性能、保溫層厚度對(duì)冷（熱）媒傳送造成的直接損耗，一方面直接造成冷熱量損失，降低傳熱溫差。另一方面管路阻力增大造成水泵等輔助設(shè)備能耗增加，明顯偏低修持本身能量輸送率，造成不必要的能源消耗。二是在暖通空調(diào)制冷制熱轉(zhuǎn)換功能存在明顯差距?？照{(diào)系統(tǒng)進(jìn)行高溫低溫之間運(yùn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，過(guò)程中介質(zhì)吸納能量過(guò)多，水泵等設(shè)備部件受損，冷熱介質(zhì)本身輸送率不高，占用空間大，形成資源浪費(fèi)。三是暖通系統(tǒng)專業(yè)管理人員缺乏相應(yīng)的責(zé)任意識(shí)和專業(yè)理論素質(zhì)做支撐，系統(tǒng)運(yùn)行操作技術(shù)不熟練，難以達(dá)到暖通空調(diào)系統(tǒng)靈活運(yùn)轉(zhuǎn)、合理調(diào)節(jié)能量的控制效果。

2.3 暖通系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性

暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)單位不能將設(shè)備負(fù)荷控制、全功率運(yùn)行參數(shù)作為重要注重。一是在選擇復(fù)合設(shè)計(jì)方式時(shí)，單純以設(shè)備輸出負(fù)荷量為基礎(chǔ)，沒(méi)有充分考慮空調(diào)系統(tǒng)制冷制熱峰值需求量的合理控制區(qū)間、不同功能頻繁切換增加的超額負(fù)荷量，降低了暖通系統(tǒng)合理運(yùn)行的適應(yīng)性，對(duì)整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)行造成不利影響。二是暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷不合理，又間接影響到系統(tǒng)其他部分性能指標(biāo)，降低了暖通系統(tǒng)整體運(yùn)行效率，增加了施工成本，加大了人力資源投入，難以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)應(yīng)用效果。三是暖通系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)計(jì)不能從現(xiàn)實(shí)需要出發(fā)，在已知負(fù)荷量大的情況下沒(méi)有進(jìn)行設(shè)備負(fù)載增容，加大了日后擴(kuò)容維護(hù)成本投入，對(duì)暖通系統(tǒng)能量的高效輸出形成制約[3]。

3 提升公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的實(shí)踐途徑

3.1 合理進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為有效解決當(dāng)前公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能源消耗過(guò)多，運(yùn)行投入資源多、維修成本居高不下、污染程度加劇等矛盾，必須合理進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一是設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)人員要針對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)所處地域溫度濕度及自然條件特征，從公共建筑的使用性能、室內(nèi)人員容量、立體空間布局大小，以及建筑物毗鄰?fù)鈬Y(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)出發(fā)，在暖通系統(tǒng)滿足額定負(fù)荷的前提下，經(jīng)過(guò)調(diào)研獲取設(shè)計(jì)數(shù)值，開(kāi)展差異化設(shè)計(jì)管理。二是針對(duì)冬季夏季供熱制冷及高峰時(shí)段空調(diào)系統(tǒng)使用情況，合理設(shè)置能量工作時(shí)間區(qū)間，體現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)原則，保障公共建筑內(nèi)使用人群身體健康、使用環(huán)境溫馨舒適。三是持續(xù)開(kāi)展公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗新設(shè)備新工藝新材料研發(fā)，有針對(duì)性地解決系統(tǒng)性問(wèn)題，減少設(shè)計(jì)缺陷在使用環(huán)節(jié)造成的不必要能量浪費(fèi)。

3.2 構(gòu)建完善的暖通空調(diào)系統(tǒng)管理體系

公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是對(duì)建筑品質(zhì)量及室內(nèi)輔助設(shè)施性能的“雙重”考驗(yàn)。一是構(gòu)建完善的暖通空調(diào)系統(tǒng)管理體系，要體現(xiàn)系統(tǒng)能量輸出完整性，體現(xiàn)綠色生態(tài)理念下的節(jié)能環(huán)保要求。設(shè)計(jì)單位要組織開(kāi)展相關(guān)管理體系內(nèi)容培訓(xùn)，提高與綠色環(huán)保生態(tài)發(fā)展、與數(shù)據(jù)信息技術(shù)相契合的時(shí)代需求，提高設(shè)計(jì)人員的責(zé)任意識(shí)，將履行研發(fā)系統(tǒng)任務(wù)目標(biāo)、設(shè)計(jì)責(zé)任、工作內(nèi)容、用戶需求融為一體，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的實(shí)際效果。二是建立暖通空調(diào)系統(tǒng)管理使用機(jī)制，定期開(kāi)展系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況、設(shè)備磨損運(yùn)維情況、人員工作狀態(tài)、環(huán)境影響因素的專項(xiàng)調(diào)查，確保暖通系統(tǒng)及相關(guān)管理要素處于良好狀態(tài)。三是要制定暖通系統(tǒng)使用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不合理的使用行為進(jìn)行糾正，養(yǎng)成正確使用暖通空調(diào)系統(tǒng)的良好習(xí)慣。通過(guò)建立起完整有效制度管理體系，提高運(yùn)行管理人員的技術(shù)素養(yǎng)，充分認(rèn)識(shí)該項(xiàng)工作的內(nèi)涵及重要性。四是加大對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)管理工作人員的考核力度，結(jié)合暖通空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際性能適時(shí)開(kāi)展針對(duì)性業(yè)務(wù)培訓(xùn)，明確操作步驟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將暖通空調(diào)系統(tǒng)管理使用納入業(yè)績(jī)考核范圍，保障暖通空調(diào)系統(tǒng)管理走上規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化精細(xì)化發(fā)展的軌道。

3.3 減少暖通空調(diào)系統(tǒng)不必要的能量損失

與建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行相伴，不可避免產(chǎn)生設(shè)備、管路、室內(nèi)外氣體交流過(guò)程的能量缺失。這就要發(fā)揮公共建筑暖通系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)作用，合理設(shè)計(jì)優(yōu)化系統(tǒng)功能、樹(shù)立全員節(jié)能減排意識(shí)，在綠色環(huán)保降低能耗理念指導(dǎo)下減少不必要的能量消耗。

一是要抓住影響公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的主要環(huán)節(jié)，減輕過(guò)程消耗對(duì)整個(gè)系統(tǒng)環(huán)境造成影響。同時(shí)要遵循節(jié)能原則，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把控指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，做好各不同區(qū)域公共建筑能耗及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)情況測(cè)算，如圖2所示。

圖2 公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)

二是建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)管理使用要堅(jiān)持節(jié)能減排原則，針對(duì)建筑物內(nèi)外轉(zhuǎn)及表面散熱狀況，加強(qiáng)散熱吸熱狀況研究，采取全方位全覆蓋行之有效的措施提升建筑物外墻、屋頂、門窗、通道等的傳熱散熱[4]，如圖3所示。

圖3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)示范圖

三是減少建筑物外部能量消耗要以提高外圍結(jié)構(gòu)熱傳阻為基礎(chǔ)，合理設(shè)置建筑物體型結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)空氣流動(dòng)阻力，降低能量消耗系數(shù)。冬季嚴(yán)寒地區(qū)要通過(guò)設(shè)置門窗防風(fēng)墊、增加屋頂、外墻保溫隔熱層等排放防止室內(nèi)熱量擴(kuò)散。夏季則要加厚外墻隔熱材料、種植綠色植被遮蓋屋頂?shù)刃问剑瑴p少室內(nèi)熱量與外界空氣傳遞過(guò)程的能量損耗。對(duì)建筑物中的門窗等頻繁開(kāi)啟部位要減小建筑物縫隙長(zhǎng)度，防止室內(nèi)外空氣流動(dòng)，提升保溫隔熱效果。

3.4 強(qiáng)化對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能運(yùn)行控制

發(fā)揮公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)功能，必須堅(jiān)持設(shè)計(jì)與使用相結(jié)合、運(yùn)行與維護(hù)相結(jié)合，多措并舉方能達(dá)到理想的節(jié)能運(yùn)行控制效果。一是要在設(shè)計(jì)階段對(duì)未來(lái)使用概況、負(fù)荷能量、過(guò)程能耗做出精準(zhǔn)計(jì)算，制定出系統(tǒng)中各部分能量消耗控制區(qū)間，根據(jù)能量使用規(guī)劃進(jìn)行能量分項(xiàng)計(jì)量統(tǒng)計(jì)，改善不合理的能源供應(yīng)和消耗狀態(tài)。二是要針對(duì)建筑物制冷制熱面積、光照時(shí)間及屋頂墻體與外界環(huán)境、室內(nèi)人員數(shù)量以及使用情況，以及冬季低溫、夏季酷暑的實(shí)際嚴(yán)格控制暖通空調(diào)節(jié)能運(yùn)行時(shí)間，在電力供應(yīng)緊張的情況下還要采取錯(cuò)峰能量輸送方式控制資源使用量。三是針對(duì)使用過(guò)程能量供應(yīng)需求的飽和度，合理設(shè)置建筑物暖通空調(diào)負(fù)荷區(qū)間，實(shí)施系統(tǒng)能量供應(yīng)調(diào)整計(jì)劃，通過(guò)全年系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)籌合理設(shè)置暖通空調(diào)系統(tǒng)的啟動(dòng)關(guān)閉時(shí)間，改善傳統(tǒng)暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)僅限于單獨(dú)單棟負(fù)荷的設(shè)計(jì)缺陷。四是要按照綠色生態(tài)環(huán)保理念的發(fā)展要求，加大節(jié)能環(huán)保材料，綠色無(wú)污染材料，以及新型復(fù)合節(jié)能材料應(yīng)用力度。開(kāi)展強(qiáng)化對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能運(yùn)行控制的前瞻性研發(fā)，將風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等新型清潔能源融入設(shè)計(jì)理念，提高暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中風(fēng)、光、氫等可再生資源的利用率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，開(kāi)展公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)能量消耗研究是一項(xiàng)長(zhǎng)期復(fù)雜的工作，必須嚴(yán)格按照國(guó)家能源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、精準(zhǔn)把控系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，優(yōu)化能源設(shè)計(jì)負(fù)荷計(jì)算方案，提高暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率，減輕暖通空調(diào)系統(tǒng)對(duì)自然環(huán)境造成的污染危害，合理進(jìn)行暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，構(gòu)建完善的暖通空調(diào)系統(tǒng)管理體系，不斷提高管理人員的節(jié)能意識(shí)、提升操作使用人員的技能水平，推進(jìn)公共建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)效能研發(fā)不斷取得新進(jìn)展。