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【摘 要】随着经济社会的快速发展和人民生活的改善， 我国建筑能耗的总量呈上升趋势，且使用能耗已约占全社会能耗的28%，建筑节能越来越受到国家各部门的重视。本文介绍了暖通空调系统的节能措施、方法等，以增强本行业可持续发展。
【关键词】建筑节能；暖通空调系统；节能措施
On building energy and HVAC system
Zhao Zhen
(Shaanxi Acer Construction Survey and Design Engineering Co., Ltd Xi'an Shaanxi 710177)
【Abstract】With the rapid development of economic society and the improvement of people's life, the amount of building energy consumption in our country is increasing, and use of energy consumption has accounted for about 28% of whole society building energy consumption, Building energy saving more and more get the attention of the national various departments , this paper introduces the attention of HVAC system energy saving measures and methods of sustainable development, enhance the industry.
【Key words】Building energy efficiency;HVAC system;Energy saving method
随着国民经济发展、人们生活水平提高，空调系统应用日益广泛，城市建筑能耗呈现加速增长趋势。目前国内民用建筑使用的中央空调系统普遍存在高能耗问题， 通常来讲，空调能耗要占建筑能耗的40％～50％。暖通空调是建筑节能的重要领域，特别是在国家节能减排战略和全球新一轮低碳发展的背景下，暖通空调行业更是成为热点所在：诸如提高空调能效、供热计量改革、发展地源热泵、合同能源管理等都是热议话题。当前世界能源形势日趋紧张，发展绿色经济已成为全球共识，我国政府承诺，到2020年我国单位GDP碳排放量比2005年降低40%～50%，这就意味着《十二五节能规划》必须以设置节能总量为目标，建立节能减排的倒逼机制。作为全球第一大空调设备生产国和第二大消费市场，中国的空调业低碳化时代已然来临。全行业正面临着由低碳技术革命引发的新一轮市场竞争，更加节能环保的低碳产品必将在未来的空调市场中占据主流地位［1,2］。
1. 建筑节能措施
1.1 建筑物设计中的节能措施。
建筑物的外围结构直接与外界接触，是室内热量向外界散失的主要途径。其技术措施主要是提高建筑物外围护结构的保温标准和空气密封性要求。建筑物的形态因素，即外围护结构的面积和建筑物供暖体积的比值也是一重要影响因素。在实践中利用各种材料和设计特点改进这些结构设计，克服热桥的影响，也成为一主要节能措施。在设计方面，采用对建筑物适当的温度分区，可降低小型独立式住宅的耗能量。
建筑物冬季热负荷和夏季冷负荷有一部分来自建筑物的围护结构。从建筑体形来说，同样面积的建筑物，接近立方体的外表面积最小，可以节能。对于一定体积的建筑物，体形系数越大就意味着其维护面积越大，建筑的热负荷和冷负荷也就越大。增大维护结构的保温性能无疑可以减少冬季热负荷。另外，维护结构保温性能好，空调设计冷负荷会小些。
建筑的内、外遮阳都是减少日射冷负荷的有效手段。建筑外表的色调，白色或浅色有利于减少冷负荷，而深色调有利于减少冬季热负荷。建筑周围环境的绿化有利于调节气候，减少空调负荷［3］。
1.2 对原有的独立式住宅和新建的低能耗独立式住宅的节能措施。
一般独立式住宅的外表面积与采暖体积的比值都较高，这表明可以采用附加保温层节能的方法。适当应用保温层，不仅可以增大外围护结构的热阻还能降低热桥的不良影响，并对密封性产生明显改善，目前，普遍采用外保温方法。对原有独立式住宅中的热水供暖系统可进行的节能改进是设置一恒温阀感应空气温度，并控制各个散热器的开关，这样可以充分利用来自太阳的入射能和照明、家用电器的附加热量。对设有机械排风系统的住宅，设置从排风中回收热量的热泵系统也是一重要的节能措施。回收的热量能够用于制备生活用热水和房间供暖。
1.3 提高能量利用效率。
采暖通风与空调系统的用能过程主要由三大部分组成：冷源和热源的能量交换，冷、热量载体的（水和空气）的输送，房间的供冷、供热过程。下面是建筑用能过程的节能措施。
1.3.1 合理选择采暖、通风与空调系统。
在系统形式选择时，应当分析环境控制场合的特点（负荷特性、使用特点、调节要求、管理要求、建筑特点等）和各种系统具有的特点，使系统与被控制的环境具有最佳的配合，达到在有良好的环境控制质量条件下既经济又节能的目的。
通风空调系统的气流分布模式也是影响能耗的主要因素。具有节能优点的气流分布模式有：下送风的模式、置换通风模式、个性化空调和背景空调相结合的系统和气流分布模式。
1.3.2 合理选择冷热源系统。
空调系统或采暖系统所消耗的能量大部分是在冷热源系统中消耗的，合理选择冷热源系统对整个空调或采暖系统的能耗至关重要。从能耗角度来考虑，应当尽量选用能量利用效率高的热源和冷源。空调冷源的种类很多，各类机组的性能系数都不一样。因此，选用时应当比较，从中选优。我国建筑节能设计标准［4～7］中规定了各种热源和冷源机组的热效率、性能系数限值，选用时不得低于这些限值。
1.3.3 减少空气与水输送过程的能耗。
在采暖、通风与空调系统中，空气与水通常是冷、热量载体。在输送过程中的能耗包括：通过传热的冷热量损失和输送过程的流动阻力损失。减少输送过程的能耗主要可从以下几个方面着手：
（1）做好输送冷、热量的水管、风管的保温；
（2）设计并计算好系统的阻力，选择合适的泵与风机，切忌选择流量、扬程或全压过大的泵与风机，避免不必要的能量损失。
（3）大温差可以减少输送过程的能耗，但是大温差也会影响空调设备的性能，因此，确定温差时必须对利弊充分估计，综合考虑系统总能耗、经济性、环境控制质量等多方面来选择合理的温差。
2. 设计中应尽量使用配有能量回收装置的空调器
工程设计中，经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统(如制药厂此类房间很多)，其排风和室外新风之间的温差在冬﹑夏季很大，而这部分排风又带有一些污染物，所以不能直接进入空调系统，此时应对排风进行显热回收，具体做法如图1 所示。
室内回风在排至室外以前，先和室外进入的新风经显热回收器进行显热交换，经能量回收后再排到室外。而室外进入的新风则经过显热回收器后夏季温度降低，冬季温度升高，而达到能量回收目的。使用显热回收器在北方寒冷地区应注意防冻问题。一般来讲，显热回收器最大能回收50%左右的能量，而全热回收器则最大能回收80%左右的能量［8］。
3. 采用建筑、冷热、电热三联供新技术
当天然气成为城市中主要的一次能源时，与简单的直接燃烧比，先由燃气发电，再用发电后的余热供热和致冷，可获得更高的能量利用率。这种方式通过大型建筑自行发电，解决用电负荷，提高了用电的可靠性，减少了长途输电的损失。同时以余热的方式解决了供热和空调的能源问题，对于全年存在稳定的电负荷和稳定的热负荷或冷负荷的建筑，这种方式具有较高的节能效果和经济性。要使这种技术能够广泛的应用，真正有力节能和环保，有较好的经济性，关键是相关设备的开发和市场认可［9］。
图1
4. 可再生能源的应用
可再生能源是指太阳能﹑地下水﹑海水﹑湖水﹑河水等热量，土壤热量，空气等自然热量，这些都是清洁能源，世界各国都在开发利用，其应用技术已逐渐成熟。
众所周知，太阳能是巨大的能源，在建筑中已经得到了很好的应用。除了采暖﹑供冷﹑热水供应等外，还有太阳能发电［3］。
地源热泵作为暖通空调业的新兴市场，近年来在国家节能减排新政特别是可再生能源建筑应用补贴政策的促进下得到了快速发展。据最近由国土资源部地质环境司召开的“李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会”透露：2009年我国常规地热利用包括地源热泵利用的浅层地温能，设备总容量为8898兆瓦。与2004年相比，我国地源热泵规模年增长超过30%，常规地热供暖年增长19%。应用地源热泵每年减少近4000万吨二氧化碳排放，为我国低碳经济发展作出了较大贡献。
水源热泵系统应用在酒店行业，能满足冬夏两季的空调系统冷热水，同时还可以制备生活热水。再者，还可利用城市生活污水，经过污水源热泵机组为建筑提供冬夏两级空调用冷热水。
5. 结束语
节能在现代社会中已被认为是具有战略性的问题，社会舆论应加大力度，广泛宣传，让全社会都动员起来，从我做起，从现在做起。引进国外一些先进技术，结合我国的地理环境特点最大限度地开发利用新能源并对已有建筑存在问题进行改造。不仅能够缓解我国能源短缺的问题，而且有利于环境条件的改善，实现暖通空调产业的可持续发展。此外，还必须采取切实措施，从实际使用上实现暖通空调系统的节能［10］。
参考文献
［1］ 陈梅，陈瑾.论低碳经济下的暖通产业［J］.供热制冷，2010,12:48～50.
［2］ 苏明哲，张存泉.变频节能技术在中央空调水系统的应用［J］.《中国建设信息：供热制冷》,2004,6:77～79.
［3］ 陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调［M］.北京：中国建筑工业出版社，2007:369～370.
［4］ GB 50189-2005公共建筑节能设计标准［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.
［5］ JGJ26-95民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1995.
［6］ JGJ134-2001夏热冬冷地区居住建筑节能标准［M］.北京：中国建筑工业出版社，2001.
［7］ JGJ75-2003夏热冬暖地区居住建筑节能标准［M］.北京： 中国建筑工业出版社，2003.
［8］ 林忠.暖通空调设计与节能［J］，环境科学，225.
［9］ 王学志.变频技术在暖通空调领域的应用［A］.北京市土木建筑学会第二界暖通空调专业委员会学术年会论文集［C］.2008.
［10］ 谭刚.暖通空调系统节能设计探讨［J］. 科技资讯，2010(33):70.
［文章编号］1006-7619（2011）06-29-673
［作者简介］ 赵真(1980-) ， 男，籍贯：陕西人，工作单位：陕西宏基建筑勘察设计工程有限公司，研究方向： 暖通空调设计。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】建筑节能；暖通空调系统；节能措施
On building energy and HVAC system
Zhao Zhen
(Shaanxi Acer Construction Survey and Design Engineering Co., Ltd Xi'an Shaanxi 710177)
【Abstract】With the rapid development of economic society and the improvement of people's life, the amount of building energy consumption in our country is increasing, and use of energy consumption has accounted for about 28% of whole society building energy consumption, Building energy saving more and more get the attention of the national various departments , this paper introduces the attention of HVAC system energy saving measures and methods of sustainable development, enhance the industry.
【Key words】Building energy efficiency;HVAC system;Energy saving method
随着国民经济发展、人们生活水平提高，空调系统应用日益广泛，城市建筑能耗呈现加速增长趋势。目前国内民用建筑使用的中央空调系统普遍存在高能耗问题， 通常来讲，空调能耗要占建筑能耗的40％～50％。暖通空调是建筑节能的重要领域，特别是在国家节能减排战略和全球新一轮低碳发展的背景下，暖通空调行业更是成为热点所在：诸如提高空调能效、供热计量改革、发展地源热泵、合同能源管理等都是热议话题。当前世界能源形势日趋紧张，发展绿色经济已成为全球共识，我国政府承诺，到2020年我国单位GDP碳排放量比2005年降低40%～50%，这就意味着《十二五节能规划》必须以设置节能总量为目标，建立节能减排的倒逼机制。作为全球第一大空调设备生产国和第二大消费市场，中国的空调业低碳化时代已然来临。全行业正面临着由低碳技术革命引发的新一轮市场竞争，更加节能环保的低碳产品必将在未来的空调市场中占据主流地位［1,2］。
1. 建筑节能措施
1.1 建筑物设计中的节能措施。
建筑物的外围结构直接与外界接触，是室内热量向外界散失的主要途径。其技术措施主要是提高建筑物外围护结构的保温标准和空气密封性要求。建筑物的形态因素，即外围护结构的面积和建筑物供暖体积的比值也是一重要影响因素。在实践中利用各种材料和设计特点改进这些结构设计，克服热桥的影响，也成为一主要节能措施。在设计方面，采用对建筑物适当的温度分区，可降低小型独立式住宅的耗能量。
建筑物冬季热负荷和夏季冷负荷有一部分来自建筑物的围护结构。从建筑体形来说，同样面积的建筑物，接近立方体的外表面积最小，可以节能。对于一定体积的建筑物，体形系数越大就意味着其维护面积越大，建筑的热负荷和冷负荷也就越大。增大维护结构的保温性能无疑可以减少冬季热负荷。另外，维护结构保温性能好，空调设计冷负荷会小些。
建筑的内、外遮阳都是减少日射冷负荷的有效手段。建筑外表的色调，白色或浅色有利于减少冷负荷，而深色调有利于减少冬季热负荷。建筑周围环境的绿化有利于调节气候，减少空调负荷［3］。
1.2 对原有的独立式住宅和新建的低能耗独立式住宅的节能措施。
一般独立式住宅的外表面积与采暖体积的比值都较高，这表明可以采用附加保温层节能的方法。适当应用保温层，不仅可以增大外围护结构的热阻还能降低热桥的不良影响，并对密封性产生明显改善，目前，普遍采用外保温方法。对原有独立式住宅中的热水供暖系统可进行的节能改进是设置一恒温阀感应空气温度，并控制各个散热器的开关，这样可以充分利用来自太阳的入射能和照明、家用电器的附加热量。对设有机械排风系统的住宅，设置从排风中回收热量的热泵系统也是一重要的节能措施。回收的热量能够用于制备生活用热水和房间供暖。
1.3 提高能量利用效率。
采暖通风与空调系统的用能过程主要由三大部分组成：冷源和热源的能量交换，冷、热量载体的（水和空气）的输送，房间的供冷、供热过程。下面是建筑用能过程的节能措施。
1.3.1 合理选择采暖、通风与空调系统。
在系统形式选择时，应当分析环境控制场合的特点（负荷特性、使用特点、调节要求、管理要求、建筑特点等）和各种系统具有的特点，使系统与被控制的环境具有最佳的配合，达到在有良好的环境控制质量条件下既经济又节能的目的。
通风空调系统的气流分布模式也是影响能耗的主要因素。具有节能优点的气流分布模式有：下送风的模式、置换通风模式、个性化空调和背景空调相结合的系统和气流分布模式。
1.3.2 合理选择冷热源系统。
空调系统或采暖系统所消耗的能量大部分是在冷热源系统中消耗的，合理选择冷热源系统对整个空调或采暖系统的能耗至关重要。从能耗角度来考虑，应当尽量选用能量利用效率高的热源和冷源。空调冷源的种类很多，各类机组的性能系数都不一样。因此，选用时应当比较，从中选优。我国建筑节能设计标准［4～7］中规定了各种热源和冷源机组的热效率、性能系数限值，选用时不得低于这些限值。
1.3.3 减少空气与水输送过程的能耗。
在采暖、通风与空调系统中，空气与水通常是冷、热量载体。在输送过程中的能耗包括：通过传热的冷热量损失和输送过程的流动阻力损失。减少输送过程的能耗主要可从以下几个方面着手：
（1）做好输送冷、热量的水管、风管的保温；
（2）设计并计算好系统的阻力，选择合适的泵与风机，切忌选择流量、扬程或全压过大的泵与风机，避免不必要的能量损失。
（3）大温差可以减少输送过程的能耗，但是大温差也会影响空调设备的性能，因此，确定温差时必须对利弊充分估计，综合考虑系统总能耗、经济性、环境控制质量等多方面来选择合理的温差。
2. 设计中应尽量使用配有能量回收装置的空调器
工程设计中，经常由于空调房间某些工艺要求将空调系统设计成直流系统(如制药厂此类房间很多)，其排风和室外新风之间的温差在冬﹑夏季很大，而这部分排风又带有一些污染物，所以不能直接进入空调系统，此时应对排风进行显热回收，具体做法如图1 所示。
室内回风在排至室外以前，先和室外进入的新风经显热回收器进行显热交换，经能量回收后再排到室外。而室外进入的新风则经过显热回收器后夏季温度降低，冬季温度升高，而达到能量回收目的。使用显热回收器在北方寒冷地区应注意防冻问题。一般来讲，显热回收器最大能回收50%左右的能量，而全热回收器则最大能回收80%左右的能量［8］。
3. 采用建筑、冷热、电热三联供新技术
当天然气成为城市中主要的一次能源时，与简单的直接燃烧比，先由燃气发电，再用发电后的余热供热和致冷，可获得更高的能量利用率。这种方式通过大型建筑自行发电，解决用电负荷，提高了用电的可靠性，减少了长途输电的损失。同时以余热的方式解决了供热和空调的能源问题，对于全年存在稳定的电负荷和稳定的热负荷或冷负荷的建筑，这种方式具有较高的节能效果和经济性。要使这种技术能够广泛的应用，真正有力节能和环保，有较好的经济性，关键是相关设备的开发和市场认可［9］。
图1
4. 可再生能源的应用
可再生能源是指太阳能﹑地下水﹑海水﹑湖水﹑河水等热量，土壤热量，空气等自然热量，这些都是清洁能源，世界各国都在开发利用，其应用技术已逐渐成熟。
众所周知，太阳能是巨大的能源，在建筑中已经得到了很好的应用。除了采暖﹑供冷﹑热水供应等外，还有太阳能发电［3］。
地源热泵作为暖通空调业的新兴市场，近年来在国家节能减排新政特别是可再生能源建筑应用补贴政策的促进下得到了快速发展。据最近由国土资源部地质环境司召开的“李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会”透露：2009年我国常规地热利用包括地源热泵利用的浅层地温能，设备总容量为8898兆瓦。与2004年相比，我国地源热泵规模年增长超过30%，常规地热供暖年增长19%。应用地源热泵每年减少近4000万吨二氧化碳排放，为我国低碳经济发展作出了较大贡献。
水源热泵系统应用在酒店行业，能满足冬夏两季的空调系统冷热水，同时还可以制备生活热水。再者，还可利用城市生活污水，经过污水源热泵机组为建筑提供冬夏两级空调用冷热水。
5. 结束语
节能在现代社会中已被认为是具有战略性的问题，社会舆论应加大力度，广泛宣传，让全社会都动员起来，从我做起，从现在做起。引进国外一些先进技术，结合我国的地理环境特点最大限度地开发利用新能源并对已有建筑存在问题进行改造。不仅能够缓解我国能源短缺的问题，而且有利于环境条件的改善，实现暖通空调产业的可持续发展。此外，还必须采取切实措施，从实际使用上实现暖通空调系统的节能［10］。
参考文献
［1］ 陈梅，陈瑾.论低碳经济下的暖通产业［J］.供热制冷，2010,12:48～50.
［2］ 苏明哲，张存泉.变频节能技术在中央空调水系统的应用［J］.《中国建设信息：供热制冷》,2004,6:77～79.
［3］ 陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调［M］.北京：中国建筑工业出版社，2007:369～370.
［4］ GB 50189-2005公共建筑节能设计标准［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.
［5］ JGJ26-95民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1995.
［6］ JGJ134-2001夏热冬冷地区居住建筑节能标准［M］.北京：中国建筑工业出版社，2001.
［7］ JGJ75-2003夏热冬暖地区居住建筑节能标准［M］.北京： 中国建筑工业出版社，2003.
［8］ 林忠.暖通空调设计与节能［J］，环境科学，225.
［9］ 王学志.变频技术在暖通空调领域的应用［A］.北京市土木建筑学会第二界暖通空调专业委员会学术年会论文集［C］.2008.
［10］ 谭刚.暖通空调系统节能设计探讨［J］. 科技资讯，2010(33):70.
［文章编号］1006-7619（2011）06-29-673
［作者简介］ 赵真(1980-) ， 男，籍贯：陕西人，工作单位：陕西宏基建筑勘察设计工程有限公司，研究方向： 暖通空调设计。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文