商業建筑空調節能技術措施探討

商業建筑空調節能技術措施探討

摘要：本文針對空調系統能耗的影響因素和商業建筑的特點，以實際商業建筑空調節能改造為例，從減少冷熱負荷、提高冷熱源效率、利用自然冷源、減少水泵電耗、減少風機電耗、改進氣流組織、改善控制七個方面分析了商業建筑空調節能的具體技術措施和實施辦法。

1 概述

隨著經濟建設的發展，商用建筑（寫字樓、賓館飯店、大中型商場等）大量興建，1997年全國房屋建筑竣工面積達62244萬平方米，其中住宅占53.8%、商業建筑占25.4%[2]。目前國內興建的采用中央空調的商用建筑普遍存在著高能耗的問題，例如清華大學在1998年對北京市的十家營業較好的大商場進行了全面的測試和統計，這些商場的全年運行能耗平均大約是188 kwh/m2.a，而氣候條件大致相當的日本的同類建筑的平均全年能耗大約是135 kwh/m2.a，也就是說北京市的商場的能耗要比日本高出將近40％�？照{能耗是商業建筑的能耗的主要部分，占總能耗的50～60％。初步估計目前全國商用中央空調用電量為400萬～450萬kW。按重慶和上海的統計，中央空調用電量已分別占全市總用電量的23％和31.1%[3]，給各城市的供配電帶來了沉重的壓力。隨著現代化建設的發展，能源供應會更加緊張，將會導致影響經濟的持續發展。一般中央空調能耗約占整個建筑總能耗的50％左右，對于商場和綜合大樓可能要高達60％以上，因此節約商業建筑空調能耗是刻不容緩的。

空調系統的能耗主要有兩個方面，一方面是為了供給空氣處理設備冷量和熱量的冷熱源能耗，如壓縮式制冷機耗電，吸收式制冷機耗蒸汽或燃氣，鍋爐耗煤、燃油、燃氣或電等；另一方面是為了給房間送風和輸送空調循環水，風機和水泵所消耗的電能。

冷熱源的能耗由建筑物所需要的供冷量和供熱量決定，建筑物的空調需冷量和需熱量的影響因素有室外氣象參數（如室外空氣溫度、空氣濕度、太陽輻射強度等），室內空調設計標準，外墻門窗的傳熱特性，室內人員、照明、設備的散熱、散濕狀況以及新風量的多少等。風機、水泵的輸送能耗受所輸送的空氣量、水量和水系統、風系統的輸送阻力影響，風系統、水系統的流量和阻力的影響因素有系統型式、送風溫差、供回水溫差、送風和送水流速、空氣處理設備和冷熱源設備的阻力和效率等。針對上述影響因素和商業建筑的特點，商業建筑空調節能的技術措施可歸納為七個方面：減少冷熱負荷、提高冷熱源效率、利用自然冷源、減少水泵電耗、減少風機電耗、改進氣流組織、改善控制。

2 減少冷熱負荷

冷熱負荷是空調系統最基礎的數據，制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環泵以及給房間送冷、送熱的空調箱、風機盤管等規格型號的選擇都是以冷熱負荷為依據的。如果能減少建筑的冷熱負荷，不僅可以減小制冷機、供熱鍋爐、冷熱水循環泵、空調箱、風機盤管等的型號，降低空調系統的初投資，而且這些設備型號減小后，所需的配電功率也會減少，這會造成變配電設備初投資減少以及上述空調設備日常運行耗電量減少，運行費用降低。所以減少冷熱負荷是商業建筑節能最根本的措施。減少冷熱負荷有以下一些具體措施：

2.1 改善建筑的保溫隔熱性能

房間內冷熱量的損失通過房間的墻體、門窗等傳遞出去的。改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷。改善建筑的保溫隔熱性能可以從以下幾個方面著手：

確定合適的窗墻面積比例，不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕墻。

合理設計窗戶遮陽。

充分利用保溫隔熱性能好的玻璃窗。

2.2 選擇合理的室內設計參數

商業建筑空調的主要目的是創造一個舒適的室內空氣環境，滿足人們辦公、學習、娛樂等的舒適及衛生要求。美國供熱制冷空調工程師學會設計手冊[1]（ASHRAE Handbook）的基礎篇里，給出了人體感覺舒適的室內空氣參數區域，大約是空氣溫度13℃～23℃，空氣相對濕度20％～80％。

如果夏季設計溫度太低或冬季室內設計溫度太高，都會增加建筑的冷熱負荷。在滿足舒適要求的條件下，要盡量提高夏季的室內設計溫度和相對濕度，盡量降低冬季的室內設計溫度和相對濕度，不要盲目追求夏季室內空氣溫度過低、過干，冬季室內設計溫度過高。

2.3 局部熱源就地排除

商業建筑中的有些房間，由于使用功能的需要，會在房間的局部產生較大的散熱量，例如廚房的灶臺、醫院消毒間的消毒柜、電話機房的交換機等。在空調系統設計過程中，應考慮在發熱量比較大的局部熱源附近設置局部排風，將設備散熱量直接排出室外，防止熱量散發到室內，以減少夏季的冷負荷。但是在運行中，這些排風機可能沒有開啟或者發生故障并得不到及時的更換和修理，那么這些局部熱源就會造成很大的冷負荷，浪費冷量和破壞室內熱環境。

2.4 控制和正確使用室外新風量

由于新風負荷占建筑物總負荷的20～30％，控制和正確使用新風量是空調系統最有效的節能措施之一。下圖為北京某寫字樓典型工況的冷熱負荷各分項的比例：

圖3-1 冷熱負荷分項比例

由于新風負荷接近總負荷的1/3，所以要嚴格控制新風量的大小。除了嚴格控制新風量的大小之外，還要合理利用新風。春秋季或冬季，有些房間仍需供冷，此時當室外空氣焓值小于室內空氣設計狀態的焓值時，可采用室外新風為室內降溫，可減少冷機的開啟量，節省能耗。

減少新風負荷應從以下兩方面著手：

不要隨意提高最小新風量標準

杜絕非正常渠道引入新風

3 提高冷源效率

評價冷源制冷效率的性能指標是制冷系數（COP，Coefficient Of Performance ），是指單位功耗所能獲得的冷量。制冷系數與制冷劑的性質無關，僅取決于被冷卻物的溫度T0’ 和冷卻劑溫度Tk’， T0’越高，Tk’越低，制冷系數越高[4]。所以空調系統冷機的實際運行過程中不要使冷凍水溫度太低、冷卻水溫度太高，否則制冷系數就會較低，產生單位冷量所需消耗的功量多，耗電量高，增加建筑的能耗。提高冷源效率可采取以下一些措施：

3.1 降低冷卻水溫度

由于冷卻水溫度越低，冷機的制冷系數越高。下圖顯示了某離心壓縮制冷機的制冷效率與冷卻水溫度的變化關系：

從右圖可以看出，冷卻水的供水溫度每上升1℃，冷機的COP下降近4%。降低冷卻水溫度需要加強運行管理，停止的冷卻塔的進出水管的閥門應該關閉，否則，來自停開的冷卻塔的溫度較高的水使混合后的水溫提高，冷機的制冷系數就減低了。冷卻塔使用一段時間后，應及時檢修，否則冷卻塔的效率會下降，不能充分地為

冷卻水降溫。

3.2 提高冷凍水溫度

由于冷凍水溫度越高，冷機的制冷效率越高，右圖顯示了某冷機制冷系數與冷凍水供水溫度的關系。從圖中可看出，冷凍水供水溫度提高1℃，冷機的制冷系數可提高3％，所以在日常運行中不要盲目降低冷凍水溫度。例如，不要設置過低的冷機冷凍水設定溫度；關閉停止運行的冷機的水閥，防止部

分冷凍水走旁通管路，經過運行中的

【商業建筑空調節能技術措施探討】相關文章：

民用建筑防雷技術措施設計要點06-13

試論建筑給排水的環保節能分析05-02

綠色住宅建筑節能論文11-04

建筑內部裝修中隔層防火安全探討05-25

淺談建筑節能論文范文09-19

論建筑工程中建筑電氣節能措施論文08-03

關于建筑工程管理信息化的探討論文06-06

淺析環保節能建筑CL結構體系施工技術05-02

控制稅收征管成本的探討06-01

關于行政侵權之探討06-03