基于暖通空调技术在建筑节能中的应用探讨
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摘要：节能对于我国现代化建设来说, 具有更重大的意义。目前, 全国各地电力十分紧张, 但所需能量也在迅速增长。因此节能降耗成为空调系统设计的关键环节。本文作者介绍了暧通空调的目的、 影响空调系统的因素以及暖通空调技术在建筑节能中的应用。
关键词：暖通空调建筑节能 技术应用
一 、暖通空调目的
暖通空调的目标是为人们提供舒适的生活和生产室内热环境，主要包括:室内空气温度、 空气湿度、 气流速度以及人体与周围环境(包括四壁、 地面、 顶棚等)之间的辐射换热(简称环境热辐射)等。在一般的舒适性空调中，以能够使人体保持热平衡而满足人们的舒适感觉为目的； 在恒温恒湿或有洁净要求的工艺性空调中，一切以满足生产工艺为目标。
二、影响暖通空调的因素
在房屋的建筑热工设计时， 为了使房间内产生舒适的微气候， 往往需要恰当地利用房屋围护结构的热特性以抵抗室外气候的变化。因此， 围护结构在热工设计中是十分重要的， 除此之外还有建筑规划设计、 太阳辐射、 空气温湿度等多方面。
2.1 围护结构对暖通空调的影响
围护结构包括外围护结构和内围护结构。外围护结构主要包括屋面、外墙和窗户(包括阳台门等)； 内围护结构主要包括地面、 顶棚、内隔墙等。在采暖建筑中， 围护结构的传热损失占总的热损失的比例是较大的， 以 4 个单元 6 层的砖墙、 混凝土楼板的典型多层建筑为例： 在北京地区， 通过围护结构的传热损失约占全部热损失的 77%(其中外墙 25%， 窗户 24%， 楼梯间隔墙 11%， 屋面 9%， 阳台门下部3%， 户门 3%， 地面 2%)， 通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占 23%，在沈阳地区， 通过围护结构的传热损失约占全部热损失的 65%(其中外墙 26%， 窗户 26%， 屋面 8%， 阳台门下部 1%，外门 1%， 地面3%)， 通过门窗缝隙的空气渗透热损失约占 27%。由此可见，改善围护结构的热工性能对于暖通空调节能具有重要意义。
2.2 建筑规划对暖通空调的影响
建筑规划设计是建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建设选址、 分区、 建筑和道路布局走向、 建筑方位朝向、 建筑体型、 建筑间距、 冬季季风主导方向、 太阳辐射、 建筑外部空间环境构成等方面进行研究。以优化建筑的微气候环境，有利于节能， 充分重视和利用太阳能冬季主导风向、 地形和地貌， 利用自然因素。节能规划设计就是分析构成气候的决定因素:辐射因素、 大气环流因素和地理因素的有利、不利影响， 通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造， 形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。
三、我国建筑节能的主要工作内容
1986年发布第一个建筑节能设计标准《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》，这标志着我国建筑节能工作的启动。1998年实施的《中华人民共和国节约能源法》对建筑节能做出了规定， 要求建筑物提高保温隔热性能，减少采暖、制冷、照明的能耗，对依法推进建筑节能工作具有重要意义。2001年7月颁布实施《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》，针对不同地区制定了不同的建筑节能标准。
四、暖通空调技术在建筑节能中的应用
目前建筑节能实施主要对建筑规划设计、建筑外墙、屋顶、门窗等围护结构的保温隔热以及采暖、通风、空调系统等方面进行控制。建筑节能的发展带来了新的暖通空调技术，这些技术实施不仅可以降低建筑物本身的能耗，同时也提高了室内居住的舒适性，大大提高了生活的品质。
4.1 建筑节能常规措施
4.1.1 建筑体形及围护结构构造设计
节能建筑的规划设计就是说在冬季最大限度地利用自然能来取暖，多获得热量和减少热损失；夏季最大限度地减少得热和利用自然能来降温冷却。基于能量损耗的考虑，设计者应该在科学、可靠的基础上优化对建筑位置、建筑形体、建筑朝向的设计，必要时利用建筑能耗模拟软件对设计方案进行模拟预测与优化。
4.1.2 改善建筑围护结构的保温隔热性能
众所周知对于采暖、通风、空调系统而言，通过围护结构的冷（热）负荷占有很大比例，而围护结构的保温性能决定围护结构传热系数的大小。所以在国家建设部出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高围护结构的保温隔热性能。提高围护结构的保温隔热性能，是靠降低墙体、门窗、屋顶、地面得热量以及减少门窗空气渗透热来实现。因此要通过增大外墙体热阻，使窗户具有较好的朝向，较合适的窗墙比以及提高屋面保温隔热能力等途径来实现。
4.1.3 更换保温门窗
建筑节能改造后窗户一般将采用保温密封性能较好的塑料双玻璃窗，传热系数可由塑料单玻窗的5.0W/（m2*K）降为3.2W/（m2*K）。有条件的住户还可采用保温性更好的塑料中空玻璃窗，传热系数可降低到2.5W/（m2*K）。
4.1.4 供暖系统改造
不能人为的按需调控、缺乏计量和调控设施同样是我国建筑供暖能耗大的一个原因。因此既有建筑的节能改造不仅要改善建筑物的热工性能，而且要改造现有的供暖系统。伴随着我国供暖制度的改革，传统的单管或双管上供下回式供暖系统应该逐渐淘汰，一户一表的供暖方式应在既有建筑改造时同步进行，而且散热器必须增设温控阀，真正的实现按需供热。
五、暖通空调系统节能技术措施
5.1热源温度控制
由于采暖用户在室内采取温控措施及室外气温的变化，使系统热负荷的动态的变数，外网及热源必须采取相应的控制手段，例如热水网路采取相应的质量-流量调节或质量调节方式及气候补偿方式等。目前，许多地方采用根据室外温度自动调供水温度的方法。
5.2合理选择采暖、通风与空调系统
在选择系统形式时，应在满足规范要求的前提下，充分分析人工环境控制场所的特点，注意朝向、周边区与内区、使用功能的差异，分开设置或分环设置以便于控制、调节及管理，避免不同区域出现过冷或过热的能量浪费现象，使其与系统能够相互配合达到最佳效果，从而达到既经济又节约的目的。
5.3地源热泵技术
地源热泵是以地热作为热泵装置的热源或热汇来对建筑进行采暖或制冷的技术。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），既可实现低温热源向高温热源的转移。在冬季和夏季，分别将地热能作为高温热源和低温热源，在冬季将地热“取”出来用于采暖或热水供应，在夏季将室内的热量提取后释放到地层中去。目前在自然界和工业生产中，存在大量的低温位热源，储藏于空气、土壤、水，以及工业废气、废水中，利用热泵可以回收这些低温位热源，产生高温位热量来供应生产和生活之用。
5.4自然风的应用
自然风的供冷是可再生能源在暖通空调应用中的重要组成部分。 当室外空气的焓值和温度低于室内时，在供冷期内就可以利用室外风所带有的自然冷量来全部或部分满足室内冷负荷的需要。 通常，这种情况出现在供冷期的过渡季和夜间，可采用的方法为新风直接供冷和夜间通风蓄冷。 由于利用了自然风提供建筑所需要的冷量， 与常规空调系统相比，在运行中不用电或少用电，既节约能源， 又减少对环境的污染， 同时也改善了室内空气品质。
5.5土壤能的应用
地源热泵是利用地下浅层地热资源 (通常 < 400m 深) 作为冷热源， 进行能量转换， 提供供暖制冷的空调系统。地源热泵系统通过输入少量的高品位能源(如电能)， 实现低温热源向高温热源的转移， 地能分别在冬季和夏季作为低温热源和高温热源。 夏季， 大地作为排热场所， 把室内热量以及压缩机的散热通过埋地盘管排入土壤中， 再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。在地源热泵系统中， 由于冬季从大地中取出的热量在夏季得到补偿，因而使大地热量基本平衡。虽然我国在开展土壤源热泵系统的研究与应用方面起步较晚， 但由于其技术上的优势和有着节能、环保和可持续发展的优点， 我国地源热泵系统的研究和开发市场也日趋活跃， 它将成为中小型生态建筑空调冷热源合理可行的选择方案之一。
5.6 热回收技术
所谓热回收系统就是就是回收建筑物内外的余热/冷或废热/冷，并把回收的能量作为供热/冷或其他加热设备的热源而加以利用的系统。一方面，利用有效的装置从排风所带走的能量中回收部分能量用来处理新风，可以节约本来由制冷或制热机组负担的新风负荷，提高空调的利用效率。另一方面，建筑房间内按设计标准要求需要补充新鲜空气，一些普通的高层建筑空调中，夏季新风负荷占空调总负荷的30%以上，而对如剧院、体育场等人员密集的场所，新风需求量则更大，有的甚至需要全新风，利用回收的热量对新风进行预热/预冷室节约能源的有效措施。目前，常用的热回收装置主要有全热回收装置和显热回收装置。
六、结语
总之为了节约能源、 保护环境、 促进国民经济的可持续发展，我们要不断提高空调系统的节能设计水平、节能运行管理水平，采用各种节能措施降低空调系统的运行能耗和费用，改善空调系统的节能效果， 并且要大力开发可再生能源在暖通空调系统中的应用，这样才能使建筑节能市场取得较好的成效。
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