浅谈公共建筑中的暖通节能技术

浅谈公共建筑中的暖通节能技术

魏振和安兆辉

魏振和安兆辉（郑州市第一建筑工程集团有限责任公司，河南郑州450000）

摘要：我国每年大约有20亿m2的建筑总量，接近全球年建筑总量的一半，建筑能耗巨大，建筑节能的职责义不容辞。然而在公共建筑使用能耗中，暖通空调所用的能耗占了40%以上。本文通过分析暖通空调能耗的组成，就墙体、屋面、门窗的节能设计和室外环境产生的影响进行论述，并提出目前存在的问题和对策。

关键词：暖通空调；节能；设计；室外环境

中图分类号：TU711文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）08A-0006-02

一、暖通空调能耗的组成

为了创造舒适的室内空调环境，必须消耗大量的能量。暖通空调能耗是建筑能耗中的大户，据统计在发达国家中暖通空调能耗占建筑能耗的65%。以建筑能耗占总能耗的35%计算，暖通空调能耗占总能耗的比例竟高达22.75%。

以暖通空调的能耗组成可以看出：能耗组成主要决定于空调冷、暖负荷的确定和空调的合理配置，空调系统的布置和空调设备的选择是以空调负荷为依据。所以暖通空调节能的关键是空调外界负荷和内部负荷的确定，而暖通空调节能工作也应该从这方面考虑，合理布置建筑物的位置，正确选择外墙、门窗、屋顶等的形状及材料等，尽量减少空调负荷。

二、暖通空调设计

1.墙体节能

墙体的保温材料可采用聚苯乙烯和矿棉板。与黏土实心砖相比，墙体材料多为多孔砖和加气砖。多孔砖中的孔使空气保存在砖体内，形成热阻。墙的外表粉刷20mm厚的隔热砂浆，裹了砂浆的空心砖厚度仍比黏土实心砖薄，节省了建筑面积。

2.屋面节能

屋面保温层应选用容重小、导热系数低、吸水率低的材料。

3.门窗节能

（1）控制窗墙比：通过外窗的耗热量占建筑物总耗热量的40%-50%，在保证室内采光的前提下，合理确定窗墙比十分重要，规定各朝向的窗墙比不得大于下列数值：北向25%、东西向30%、南向35%；

（2）改善门户、窗户保温效果：门户采用双层板间填充聚苯乙烯或岩棉板；增加外窗玻璃系数，利用夹层空气热阻，改善窗户的保温效果，PVC材料的导热系数还不到铝合金的千分之一，可采用塑钢窗，以改善由于采用钢材而带来的热桥硬结问题。

三、室外环境的影响

暖通空调的负荷是建立在克服室外环境的基础上，研究暖通空调节能应该研究室外热环境，以减轻室外对室内的热作用，并且充分利用室外环境中的有利因素，使之对改善室内热环境起到积极的作用。

1.气象条件对暖通空调负荷的影响

（1）温度：空调负荷的确定受室外温度的影响大，而且对于空调、采暖和通风系统，其室外的参数选取也不相同。目前设计参数是根据不保证率来确定，室外空气的温度变化使得空调系统的绝大部分时间是处于负荷状态下运行的。在进行暖通空调节能设计时应充分考虑到这一点，合理配置系统。

（2）湿度：空气的相对湿度过高会对人体的热舒适带来一定的负面影响，而且过高的相对湿度会增加空调系统的潜热负荷，从而增加整个暖通空调系统的能耗。

（3）太阳辐射：在气候资源方面，太阳辐射对建筑节能是一个有利的因素。冬天建筑南向窗户受到太阳辐射较多，这对于外界的寒冷气候构成一种补偿；同时，太阳光的入射角越小，被玻璃窗反射的热量越少，进入室内的深度较大，对于砖石和混凝土等重质材料的建筑，有利于太阳热能更好的被建筑墙体、地面及物品所吸收和蓄存，提高室内温度，节约采暖用能。

2.建筑规划设计对暖通空调节能的影响

规划设计式建筑节能设计的重要方面，规划节能设计应从建筑选址、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，以优化建筑的微环境，有利于节能，充分重视和利用太阳能、冬季主要风向、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。

建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用，而且对于建筑节能也有重要作用。所以尽量种草、植树，避免地面土壤裸露，并减少不必要的大面积混凝土地坪，对较少空调负荷，达到节能的目的是非常重要的手段。而且清洁的室外环境对于洁净空调系统有效运行和空调箱过滤器的寿命也是有利的。

四、目前存在的问题和对策

1.暖通空调设计、施工管理问题

如前所述，暖通空调系统的设计对空调系统的节能性有很重要的影响。然而在实际工作中往往得不到一些设计部门的设计人员的足够重视。加之目前工程设计周期普遍较短，设计收费于设计产生的经济效益不挂钩，以及一些技术性问题没有完全得到解决等原因，个别设计单位只求数量，忽略质量。使得设计施工完的工程系统不仅初投资大，运行能耗也相当惊人，大大超过了国家标准，甚至有些公共建筑的空调能耗占建筑总能耗的60%。为此，有必要建议政府有关职能部门加强对暖通空调设计项目进行审查管理。另外，目前各地区建筑施工监理行业中暖通空调专业从业人员水平参差不齐，占很大一部分人员非本专业院校毕业或非对口专业，甚至一部分人员根部未经过任何培训，对本专业理论知识似懂非懂，设计或施工中遇到的一些涉及方案性的调整问题不能进行及时正确的处理和解决，最终导致工程出现无法挽回的后果，给系统运行管理留下隐患。在实际工作中，由此造成的经济损失也是相当惨重的。

2.暖通空调系统的运行管理问题

除设计施工外，运行管理也起着重要的作用。实际中发现有些单位的空调系统，一年四季只有开关机和冬夏季转换操作，显然系统达不到相应的节能效果。为此要求运行管理人员不仅要有强烈的责任心，上岗前还必须进行系统的培训和考核。对没有达到要求的，要重新培训，考核合格后才能上岗。事实上，同样一套系统，管理人员或管理形式不同，系统的能耗大不相同，节能效果也不可能一样。

五、结论

暖通空调系统在建筑节能中占据重要的地位，起着举足轻重的作用。节能技术的研究开发和运用时暖通空调系统、建筑系统节能的基础。政府职能部门的重视和支持，则是实现大幅度节能、产生显著的环境和社会效益、推动经济发展的保证。同时，我们各行业的每一名暖通专业的工作者，都有义务在空调节能的领域积极的争取所有可能挽回的能量。