办公建筑空调系统的节能与经济技术性分析

摘要：我国经济与社会可持续战略的实施在各行业间得到了广泛的响应，建筑能耗占到了全国能耗的三成以上。办公建筑空调节能是节约耗能的重要组成部分，在分析了当前办公建筑暖通空调系统高能耗的原因之后，对办公建筑空调系统的节能与经济技术性措施进行了探讨。

关键词：办公建筑 ；空调系统 ；节能技术

中图分类号： TU831.3+5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

Abstract: the implementation of sustainable strategy of our country economy and society has been widely response in each industry, building energy consumption accounted for more than three of national energy consumption. Air-conditioning energy saving office building is an important part in saving energy, after the analysis of the cause of the current high energy consumption of office building HVAC system, has carried on the discussion to the air-conditioning system of office building energy saving and economic and technical measures.

Keywords: office building; air conditioning system; energy saving technology

办公建筑属于公共建筑中一种较为普遍的建筑类型。办公建筑的需求量大、空调能耗高、功能特殊，加上其本身功能的复杂性和设计的多样性，从而对能源和环境的影响较大。因此，在我国倡导节能降耗的背景下，办公建筑采取必要的经济和技术措施来实现节能设计乃大势所趋。实现办公建筑空调节能可以有效减少建筑能耗，这对于缓解我国能源紧张，降低碳排放，促进经济又好又快发展有着重大的战略意义。

办公建筑暖通空调系统高能耗的原因

在我国办公建筑中，暖通能耗占据了总能耗的40%，是办公建筑中能耗最多的一项，因此深入分析暖通空调系统能耗高的原因，更好地在办公建筑中采用暖通节能设计，将是在办公建筑中节约能源资源的关键。

1.1 系统设计不合理

在能耗较高的一些办公建筑和综合商厦等建筑中，由开窗通风、机械排风等造成的室内外通风换气形成的冷负荷会占到总冷负荷的50%以上。由于设计不合理、缺少有效的空调系统调节手段，往往造成冷机、水泵、风机长期在偏离高效点的状态下运行，导致能源利用率偏低。由于运行管理不善，导致系统的开关状态切换不及时，匹配不合理，增加了不必要的空调用能。 此外，办公建筑外墙多采用玻璃幕墙结构或者窗墙比较大，有多个朝向，而且进深较大。设计时没有考虑内外分区或分区不合理、设计负荷不正确等因素，使空调系统在运行中存在冬季内区偏热、外区正常甚至偏冷等冷热不均的现象。内区由于人员、灯光和设备负荷相对稳定，且不受室外气象条件的影响，因而全年基本呈现冷负荷，需长年供冷；外区则受室外气象条件的影响较大，负荷随季节变化而出现冷、热负荷交替变化，夏季需供冷，冬季需供热。在有水量不平衡问题的系统中，可能某些水量特别小的用户温湿度得不到保证，影响这些房间的舒适度。为了满足这些流量偏小用户的温湿度要求，最简便的方法就是要增加冷冻水量，降低冷冻水的供水温度，使得冷机的制冷效率下降，其它用户的冷量过剩，影响整个空调系统的节能效果。因此，公共建筑空调系统的节能工作应该通过现场分析，发现一些无谓的能量消耗问题和能效不高的问题，然后及时修正。

1.2 运行管理不善

目前，建筑运行中存在的问题，除了与系统设计有关外，与系统的运行管理情况也密切相关。空调设备疏于清洗，过滤器、表冷器和冷凝器均有不同程度的堵塞现象，严重地影响了空调系统的正常运行；冷机的冷凝器水侧结垢，冷机COP下降。冷却水是开式系统，更容易有各种杂质进入，使冷机的冷凝器结垢，不仅会导致冷机的出力不足和COP值的下降，而且会影响冷机的使用寿命。

2. 办公建筑节能设计的技术途径

我国总能耗中的30%为建筑能耗，所以发展绿色建筑是节能减排中的重要组成部分，而空调能耗又占到建筑能耗的30%-50%。因此实现办公建筑空调节能可以有效减少建筑能耗，这对于缓解我国能源紧张，降低碳排放，促进经济又好又快发展有着重大的战略意义。

2.1 合理规划建筑布局

改变设计布局，提高节能效果设计应从建筑选址、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、绿化等方面进行研究。同样形状的建筑物，南北朝向比东西朝向的冷负荷小，因此建筑物应尽量采用南北向。在建筑物内布置空调房间时，尽量避免布置在东西朝向的房间及东西墙上有窗户的房间以及平屋顶的顶层房间，合理规划空间布局及控制体型系数。如果是依靠自然通风降温的建筑，空间布局应比较开敞，开较大的窗口以利用自然通风。而设有空调系统的建筑，其空间布局应十分紧凑，尽量减少建筑物外表面积和窗洞面积，这样可以减少空调负荷。对于相同体积的建筑物，其体形系数越大，说明单位建筑空间的热散失面积越高。

2.2门窗节能设计

门窗是构成热能损失的主要因素,外墙门窗保温影响门窗热损失的因素热能往往是从暖的一面流向冷的一面。我们可以通过合理配置减少门窗热能损失。在窗户上能量传递方式主要有：辐射传递、对流传递、传导传递，另外空气渗漏也是窗户能量损失的重要组成部分。通过物理和光学原理可将玻璃表面的发射率降低，可减少玻璃的辐射传热，一般情况下，建筑物的热交换，70%通过门窗，30%通过墙体和屋面。现在居室使用的门窗有单层和双层，双层保温隔音效果比单层窗要好。塑钢木门窗热传导效果明显好于铝合金和钢门窗。中空镀膜玻璃在隔声、隔热、节能、减少室内温差，提高采光性方面比普通玻璃效果最佳，中空玻璃在国外建筑物中已得到普遍应用。

2.3合理设计暖通空调系统

每一项工程的设计都是项目的最初准备，它也将直接的影响着后期的建筑质量与使用功能，而其中，对建筑的负荷计算是一项较为重要的内容，目前存在着一个非常普遍的问题，即设计工期短导致很多设计人员为了能够竟可能的节省工作时间，而采用错误的设计方法和理念进行方案的设计，有些设计师在初步设计时以估算的冷热负荷指标直接作为施工图设计阶段确定冷热负荷的依据,而大大的增大了总负荷，这样就间接的导致了空调采暖设备投资费用高，能耗大等问题。

2.4应用变风量系统

变风量空调系统是通过变风量末端装置调节进入房间的风量，并相应地调节空调机风量来适应系统的风量要求。全空气空调系统通过向空调房间输送足够数量的、经过一定处理的空气，用以吸收室内的余热和余湿，从而维持室内所需要的温度和湿度。变风量系统可以通过改变送到房间（或区域）风量的办法，来满足这些地方负荷变化的需要，同时整个系统的总送风量也是变化的。从而系统的总设计风量可以减少。这样，空调设备容量也可以减少，既可以节省设备费投资，也进一步降低了系统运行费用。

2.5对可再生能源的利用

办公建筑在设计时，应该尽量考虑到对可再生能源的开发和利用，现在对太阳能的利用己经取得了一定的成效，但在地热能、风能等能源的利用上还达不到预期的效果，合理有效的利用太阳能、风能等能源，就能够相应减少对电能、天然气、煤等不可再生能源的消耗。这也是高层办公建筑未来的节能设计趋势。

3. 结束语

在倡导节能减排，提高能源利用率的社会大背景下，节能设计俨然成为建筑结构设计的主流。当前我国在办公建筑节能方面，科学技术研究进程慢，在许多的节能关键技术上有待取得重大突破；建筑节能新技术、新产品得不到及时推广和应用，有待某些部门对新技术和新产品进行大力推广和应用。此外，我国在建筑节能方面的政策、法规和实施监管滞后，不能满足节能工作发展的需要，我国的办公建筑节能工作仍任重而道远。

参考文献：

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