免费咨询热线:0756-2658188

建筑玻璃窗膜、国际窗膜行业领导者!

浅析建筑物节能和空调节能

摘要:对建筑物节能,空调节能做了初步探究,并对二者的关系进行了分析,浅析了建筑物节能,空调节能的现状及可行做法,例如,建筑物朝向、形状,建筑物围护结构的保温隔热性能,窗户隔热及建筑遮阳,室内设计参数,等等。
0 引言
据有关统计,我国民生能耗占总能耗的30%多,而其中大部分又消耗在建筑物 上。随着人们生活水平的不断提高,对舒适性空调的要求在数量和质量上要求不断增加和提高。我们知道空调有“四度”:温度、湿度、洁净度、速度(气流组 织),而对每一项来说,控制技术的高低直接影响着建筑节能,同时建筑物本身的耗能指标,也直接影响到空调负荷的大小。现就建筑物节能、空调节能以及二者的 关系浅析如下。
l 建筑物节能
随着我国节能建筑规范的相继出台和完善,我国节能建筑己具备一定规模,在节能 方面也取得了明显成效。现在,社会各界对节能工作日益重视,对因建筑节能所带来的节约能源、减少污染、改善环境、提高建筑物功能质量,乃至培育新的经济增 长点,促进建筑业结构升级,实现可持续发展整体综合效益有了更进一步的认识。另外,我国的建筑节能技术和管理工作,通过近几年来与欧美等发达国家合作,引 进吸收和开发了一大批适合中国国情,以建筑节能为核心的新型墙体材料、保温隔热材料、节能门窗、供热采暖节能设备、太阳能热利用设备、绿色照明设备等新技 术,并在我国的节能建筑中得到成功运用。像常见的空心砌块、墙体铺设聚苯板、双层或多层中空玻璃、隔热外门、保温屋面等措施,加之先进的自控技术等,都起 到了明显的节能作用。但我们还要清醒地认识到,有些地方仍然存在着“节能设计,不节能建造”的现象,以及由于运行管理不当造成的“节能建筑不节能”的现 象,这些问题更要引起相关部门的足够重视。
1.1 建筑物朝向和平面形状
据有关实验数据表明,建筑物的朝向和平面形状对建筑物的空调冷(热)负荷影响较大。为从建筑源头为节能创造条件,建议首选南北朝向,在建筑物体积相同的情况下建筑物外表面积越小,空调的冷(热)负荷也越小。根据《传热学》稳态传热公式:Q=K·F·△T
其中:Q —— 传热量,W;K —— 传热系数,W /(m2·K);F —— 换热面积,m2;△T —— 传热界面两侧温差,℃。
由上式可见,在K和△T相对稳定的情况下,换热面积F直接影响换热量的大小,因此,建筑物平面形状尽量采用外表面积小的圆形或方形建筑。
1.2 建筑物维护结构的隔热保温性能
改善维护结构的隔热保温性能是建筑节能的首要任务。20世纪70年代后,很多 国家都制订了维护结构的热工设计标准,大大改善了维护结构的保温性能,降低了建筑物的耗能指标。我国“十一五”计划中明确指出:“十一五”期间单位GDP 要节能20%,而建筑节能要达到节能总量的42%。随着节能建筑的进一步推广,加之节能建筑的节能效果明显,我国的节能建筑前景广阔,但我们同时又要面对 一项新课题,那就是规模巨大的老建筑的节能改造问题,值得深入研究,可以说是任重道远。
1.3 窗户隔热与建筑遮阳
窗户的主要功能是采光,但对空调而言,夏季室内日射得热增加,引起冷负荷增 加,而冬季进入室内的阳光又能减少热负荷。但与维护结构相比,窗户的热阻要小的多,这样因传热从窗户损失的热量要大得多。因此,应对窗户采取相应措施:① 减少窗户的面积;②利用中空玻璃、反射玻璃等;③增加窗户的密封性,以尽量减少冷(热)风渗透造成的空调热(冷)负荷的增加。
另外,除了内遮阳外,建筑物的外遮阳也可起到遮挡日射的作用。实践证明,窗户的外遮阳在遮挡日射方面比建筑内遮阳更为有效。建筑物若考虑合适的外遮阳,甚至可有效减少日射热量的80%。
1.4 建筑屋顶及室内用电设备
条件许可的情况下,可设双层屋面,并改善屋顶的保温性能,采用热容量大的保温材料。另外,夏季向屋面洒水或放水,实现屋面绿化或立体绿化,以及室内尽量避免使用大功率用电设备、采用绿色节能灯具等都能达到减少空调负荷,实现节能的目的。
2 空调节能
2.1 室内设计参数的确定
由于人们个体的差异,对室内空调舒适性的要求差别较大,因此对民用空调而言, 可有一个较为宽泛的舒适区。在这个区域内,冬季取暖时,采用较低的干球温度和相对湿度值;夏季制冷时,采用较高的干球温度和相对湿度值。这样采取全年动态 的室内参数设定值,就能达到一定的节能效果。夏季把设计温度从26℃提高到28℃时,冷负荷可减少约22%;冬季把设计温度从20℃降低到18℃时,热负 荷可减少约28%。对于像我国这样的耗能大国来说,节能总量是相当可观的。
2.2 减少新风量
我们知道为了卫生要求、补充局部排风量、保持空调房间的“正压”要求等,室内 每人必须保证有一定的新风量,但新风取得过多必然增加新风的耗能量,所以在满足室内卫生条件的前提下,适当减少新风量,有显著的节能效果。特别是室内人员 变动大的建筑物可以根据人员的变化情况大幅度减少新风量,就能大幅度的减少新风负荷,达到节能的目的。有条件的可以上自控设备,通过检测CO2浓度或室内人员的变化情况,实现自动调节新风阀以调节新风量,缺点是白控设备初投资大,维护费用高,手动调节虽然没有自动调节精度高,节能效果好,但不需要另装设备,相对简单且工作量不大,也能起到明显的节能效果。
2.3 动态调整空调控制参数,防止过冷(热)
人们有这样的习惯,经常以设计最大负荷运转,使得以设计负荷时确定的水流量流 过盘管,风机在最高档运转,认为越是冷(热)才是好空调,从而造成室内的过冷(热)。这样不仅浪费能源,就是对于人体舒适度以及健康角度来说也是不适宜 的,当下人们常说的 “空调病”大多数是不懂调节,长时间停留在过冷(热)的房间内造成的。像设置室内恒温控制器、进行空凋分区、避免过热装置、采用合适的室内参数设定值等措 施都是实现节能行之有效的好办法。
2.4 尽量采用过渡季新风作为自然冷源
空调运行时,为了有效节能,一般只考虑新风能满足室内卫生要求就可以了。夏季 室外空气焓大于室内空气焓,而冬季室外空气焓小于室内空气焓,此时减少新风量就有显著的节能效果。在供冷期间室外空气焓等于或小于室内空气焓时(春、秋过 渡季),就要采用全新风运行,此时可大大减少新风负荷,改善室内空气质量。因此,我们进行空调设计时不仅要在夏、冬季节减少新风量,还要设计在过渡季便于 操作、能实现全新风运行的新风阀门。像我们在新风入口设置旁通、安装双风机就是要达到过渡季全新风运行的目的。
2.5 合理确定空调的启闭时间,在预冷(热)时停止新风
对于一些人员变化大的建筑物,空调要间歇运行,这就需要我们根据建筑物维护结 构的热工性能 (蓄冷、蓄热等)、天气情况、房间功能、人员变化情况等,确定合适的空调启闭时间,在保证舒适的情况下,降低空调能耗。同时,在空调预冷(热)时停止引入 新风,可以减少新风负荷,提高冷(热)源的运行效率。
2.6 空调系统设计节能相关问题
(1)根据建筑物的朝向、形状、维护结构热工性能、房间使用功能等情况,对空调系统进行合理分区,防止单一控制参数,以满足不同场合下的工况要求,实现节能。
(2)加大冷(热)媒水及送风温差,实现“大温差,小流量”运行,同时进一步 优化设计,减小空调水系统或风道系统的介质流速以减少系统阻力,这样就减少了泵或风机的输送动力,从而降低了运行电耗。另外,随着变频技术的进一步成熟, 采用变风量(VAV)、变水量VWV)系统也能有效降低风机或泵的运行电耗。
(3)采用热泵回收系统,回收包括建筑物排风等在内的多余能量;避开用电高峰,采用蓄冷系统(水蓄冷、冰蓄冷)。
(4)运用计算机智能控制,达到各参数的最佳控制,实现节能的长久效力。
3 建筑物节能、空调节能二者的关系
建筑节能应包括两个主要方面:①建筑物维护结构的节能,也就是改善维护结构——墙体、屋面、地面、门窗等, 尽可能的加强各处的保温隔热性能,使得从维护结构损失的热量降到最少;②系统节能,就是利用可靠手段提高向建筑物供给能量系统的效率,使得能量在供给过程 中的损失降到最少。由此可见,建筑物节能、空调节能都属建筑节能的范畴,空调节能是建筑节能的重要组成部分,其系统的运行效率直接影响到建筑节能,而建筑 物维护结构的热阻大小也关乎建筑物的耗能指标,从而影响着建筑节能。建筑物节能、空调节能二者必须同步发展才能体现建筑节能的整体效力:①建筑物节能只是 为空调节能创造了条件,空调节能的设计、运行管理等如果没有突破性进展,那么即使建筑物维护结构的保温隔热性能提高了,能耗依然不会有大幅降低,甚至会出 现节能建筑物不节能的反常现象;②空调节能是建筑物节能的必要手段,因为空调节能还要靠建筑物节能来实现建筑节能的最终目的。所以,建筑物节能、空调节能 是建筑节能中相互制约、必须同步发展的重要因素,积极推广建筑节能是实现“节约型”社会的重要条件,更具有深远的现实意义。


相关文章

关注微信