商業建築空調節能技術措施探討

才智咖 人氣:1.45W
商業建築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築的特點,以實際商業建築空調節能改造為例,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築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,商用建築(寫字樓、賓館飯店、大中型商場等)大量興建,1997年全國房屋建築竣工面積達62244萬平方米,其中住宅佔53.8%、商業建築佔25.4%[2]。目前國內興建的採用中央空調的商用建築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,這些商場的全年執行能耗平均大約是188 kwh/m2.a,而氣候條件大致相當的日本的同類建築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%。空調能耗是商業建築的能耗的主要部分,佔總能耗的50~60%。初步估計目前全國商用中央空呼叫電量為400萬~450萬kW。按重慶和上海的統計,中央空呼叫電量已分別佔全市總用電量的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佔整個建築總能耗的50%左右,對於商場和綜合大樓可能要高達60%以上,因此節約商業建築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裝置冷量和熱量的冷熱源能耗,如壓縮式製冷機耗電,吸收式製冷機耗蒸汽或燃氣,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迴圈水,風機和水泵所消耗的電能。

冷熱源的能耗由建築物所需要的供冷量和供熱量決定,建築物的空調需冷量和需熱量的影響因素有室外氣象引數(如室外空氣溫度、空氣溼度、太陽輻射強度等),室內空調設計標準,外牆門窗的傳熱特性,室內人員、照明、裝置的散熱、散溼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、空氣處理裝置和冷熱源裝置的阻力和效率等。針對上述影響因素和商業建築的特點,商業建築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資料,製冷機、供熱鍋爐、冷熱水迴圈泵以及給房間送冷、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。如果能減少建築的冷熱負荷,不僅可以減小製冷機、供熱鍋爐、冷熱水迴圈泵、空調箱、風機盤管等的型號,降低空調系統的初投資,而且這些裝置型號減小後,所需的配電功率也會減少,這會造成變配電裝置初投資減少以及上述空調裝置日常執行耗電量減少,執行費用降低。所以減少冷熱負荷是商業建築節能最根本的措施。減少冷熱負荷有以下一些具體措施:

2.1 改善建築的保溫隔熱效能

房間內冷熱量的損失通過房間的牆體、門窗等傳遞出去的。改善建築的保溫隔熱效能可以直接有效地減少建築物的冷熱負荷。改善建築的保溫隔熱效能可以從以下幾個方面著手:

確定合適的窗牆面積比例,不要盲目追求大窗戶、全玻璃幕牆。

合理設計窗戶遮陽。

充分利用保溫隔熱效能好的玻璃窗。

2.2 選擇合理的室內設計引數

商業建築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。美國供熱製冷空調工程師學會設計手冊[1](ASHRAE Handbook)的基礎篇裡,給出了人體感覺舒適的室內空氣引數區域,大約是空氣溫度13℃~23℃,空氣相對溼度20%~80%。