公共建筑暖通空調系統設計和運行研究

許平青

廈門新洋達環境科技有限公司，福建 廈門 361000

1 大型公共建筑結構中暖通空調具有的能耗特征

在我國，大型公共建筑（除軍事建筑外）屬于常規建筑系統的重要組成部分。對于常規建筑系統而言，既包含普通民用建筑，同時又包含工業建筑，大型公共建筑則歸屬于民用建筑。例如：在人們日產生活中經?？吹降膹V場和車站均屬于公共建筑。就目前而言，暖通空調系統能耗表現出的主要特征為：能耗過大、能源利用率不足、冷熱能使用模式存在缺陷、應用效果不佳等。這些不利因素的存在，會對暖通空調系統造成不利影響，能耗現象會進一步加劇。

建筑管理人員為了提升建筑內部的舒適程度，會在建筑中安裝暖通空調，以此調節室內溫度。但是為了進一步節約能源，在大型公共建筑中進行暖通空調設計時，需要針對空調的運行能耗特點展開分析，如要求空調系統兼顧事故后排風，風量需＞5 次/h 的換氣要求，在設計中可不考慮最小新風量。當前大型公共建筑結構的暖通空調初始設計溫度為28.5℃，暖通空調的空氣處理需要經表冷器冷卻后送入室內，使室內的相對濕度達到95%，從而承擔建筑內全部熱負荷，室內設定需要消除余熱量，將參數設定為t0=15.4℃。

2 公共建筑暖通空調工程案例

2.1 工程概況

某大型商場位于某市四環內，建設中的結構安全等級為1級，該商場的整體建筑面積達到40.96 萬m2，而占地面積則達到了27.463 萬m2，商場建筑高度為98.97m，層高3m，結構形式為剪力墻結構，外部設有幕墻。該商場項目結構較為復雜，對施工環境有著較高的要求，且工程工期緊、質量要求高。該大型商場采用集中空調系統，因工程項目建成投用時間距今較遠，所以其隔熱和保溫效果有所退化，并且建筑采暖系統運行會產生較高能耗，主要因為空調設備運行期間產生的能耗和設計期間選擇的負荷值過高。建筑調溫系統在運行期間，能量消耗過高，能源利用效率較差，并且暖通系統工作效率較低等問題均為待解決問題。

2.2 設計方案注意事項

大型公共建筑南通空調設計方案需要重點注意下述幾方面的內容：首先，建筑外觀、建筑周邊環境、建筑內部空間以及建筑供暖制冷需求等；其次，在滿足上述幾方面的建筑要求之后，正式開始設計空調系統運行方案，保證空調系統的各方面能力都可以達到預期標準。

而對冷負荷的計算方法則是要準確確定數據中心的相關數據，具體包括UPS 額定負載、面積、人數以及IT 負載等，需要對其內、外負載進行有效計算，即是100%IT 負載+UPS 額定負載的6%+IT 負載的8%+面積×照明負載系數（21.53W/m2）+人體散熱，對于外部負載則是對墻壁、窗體等維護傳熱進行計算，公式為數據中心面積×顯熱系數（30W/m2）+面積×潛熱系數（20W/m2），從而確定總發熱量、總顯熱量和顯熱比，最終準確統計數據中心冷負荷［1］。

針對上述情況，該建筑在空調主要使用月份的冷負荷值較高，為建筑提供足夠的冷氣需要增設大量暖通空調風口。在這樣的情況下，建筑周邊環境、采光條件、通風條件、建筑布局、建筑朝向等多方面的因素都會對暖通空調的正常運行造成影響，所以，在堅持節約能源的前提下，需要采用新型節能空調系統，在保證建筑供暖制冷需求的前提下，進一步控制能源消耗。與此同時，還需要注意建筑高度、建筑面積、建筑內部空間等方面的實際條件，提升確保暖通空調系統的運行效果。

3 暖通空調系統的設計關鍵因素

3.1 空調系統運行管理分析

在公共建筑的具體建設過程當中，暖通空調系統十分重要，其自身的輸配體系需要承擔輸送冷熱量的責任，因此，提升空調輸送系統的實際效能屬于公共建筑節能設計工作的重要方式，同時也是關鍵節點。暖通空調自身保溫能力需要由外界構造材料具有的傳熱系數決定，會對空調運行體系產生較大影響，同時還能夠提升建筑屋頂保溫能力和墻體保溫能力，可以減少建筑自身需要承擔的冷熱負荷損失的25%。在此期間，變頻技術屬于暖通空調系統升級改革的關鍵成果，既能夠提高適配系統的實際傳送能力，同時還可以在多種空調系統中得以廣泛推廣和應用。

3.2 測量管理建筑內部設施

通過對建筑內部設施的實時測量，可以有效保證空調設施的正常有效運轉，能夠大幅度提升運行功效、節約人力資源。對于已經建成的大型公共建筑而言，地方政府的有關部門需要制定相關政策對公共建筑的暖通空調系統予以科學引導，推進空調節能技術在未來階段的發展和創新。例如，該工程的熱力外網管線是幾何相關指定路由進行敷設，該條線路的總長度為156.663m，其管徑則為DN150，其中室外直埋深度可以達到120.563m，而室內的架空高度則可以達到36.1m，其供回水的方向主要為從北側供水，從南側回水，而熱水溫度則維持在90～150℃之間，其壓力值可以達到1.6mPa，安裝溫度可以達到10℃。管道屬于公用管道，等級為-GB2 級，管材在具體使用時需要符合GB/T8163-2008 標準，對無縫鋼管進行應用［2］。在線路設置上可以采取波紋管補償和自然補償這兩中方式，以此來充分確保建筑暖通空調系統能夠與建筑節能建設標準的相關要求相符合。

4 大型公共建筑暖通空調系統設計和運行的有效對策

4.1 調節系統完善對策

想要確?？照{系統的安全穩定運行，需要加強對邊水量的控制。上述工程每年用水高峰基本集中在8 月份和9 月份，其中能耗最大的月份為8 月，結合地域的主要特點，該月份在夏季，因此天氣比較炎熱，對空調系統的需求量相對較大，由于是公共建筑，因此相關公共用水可不進行考慮，因此用水量較大的原因主要在于空調系統。根據用戶實際需求，提升變頻水泵自身調節功能，讓變頻水泵能夠有效承載系統運行產生的負荷變化，對空調系統相關設備的運行時間進行合理調節，從而保障設備的節能運行，同時還需要對變頻水泵的節能特點進行合理運用，從而使衛生間用水狀態得到調整，采取人為方式對各閥門的開啟度進行控制，主要控制在5%～10%這一范圍內。與此同時，預防水力失調的最佳方式是關注空調系統調試，根據設計概念，調節系統流量，保證系統運行的良好狀態，從根本上解決空調系統水力失調問題。

4.2 重視運行檢測和運行調試

正式安裝空調系統的前期、中期和后期均需要安排專門技術人員監督并管理安裝工作，保證暖通空調系統可以順利完成安裝作業，例如，針對該工程當中的兩臺空調，其總冷量單臺可以達到29.2kW 以上，電加熱則可以達到6kW，加濕量為4.5kg/h，靜壓達到150Pa。結合相關要求進行分析，空調系統需要能夠對室內濕度進行調整，而且還需要具有漏水報警以及除濕等相關功能，將其溫度設定在17～32℃時，其溫度的控制精確度為±1℃。而當相對濕度設定在40%～70%這一范圍內時，其控制精度可以達到±5%RH。在此期間，工作人員需要全方面掌控設備運行狀態，并將試行數據記錄存檔，然后簽署驗收合同。

4.3 加強空調系統運行管理

公共建筑中的暖通空調系統由多種不同的設備機組構成，在其管理建筑設施期間，還需要不斷完善機組設備管理機制，定期檢查各個不同功能的設備運行情況。在遇到運行問題時，需要在第一時間找到專業技術人員處理問題，為設備穩定、正常運行狀態提供可靠保障?？茖W技術的不斷發展，對暖通空調產生了帶動作用，時下公共建筑內的暖通空調已經能夠做到自動化運行控制，并且可以通過軟件技術監控并控制暖通空調系統運行，在一定程度上提升了空調系統參數的精準度。

5 結語

綜上所述，伴隨著人們生活水平的顯著提高，在大型公共建筑使用功能方面也提出了更高的要求，在公共建筑結構當中，暖通空調系統是一項關鍵組成部分，受到了越來越多的關注。在專業人員設計暖通空調系統期間，需要充分考慮到公共建筑的各項使用功能，如該工程將采取措施前后的暖通空調系統運行數據進行比對后，證明節能效果明顯，各類資源綜合降低約16%。