中建八局第四建设有限公司 安徽合肥 266000
摘要：从90年代以来，随着我国经济水平的发展，房建产业一路飙升，成为我国经济发展的支柱性产业之一，然后发展的背后是能耗水平的不断升高，从建筑材料制造、建筑施工，一直到建筑使用的全过程能耗到建筑的运行能耗，就是人们日常用能，如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗，这是建筑能耗中的主导部分。随着经济收入的增长和生活质量的提高，建筑消费的重点将从“硬件（装修和耐用的消费品）”消费转向“软件（功能和环境品质）”消费，因此保障室内空气品质所需的能耗（空调、通风、采暖、热水供应）将会迅速上升，空调能耗又占有主要比例，约为2/3左右，我国空调能耗占有总能耗的22%左右。本人主要介绍建筑的”软件”能耗节能。
关键词：建筑节能；空调；变频；热回收；围护结构保温
1.绪论
1.1我国建筑能耗约占社会总能耗的33%
我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪七十年代末的10%，上升到27.45%，逐渐接近三成。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。以此推断，国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比例最终还将上升至35%左右。如此大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。
1.2高耗能建筑比例大，加剧能源危机
直到2002年末，我国节能建筑面积只有2.3亿平方米。我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑，总量庞大，潜伏巨大能源危机。正如住建部有关负责人指出，仅到2000年末，我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿吨标准煤，占全社会终端能耗总量的27.6%，而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%。因高耗能建筑比例大，单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元，多排二氧化碳52万吨。如此状况继续发展，到2020年，我国建筑耗能将达到1089亿吨标准；到2020年，空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力，这将会是一个十分惊人的数量。
1.3我国建筑节能状况落后，亟待改善
在70年代能源危机后，发达国家开始致力于研究与推行建筑节能技术，而我国却忽视了这一方面的问题。时至今日，我国建筑节能水平远远落后于发达国家。举例说明，国内绝大多数采暖地区围护结构的热功能都比气候相近的发达国家差许多。外墙的传热系数是其3.5至4.5倍，外窗为2至3倍，屋面为3至6倍，门窗（门窗装修效果图）的空气渗透为3至6倍。欧洲国家住宅的实际年采暖能耗已普遍达到每平方米6升油，大约相当于每平方米8.57公斤标准煤，而在我国，达到节能50%的建筑，它的采暖耗能每平方米也要达到12.5公斤，约为欧洲国家的1.5倍。例如与北京气候条件大体上接近的德国，1984年以前建筑采暖能耗标准和北京目前水平差不多，每平方米每年消耗24.6至30.8公斤标准煤，但到了2001年，德国的这一数字却降低至每平方米3.7至8.6公斤标准煤，其建筑能耗降低至原有的1/3左右，而北京却一直是22.45。
1.4能源利用率低，能源浪费巨大
我国建筑用能浪费极其严重，而且建筑能耗增长的速度远远超过中国能源生产可能增长的速度，如果听任这种高耗能建筑持续发展下去，国家的能源生产势必难以长期支撑此种浪费型需求，从而不得不被迫组织大规模的旧房节能改造，这将要耗费更多的人力物力。在建筑中积极提高能源使用效率，就能够大大缓解国家能源紧缺状况，促进中国国民经济建设的发展。因此，建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。
2.围护结构的保温
2.1建筑物的传热机理
在任何情况下，当两种介质存在温差时，就会发生热传递，主要包括热传导，对流传热，热辐射。热传导主要有三个步骤，即吸热，传热，放热。吸热是指建筑物的围护结构从温度相对较高的室内吸收热量的过程，传热是指热量在建筑围护结构内部由温度相对较高的一侧向温度相对较低的一侧传递的过程，放热是指建筑围护结构的外表面向温度相对较低的室外空间释放热量的过程。
2.2围护结构保温技术
围护结构保温技术的主体和重点是外层的保温材料。围护结构保温技术是将保温隔热装置安装在外墙体的外侧，以达到保温效果。从结构上来说，由于外墙体外的保温材料能够起到保温隔热的实际保护效果，对外墙的使用寿命也有明显的提升，利于建筑物的耐用性。常用的围护结构保温材料包括聚苯板薄膜灰外保温层、水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板、无网聚苯板外保温外饰面粘贴面砖等。以聚苯板薄膜灰外保温层为例，聚苯板薄膜灰外保温层的设计是先将薄膜保温板固定在墙面砂浆上，再将保温板上的抹面砂浆用增强网固定在抹面砂浆中。总的来说就是加强建筑物的保温措施，尽可能地减小建筑物与外界的传播途径，做好建筑物的外围护、屋面、门窗等结构的保温措施。加强建筑物的保温不但可以给人们提供一个舒适的生活环境，而且有助于建筑的节能。
3.中央空调节能措施
3.1变频节能技术
在传统设计中，中央空调的制冷/制热机组，冷冻水系统水泵、冷却水系统水泵、冷却塔风机的容量基本上都是按照建筑物的最大制冷、制热负荷的需求来选定的，且留有安全系数来保障，不论季节，昼夜和用户负荷的如何变化，各电机都长期固定在额定工作状态下全速运行，虽然可以满足最大的用户负荷，但不具备岁用户负荷状态调节系统功率的特性，而在大多数时间里，用户负荷是低于最大负荷的，这样就造成很大的能源浪费，因此采用变频调速技术节约低负荷运行时主机系统和水泵、风机系统的电能消耗具有很重要的经济和社会效益。变频空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率，变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比（比常规的空调节能至少30%）。它的基本结构和制冷原理和普通空调完全相同。变频空调的主机是自动进行无级变速的，它可以根据房间情况自动提供所需的冷（热）量；当室内温度达到期望值后，空调主机则以能够准确保持这一温度的恒定速度运转，实现“不停机运转”，从而保证环境温度的稳定。
常规的温度控制是通过启停空调主机和水泵、风机的电机来实现的，这不仅降低了系统的使用寿命而且在启动过程中电流会是平稳运行时的5倍左右，造成了一定的浪费，因此运用变频技术不仅可以实现节能还能比较精准地控制室内环境。
3.2水蓄冷技术
利用电网的峰谷电价差，夜间采用冷水机组在水池内蓄冷，在白天电力高峰时段再将所储存的冷量释放到空调系统中去的技术。从宏观上来讲，水蓄冷技术可起到“削峰填谷”的作用，缓解用电紧张，提高能源利用效率；从空调用户的角度来讲，又可以充分利用不同用电时段的电价差，每年能为用户节省大量的中央空调年运行费用。
3.3空调系统热回收节能
简单地说，热回收空调是把制冷循环中制冷工质冷凝放热过程放出的热量利用起来制备热水。“制冷”并不仅仅是一个简单的降温过程，与自然冷却相比，“制冷”的过程实际上是通过消耗一定的外界能量（如电能、热能、太阳能等），把热量从“低温热源”转移到“高温热源”的过程。因此，我们通过“制冷”把载冷剂的温度降低的同时，加上外功转化的热量，必然会产生比冷量更大的热量。目前绝大部分的空调设计，这部分热量不但没有利用，还要消耗水泵及风机动力，把热量通过冷凝器由冷却介质（水、空气等）带走。我们如果能够把这部分热量利用起来，则可以实现单向能耗，双向输出，大大提高制冷机组的能源利用率，还可以节约冷却系统的能耗，
原理图如下：
依上图所示，冷水水源直接进入热水器套管入水口，通过逆流循环吸收经过压缩后的高温高压的制冷剂释放出来的热量，不但可以提高冷凝系统的效率又达到加热冷水的目的。加热后的热水（55℃~60℃）直接进贮保温水箱，以备各项生活热水之用。整个空调系统是以电能来驱动工作，而非电能来制热。就节能方面同比之下，电资源虽丰富，但用电直接制热的方式不但耗电量大，运行成本高，而且电热管容易损坏；对于常规用燃油锅炉加热的方式，由于燃油的价格高，产生的效能并不高。因此，该热回收空调技术在节能方面的效果是相当显著的，而且该系统在夏季制冷时所产生的热水是完全免费的。热回收空调的特点：
1、就空调系统而言，简约，可靠，无需增加其他电控系统，自动化程度高，运行稳定，无安全隐患。
2、热水系统出水温度恒定（不会有过冷、过热现象发生），能同时实现多点供水，可满足不同需要的生活热水需求
3、安装容易简便，不受场所限制，安全，使用寿命长。
4、节能环保，运行费用省，经济效益高。
4．结论
综上所述，我国的环保节能技术正在暖通空调领域中加大应用的范围和力度，但是从本质上来说，暖通空调自身耗能便是属于较大的，因此，还应当从空调自身的运行、设计等多个方面来进行全面深入的考虑，以此来使得空调系统自身的节能水平能够获得相应的提升。无论是从现代环境保护还是从资源资源节省的角度来进行考虑，都必须要采取合理的节能措施，以此来减少系统运行的耗能和实际费用。只要整个暖通行业能够针对节能环保问题来进行努力，就必然能够使得暖通空调实现这一目标。
参考文献
[1]陆亚俊.暖通空调[M].第二版.北京：中国建筑工业工业出版社，2007
[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].第二版.北京：中国建筑工业工业出版社，2007
[3]张承维.变频调速技术用于中央空调系统节能.2008
论文作者:包海刚, 朱岩,唐辉
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/26
标签：建筑论文; 空调论文; 节能论文; 热量论文; 结构论文; 我国论文; 能源论文; 《建筑科技》2017年9期论文;