高校建筑节能中暖通空调节能系统现状和技术措施

引言

随着国民经济的发展，我国乃至全世界面临着严重的能源危机和环境问题，城市化进程的快速推进与人民生活水平的日益提高使我国的建筑能耗快速增加，其在总能耗中的比例也不断提高。建筑能耗包括建筑物通风、照明、采暖、热水供应、空调等方面的能耗，其中暖通空调系统的能耗在建筑总能耗中占据了三分之一以上，并且处于逐渐上升的趋势。节能减排是我国的重要战略部署，是促进国民经济发展的重要手段，有助于我国国民经济的科学化、可持续化发展。高校作为包括教学、生活以及科研的大型综合体，是主要的能源消耗单位，也是我国节能减排工作的重要组成部分，目前我国各高校积极响应国家关于建设节约型校园的战略方针，已在全国范围内大力开展高校建筑节能工作，文章针对我国高校建筑节能中暖通空调节能系统的现状及技术措施，作如下论述。

1建筑节能中暖通空调节能系统的特点

为了提高建筑内部环境的质量，现代建筑一般利用暖通空调来满足这一需求，而在这一过程中必然会消耗一定的能量。暖通空调系统所产生的能耗主要包括建筑物受环境因素等影响而产生的各种能耗，其中有冷热负荷导致的能耗，也有新风负荷的能耗，还有水泵等输送设备的能耗。对能耗造成影响的因素主要包括室内设计标准和室内人员状况、室外气候条件以及围护结构、新风系统状况等，因此建筑节能中暖通空调系统所产生的能耗具有以下特点：暖通空调系统自身设计的水平、选型情况、运行管理水平对能量使用效率有极大的影响；维持建筑物内部空气环境质量所需的能量具有季节性特征，并且品位较低，可以结合实际情况利用太阳能、废热或是地热能等天然能源来降低能耗，提高能源利用效益；暖通空调系统通常使用交换形式对冷热量进行处理，因此可以通过冷热量回收来提高能源利用效益，有效降低系统能耗。

2我国高校建筑节能的现状

国家发改委明确提出，在“十二五”期间，我国要加大建筑节能的节能改造力度，将建筑节能作为推进节能减排工作进程的重要助力。目前，我国建筑能耗在总能耗中的比例已经达到30%，并且还以1%的年增长速度在快速增加，由此可见我国的建筑节能具有极大的空间，是我国未来一段时间节能减排工作的关键环节。

近年来，我国高校的办学规模快速扩大，校园建筑面积得到了快速的增加，因此高校建筑节能已经成为我国建筑节能的重要组成部分，对该领域的关注日益增多。为配合高校建筑节能工作，国家发改委与节能中心联合推动了高校节能联盟的成立，该联盟主要负责节约型校园建设和绿色大学建设相关的各项工作，对我国高校建筑节能工作的顺利开展起到了积极的推动作用。

清华大学针对建筑节能的调查研究结果表明，随着我国城市化进程的快速推进和市场经济的蓬勃发展，近年来我国的建筑能耗不仅呈现出增长态势，而且其增长速度不断加快，从1996年到2008年，我国的建筑商品消耗（其中不包括生物质能）已经从2.6亿吨标准煤快速增长到6.6亿吨标准煤，在12年间增加到原来的2.5倍，早在2008年我国的建筑能耗在社会总能耗中的比例便已达到23%左右，电力能耗在社会总电耗中的比例达到21%左右。九三学社在“两会”上提交的关于建筑节能的提案指出，我国的建筑面积已经超过400亿平方米，并以每年18亿平方米的速度在快速增加，其中95%以上的建筑属于高耗能建筑，在室内舒适度、气候条件一致的条件下我国单位建筑面积产生的能耗是发达国家的3倍左右，我国已建成的绿色建筑在总建筑面积中的比例不到0.05%。另外，相关研究预测，我国建筑能耗在社会总能耗中的比例将在未来一段时期提高到35%以上，建筑节能工作面临着巨大的挑战。

目前，我国高校数量已经接近三千所，作为集教学、生活等于一身的综合性单位，高校已经成为我国的能耗大户，因此，高校建筑节能势在必行，建设节约型校园已经成为我国高校发展的重要工作。高校建筑节能不仅能够为教学、科研、生活创造良好的环境，还能够促进环境资源的可持续开发和利用。

在高校总能耗中，建筑能耗所占据的比例高达80%以上，因此建筑节能是高校节能的重点。随着国家一系列激励政策的出台和顺利落实，全国各高校已经充分认识到开展建筑节能工作的重要性，“低碳校园”已成为“和谐校园”建设的重要环节，大学生们也积极投入到节能减排工作之中，成为高校节能工作的生力军，然而由于我国高校节能工作开展的时间短，目前所取得的成效还难以凸显出来，需要各高校做好长期进行攻坚战的战斗准备。

在高校建筑节能工作中，各高校应将绿色理念融合到教育教学和科研过程中，建立节约型校园建设的长效管理机制，对校园进行科学、合理、长期的规划，明确提出建筑节能的具体目标，重视生态环境保护，有效提高能源利用效益，实现“零排放”。

教育部等部门在2008年便出台了节约型校园建设的管理与技术导则等相关意见，在2009年又编制了高校建筑节能监管、能耗统计审计等规范，2010年建立的高校节能联盟为高校建筑节能工作创造了更为有利的条件。高校节能联盟要求每个参与高校必须建设一定数量的节能工程，通过节能示范高校建设和组织节能环保相关的学生团体以及培养节能管理人员来推动节约型校园建设各项工作的顺利开展。

由于高校建筑节能开展时间尚短，并且高校建筑分布较广，目前所取得的建筑节能效果还不够明显，许多高校的高能耗建筑比例仍然较高。因此高校必须进一步加强建筑节能工作力度，积极采取各种有效措施不断推进建筑节能工作，使高校建筑节能成为我国建筑节能的突破口和示范点，以促进我国建筑节能工作的顺利开展。

3高校建筑节能中暖通空调节能系统的情况

暖通空调能耗是高校建筑能耗的重头戏，随着全球性能源供应的紧张和高校教学、生活对室内空气环境要求的不断提高，高校需要在保持室内舒适度的基础上尽量降低暖通空调能耗，以促进高校建筑节能工作的顺利开展，进而促进我国建筑节能工作的发展。暖通空调能耗的组成主要包括空调冷热源、输送系统和机组设备三部分，其中冷热源部分能耗在总能耗中的比例最大，达到50%左右。除此之外，暖通空调自控系统也是影响暖通空调节能的重要因素。由于我国幅员辽阔，各个地区的气候条件具有十分大的差异，大体可以分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖、温和地区，北方供暖地区的高校暖通空调节能对于提高高校建筑节能水平具有尤为重要的作用。目前，采暖地区高校的新建建筑还没能达到建筑节能目标，而原有建筑要达到建筑节能目标还需要对围护结构进行改造以提高其保温能力，另外还需要对采暖官网进行改造，加强室外采暖管网的保温水平，提高管网热输送效率，实现可有效调控、可准确计量。目前，北方采暖地区的暖通空调节能形势不容乐观，而南方夏热冬暖地区也需要加强空调节能的研究，高校建筑节能中暖通空调节能的任务十分艰巨，而潜力也很大。

当前，高校暖通空调节能系统面临的问题大体可以归纳为以下几点：第一，在设计方面，高校暖通空调系统的设计过程中节能系统往往得不到设计部门和人员的重视，由于工程设计周期一般都比较短，系统设计收益与系统节能效益不挂钩，或是受技术性问题影响，不少设计单位没能足够重视设计质量，导致暖通空调节能系统不仅投资大，而且能耗高，不仅达不到国际标准，甚至达不到国家标准，有的暖通空调能耗达到建筑能耗的60%以上。另外，受设计人员自身专业水平影响，有些设计人员没有经过专业、系统的培训，设计水平较低，经常使用惯用方案而不能根据实际问题对系统设计进行调整和优化，给系统的正常运行和日常管理带来隐患。第二，在节能设计方案方面，近年来社会对节能环保的关注度不断提高，相关的研究也逐渐增多，许多新技术、材料相继面世，各种技术方案层出不穷，这些技术方案各具特点，设计人员在选择设计方案时受自身角度影响而产生不同的评价结果，许多设计人员无法科学、客观的评价、比较各种设计方案，面对众多的设计方案往往是无所适从而不能找到最佳的节能方案。第三，在系统运行管理方面，高校暖通空调系统的操作人员通常没有经过相关的培训，不少人员缺乏必要的基

本理论知识，更不懂得如何针对室外环境的变化来调节暖通空调系统，有的高校的暖通空调系统只有开关机和夏冬季转换等几项操作，完全达不到理想的节能效果。

4加强高校建筑节能中暖通空调系统节能的技术措施

加强高校建筑节能中暖通空调系统节能需要先明确规定节能目标，再设计满足该节能目标的节能系统方案，经过多方案比较后对方案进行优化，在满足室内舒适度要求的基础上进一步提高节能效果。

4.1暖通空调节能系统设计的要求

首先，暖通空调节能系统需要与环境相适应，即暖通空调节能系统需要满足室内舒适度的实际需要，能够使暖通空调节能系统与室内环境相协调，实现物尽其用、持续发展的目标；其次，暖通空调节能系统需要与经济条件相协调，即暖通空调系统需要注重经济性，符合高校经济条件，兼顾节能性与经济性；再次，暖通空调节能系统需要与建筑结构相协调，即暖通空调节能系统需要考虑建筑结构体系对暖通空调节能的影响；最后，暖通空调节能系统需要与功能要求相协调，即暖通空调节能系统需要具备长久的生命力，能够适应功能发展的需要。

4.2加强高校建筑节能中暖通空调系统节能的技术措施

第一，围护结构方面，需要根据实际需要选择传热系数小的材料和有效的绝热措施。要提高室内舒适度，保证室内环境冬暖夏凉，需要延缓暖通空调系统与外部的热量传递，即提高围护结构的保温能力。在外墙方面，由于外墙面积大，必须采用加气混凝土、粉煤灰等传热系数小的砌体材料，结合实际情况进行废物利用，并选择外贴保温材料来进一步提高保温性能；在门窗方面，由于高校建筑的门窗需要保证采光和通风而面积较大，由此导致大量的热损失，因此应在保证光学等性能的同时提高门窗材料的隔热性能，并提高其密闭性能，以镀膜玻璃或是多层玻璃等方式使门窗构造具备更好的保温效果。第二，暖通空调节能系统设计方面，需要提高设计质量，保证暖通空调的节能效果。在冷负荷确定方面，冷热负荷是选择制冷机、循环泵、空调箱等的依据，因此降低冷热负荷能够直接减小设备规格型号，控制初投资和运行能耗；在冷热水机组方面，需要针对全年负荷情况搭配使用冷热水机组，避免台数过少或过多，以免由于台数少单台负荷过大导致的喘振现象和台数多能耗高、易发生故障的问题，并避免统一采用容量相同的机组以提高负荷适应性；在水输送系统方面，我国高校还有不少老式中央空调系统是开式冷却水系统，需要额外消耗克服水位高差的能量，应将其改造为闭式冷却水系统，另外还需要结合实际情况进一步探讨泵节能问题，在设计、设备和日常运行中采取有效的改进措施以降低泵的能耗；在风系统方面，需要选择耗功率合理的FC，不能仅仅关注于冷热量指标而片面选择高能耗的FC，同时应根据建筑用途、负荷等情况选择合适的系统形式，例如教学楼等要求安静的建筑不应选择易有噪声的变风量系统，另外在西北、北方等地区采用冷却塔供冷技术能够取得较好的节能效果，在适当季节还可以依靠大气冷源利用板式换热器制冷。第三，采用冷热回收利用技术来提高能源利用效益。在冷热回收利用方面，高校可以适当采用全热回收器来回收利用系统排风能量，夏季还可以回收利用冷凝热用于卫生热水供应。我国东南地区属于冬暖夏热的较潮湿地区，回收利用冷凝水所产生的节能潜力很大，例如将冷凝水回淋到散热片能够加强热交换，降低压缩机负荷，从而达到节能目的。第四，推广使用节能的空调系统。目前，为满足暖通空调节能要求，关于使用可再生或低品位能源的研究不断增多，地源热泵空调系统等节能空调系统的研究得到了较快的发展，利用太阳能供热或制冷技术也取得了一系列进展，高校需要积极开发新能源，推广使用新的节能技术和节能空调系统，利用地源热泵系统、太阳能—水源热泵系统、太阳能—空气能热泵系统等充分利用自然能来满足节能环保需要，以进一步推进高校建筑节能工作。第五，科学使用暖通空调系统。科学使用是节能的重要保障，高校管理人员需要重视空调操作人员的专业水平，确保其经过系统培训达到考核要求并有较强的责任感。同时应制定能耗计划，对教学、运动、办公、科研、生活等场所制定相应的能耗指标，并制定空调使用制度，培养学生、教职员工的节能意识和节约习惯。使用空调时，应适当设定温度，例如制冷时温度提高1℃节能将近10%；经常清洗过滤网，以免网孔阻塞影响热交换；制冷时应将导风板水平设置，以提高室内温度的均匀度；不需要使用空调时，应提前十分钟关掉空调；使用空调时，避免开门窗，制冷时还应拉上窗帘以阻挡热辐射。

5总结

综上所述，节能对于我国经济发展和现代化建设具有重大的意义，在全球性能源危机和环境问题日益严重的外部环境下，在我国电力供应紧张的内部环境下，高校应深刻认识到建筑节能的重要性，在空调设计、使用等过程中重视节能效果，通过科学设计、合理使用来节约能源、回收利用能源、利用自然能源。为保证暖通空调节能的实效性，相关负责人必须尊重自然环境，注重以先进的科学技术促进暖通空调系统经济效益与社会效益的统一，将节能意识贯穿于暖通空调系统设计、安装、使用等各个环节，使高校建筑节能工作步入新的台阶。