有关采暖及空调系统节能的探讨

1、采暖及空调能耗的组成

采暖及空调能耗是建筑能耗中的大户。一些发达国家的采暖及空调能耗约占建筑能耗的60%～70%，目前我国这一比例约为55%。随着我国国民经济及人民生活水平的不断提高，这一比例将有所增加。以建筑能耗占总能耗的35%计算，采暖及空调能耗占总能耗的比例可高达23%左右。依照终端节能理论，建筑节能的工作重点应该是采暖及空调的节能。采暖及空调的能耗大小主要取决于空调冷热负荷的确定及系统的合理配置，而产生空调冷热负荷的主要原因有：夏天室外空气的热量和太阳辐射热量从室外通过围护结构（墙、门、窗、屋顶、地板等）传入室内，从而形成冷负荷。冬天由于室内外存在较大的温差，室内的热量通过围护结构传到室外，从而形成热负荷。所以采暖及空调的节能工作应从这里着手：合理选择建筑物的位置、朝向、采暖及空调房间的室内外计算干（湿）球温度，正确选择围护结构的形状和材料，以尽可能地减少采暖及空调的能耗。

2、建筑室外环境对采暖及空调节能的影响

室外环境主要包括室外空气的温湿度，太阳辐射及建筑物本身的朝向和周围绿化等。一个良好的室外环境对改善室内空气品质，减少采暖及空调负荷，提高采暖及空调节能效率将起到十分积极的作用。

2.1太阳辐射对采暖及空调负荷的影响

在冬季，太阳辐射对建筑节能是一个有利的因素。当太阳能照射在房顶和外墙外表面上时，除部分被反射外，其余被建筑物表面吸收存贮，因而形成了由外表面至内表面的热流。而通过玻璃的太阳辐射热除少部分被反射外，大部分直接进入室内，在室内被多次反射后全部被室内物体所吸收。这样提高了室内空气的温度，减少了采暖用能。在夏季，太阳辐射会对建筑节能产生负面影响，它增加了室内空调的能耗，特别是通过建筑物玻璃窗的太阳辐射热对空调能耗影响很大。

2.2规划设计对采暖及空调负荷的影响

规划设计是建筑节能设计的一个重要方面，主要是对建筑物的气密性、体型、朝向、间距、采暖及空调系统的设备和管网及建筑物的周边绿化等进行全方位的优化设计，从而形成一个良好的人居环境和有利于节能的微气候环境。研究表明绿化良好的小区，不但有防风、隔声、阻尘和美化周边环境的作用，同时也能相应降低小区建筑的采暖及空调负荷。

3、建筑室内环境对采暖及空调节能的影响

室内环境主要包括室内空气的温度、湿度、流动速度、清洁度、新鲜度及人体与周围环境间的热辐射换热等。采暖及空调的目的是为人们提供良好、舒适的生产和生活环境，而房屋的建筑热工设计是合理利用房屋围护结构的热特性来削弱和消除室外气候变化对室内环境的影响，从而使室内保持舒适的微气候。

3.1室内空气温度对采暖及空调负荷的影响

当室外空气计算温湿度为定值时，如夏季空调室内计算温度和湿度定得越低，则房间的计算冷负荷就越大，系统的能耗也相应增大。同样，冬季采暖室内计算温度定得越高，则房间的热负荷和能耗也越大。

3.2室内新风量对采暖及空调负荷的影响

采暖及空调房间的室内新风量大小将直接影响到房间冷热负荷的大小，新风量越大采暖及空调负荷越大。目前国内采暖及空调设计规范的新风量大小主要取决于室内CO2气体的浓度，虽然CO2气体本身无毒，但室内CO2浓度的增加，势必造成室内氧气浓度的下降，从而影响人的健康。所以在保证人体健康和满足卫生要求的情况下，采暖及空调系统的新风比一般冬季不小于总风量的10％，夏季不小于总风量的20％，春秋季节采暖及空调房间的新风百分比将随室外空气温度的升高而增大。

4、围护结构对采暖及空调节能的影响

在采暖建筑中，通过围护结构的传热热损失约占全部热损失的70％左右。近年来，一些开发商为了追求建筑外型的新颖美观，过多地使用那些保温性能较差的玻璃幕墙和玻璃屋顶等建材，使围护结构的热损失比例进一步加大，所以改善和提高围护结构的热工性能对减少采暖及空调负荷具有十分重要的意义。

4.1墙体

在墙体厚度一定的情况下，改善和提高墙体的保温性能主要有两个办法：一是改善砌体的保温性能，如采用混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等类型的砌体材料，使之既具有承重又具有保温的功能；二是对墙体采取外保温、内保温和中间保温等措施，即在墙体的外侧、内侧或中间加设保温层。外保温复合墙体是近几年刚刚兴起的一种保温节能技术，它是在结构外墙的外侧粘贴或吊挂某种保温材料，使其达到设计热阻要求。

4.2门窗

在建筑的外围护结构中，门窗的隔热保温性能较差，通过门窗的热传导和冷风渗透两项能耗约占建筑总能耗的一半左右，所以改善门窗的热工性能是采暖及空调节能工作的一个重点。为此，在严格控制好窗墙面积比、减少玻璃面的日照面积率的同时，还要求其必须抗风强度高、传热系数小、气密性和水密性好。目前建筑所采用的门窗类型主要有木门窗、塑钢门窗、单框双玻璃窗等。同时一些新型复合保温材料的门窗也已开始使用，如铝塑、钢塑复合材料隔热门窗，中空玻璃窗等。

4.3屋顶

顶层住房冬冷夏热，所以提高屋顶的保温性能是建筑节能及改善顶层居民居住条件的重要环节，改善和提高屋顶的热工性能主要是加强屋顶的保温。目前屋顶保温所使用的保温材料主要有增水性膨胀珍珠岩、聚苯板、玻璃棉等，有的用架空混凝土薄板，下边再铺设膨胀珍珠岩，从而使屋顶的保温性能更好。

5、结语

建筑环境是影响采暖及空调节能的一个主要因素，所以应制定相应的政策法规，加强建筑、暖通等各专业间的协作。充分利用有利的建筑环境，依靠国内外先进的科学技术，不断研究开发新能源、新材料、新设备，加强各种设备的运行管理，是未来采暖及空调节能的一个发展方向。