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　　我國是一個經(jīng)濟快速增長、人口占世界20%的大國,也是能源相對匱乏的大國,目前已成為世界上第三大能源生產(chǎn)國和第二大能源消費國。目前我國每年建成房屋面積已超過所有發(fā)達國家一年建成建筑面積的總和。隨著能源資源日趨嚴(yán)峻,人們普遍認識到節(jié)約能源的重要性。 “低碳、環(huán)保、綠色”成為當(dāng)今時代的一個趨勢。在能源消耗中,建筑耗能大約占總能源消耗的28%,而且每年還在以1%的速度增長,建筑節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)今最大的節(jié)能項目。做好了建筑節(jié)能,也就抓住了節(jié)能工作的關(guān)鍵,為此,越來越多的節(jié)能建筑出現(xiàn)在我們周圍。

　　節(jié)能建筑是一個目標(biāo),一個發(fā)展方向,其具體的概念是在建筑全生命周期中平衡建筑環(huán)境的性能及人們對資源的消耗,對環(huán)境的影響。在該前提下創(chuàng)建的建筑空間能夠使人們可高效、健康地工作和生活。其主要表現(xiàn)在建筑的“節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、運行管理”等幾個方面,而其中的節(jié)能又尤為重要。建筑能耗中,空調(diào)系統(tǒng)能耗占整個建筑能耗的30%~40%。為此,做好空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能,就抓住了整個建筑節(jié)能的核心。在綠色建筑中，空調(diào)系統(tǒng)不單純是一個空調(diào)專業(yè)的工作,它需要和建筑、結(jié)構(gòu)等各專業(yè)結(jié)合,使空調(diào)系統(tǒng)舒適、節(jié)能、高效地運行。我們以北京某辦公建筑為例,淺述在節(jié)能建筑中空調(diào)系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。

　　1 大樓簡介

　　大樓建筑面積約3萬m2,建筑總層數(shù)為們層(地上9層， 地下2層),高度為36m,綠化率為27%。從功能布局來看，一層為大堂 、服務(wù)區(qū)和咖啡廳,二層為會議區(qū),三層及其以上主要為辦公使用,職工餐廳設(shè)置在地下一層。建筑設(shè)計由意大利知名設(shè)計所主持,設(shè)計師避免了“標(biāo)新立異”和“形象工程”,在充分考慮了能源分析師的意見后,著重細節(jié)雕刻，整體造型穩(wěn)重又不失活潑。最終體型系數(shù)為0.13,綜臺窗墻比為0.33。通過采取以上措施,盡可能減少建筑與室外的熱交換（詞條“熱交換”由行業(yè)大百科提供）,降低熱損失。

　　2大樓空調(diào)系統(tǒng)介紹

　　本大樓的空調(diào)系統(tǒng)采用溫濕度獨立處理和控制的設(shè)計理念,從而實現(xiàn)熱環(huán)境、濕環(huán)境和空氣品質(zhì)3個環(huán)節(jié)的最優(yōu)化處理。辦公區(qū)域,采用主動式冷梁(Active Cooling Beam)末端設(shè)備（詞條“設(shè)備”由行業(yè)大百科提供）帶走顯熱負荷,由新風(fēng)系統(tǒng)除去濕負荷,空氣品質(zhì)也得到了有力的保障。部分非辦公區(qū)域采用風(fēng)機盤管末端。在二層會議區(qū)采用VAV系統(tǒng),這樣可以滿足會議區(qū)溫濕度負荷變化大、新風(fēng)量大的要求。同時,在物業(yè)用房、中控室、網(wǎng)絡(luò)室等要求連續(xù)工作的場所,采用VRV空調(diào)系統(tǒng),避免“因為一個房間整座大樓空調(diào)都需開啟”的不節(jié)能運行概率的出現(xiàn)。

　　主動式冷梁空調(diào)系統(tǒng)需要提供兩種不同溫度的冷水:7℃ 冷水和16℃ 冷水。由于目前市場上沒有成熟的雙溫冷水機組,因此常規(guī)做法是利用常規(guī)冷機制取7℃ 冷水,通過板式換熱獲得16℃ 冷水。這種方式一方面造成換熱損失,另一方面也沒有發(fā)揮高溫冷水的優(yōu)勢。因此,在大樓的冷源選型中,選擇了一臺常規(guī)高效冷機制取7℃ 低溫冷水(COP=7),一臺雙工況螺桿冷機制取16℃ 高溫冷水(COP=7.4)滿足不同末端的需求。大樓空調(diào)系統(tǒng)圖如圖1所示：

　　3 冷梁系統(tǒng)的特點

　　大樓空調(diào)系統(tǒng)中,使用了主動式冷梁系統(tǒng)(該系統(tǒng)在國內(nèi)使用不多)。其基本原理為:由空調(diào)箱處理的室外新風(fēng)被送入冷梁后,經(jīng)噴嘴高速噴射在箱體內(nèi)部形成局部負壓,誘導(dǎo)室內(nèi)空氣(二次風(fēng))從多孔板風(fēng)口面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）進入冷梁,再經(jīng)過熱交換器的冷卻后,與一次風(fēng)混合并從兩側(cè)送風(fēng)口貼附送入室內(nèi)。冷梁技術(shù)利用輻射換熱使冷凍水溫度提高到16℃ 以上,從而達到提高冷凍水溫度(較傳統(tǒng)供水7℃ ),增大冷水機組能效比,達到節(jié)能的效果。

　　冷梁系統(tǒng)在運行過程中取消了風(fēng)機，從而降低運行噪聲,將廣大用戶從煩躁的噪聲中解脫出來。由于冷梁的冷凍水供水溫度較傳統(tǒng)空調(diào)高,減小了換熱溫差,避免了在冷梁下活動的人的有吹風(fēng)感及干冷的感覺,提高空調(diào)系統(tǒng)的舒適度。圖2所示為冷梁的氣流組織,由圖2可以看出,從冷梁流出的空氣形成兩股方向相反的氣流,沿著吊頂流向冷梁的兩側(cè),這樣的氣流形成了非常好的房間氣流組織。沿著吊頂流動的氣流形成了科恩達效應(yīng)從而沿著天花板流動,然后緩緩地流到用冷區(qū)域。由于沒有風(fēng)機的強吹風(fēng),用戶在用冷區(qū)域會感覺非常舒適,從而提高了生活質(zhì)量。同時冷梁系統(tǒng)運行時無冷凝水,不會形成細菌滋生及冷凝水的二次污染。另外冷梁系統(tǒng)的節(jié)能效果明顯,由于提高了冷凍水供水溫度,相應(yīng)地提高了冷水機組的制冷系數(shù)COP值。

　　3.1 冷梁系統(tǒng)的空氣處理過程

　　冷梁系統(tǒng)可以分為主動式冷梁和被動式冷梁兩種。其中被動式冷梁只能用于夏天制冷,而不能用于冬天制熱,因而不適用于在冬天需要空調(diào)供熱場所;而主動式冷梁具有供冷及供熱的功能,因此其應(yīng)用范圍較廣,其工作原理如圖2所示。

　　3.2冷梁系統(tǒng)的控制

　　從主動式冷梁的運行原理可知,要使冷梁內(nèi)的表冷器溫度高于該處的露點溫度,可以通過調(diào)節(jié)進入冷梁的冷凍水溫度及水量的方式來改變表冷器的溫度。

　　通過調(diào)節(jié)進入冷梁表冷器的水溫,使其高于室內(nèi)露點溫度,從而可以保證冷梁在干工況下運行。所以空調(diào)水系統(tǒng)采用2套獨立的系統(tǒng),且二者互為備用。其中一套為高溫水系統(tǒng)(螺桿式制冷壓縮機),主要負責(zé)冷梁系統(tǒng)的冷凍水供應(yīng),其供/回水溫度為16℃ /19℃ ;另外一套為低溫水系統(tǒng)(離心式制冷壓縮機組),主要負責(zé)空氣處理機組的冷凍水供水,其供/回水溫度為7℃ /12℃ 。

　　正常情況下,低溫水泵將16℃ 的高溫冷凍水送入冷梁,在房間內(nèi)吸收熱量后,回水溫度升高,通過回水管進入集水器。冷梁供水管安裝有一個電動調(diào)節(jié)閥,由房間溫控器控制電動調(diào)節(jié)閥的開啟度,當(dāng)房間溫度高于設(shè)定值時,增大閥門開啟度,低于設(shè)定值時,減小閥門開啟度,以維持房間內(nèi)溫度恒定。誘導(dǎo)新風(fēng)通過空氣處理器處理后經(jīng)過冷梁送入房間,由于室內(nèi)辦公人數(shù)變化不大,需要的新風(fēng)量基本恒定,所以送風(fēng)機采用定頻運行。

　　4　建筑設(shè)計與空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)合

　　大樓的建筑設(shè)計擺脫了“方盒子”或“鐵棒子”的思維定勢,巧妙地利用了幾何圖形矩形與環(huán)形交替連接的形式,采用了玻璃幕墻、石材通風(fēng)幕墻、金屬外掛立面等七種幕墻立面,流線型和弧形的設(shè)計融合了東西方文化的色彩,最終的方案則是“美觀”和“節(jié)能”的綜合考慮結(jié)果。倘若把建筑形式和結(jié)構(gòu)材料比作“骨架”,那么圍護結(jié)構(gòu)就可認為是“衣服”,在很大程度上將影晌甚至決定使用者的冷熱能量消耗。在設(shè)計時通過調(diào)整不同朝向的窗墻比、窗戶及玻璃幕墻性能、屋頂和外墻的熱工性能,比對全年運行能耗和供冷供熱峰值能耗,同時考慮造價的經(jīng)濟性,從而得出最佳方案。

　　大樓緊鄰二環(huán)路主路,為降低冬季北京寒冷的西北風(fēng)對大樓耗能的影響,大樓北側(cè)立面采用務(wù)實處理方法,采用小條形窗,有效地減少了窗戶滲透和輻射的能耗損失。大樓內(nèi)設(shè)有2個中庭,用于自然光導(dǎo)入和增加大樓內(nèi)部的空氣自然流動與通風(fēng),在舂秋季節(jié),打開中庭上部的通風(fēng)百葉,靠煙囪效應(yīng),自然對流通風(fēng),改善大樓內(nèi)空氣品質(zhì),同時還創(chuàng)造了一個環(huán)境舒適、景觀幽雅的辦公環(huán)境。在夏季,利用清晨室外空氣溫度相對較低,打開中庭上部通風(fēng)百葉,利用自然對流通風(fēng),降低樓體溫度,減少上午開制冷機組時的能源消耗。

　　5 運行效果

　　該項目為國內(nèi)最早的綠色建筑運行階段三星級認證之一同時也通過了全國綠色建筑創(chuàng)新獎一等獎評審。從實際運行情況看,這個項目的節(jié)能環(huán)保效果也比較顯著,詳細的能耗分項計量結(jié)果顯示建筑的年運行能耗(2102年)約602kWh/(m2 aX其中電耗428kwh/(m² a),熱耗527kgcd(m² a),空調(diào)系統(tǒng)夏季(5月~9月)能耗為856kWh/m²。比目前北京辦公建筑能耗減少約40%,室內(nèi)自然通風(fēng)、自然采光和空氣品質(zhì)效果良好,大大提高了工作效率。

　　節(jié)能建筑的基本內(nèi)涵是表示人、建筑與環(huán)境三者之間的和諧關(guān)系。在當(dāng)今社會綠色建筑是發(fā)展低碳經(jīng)濟的必然要求。要促進綠色節(jié)能建筑的發(fā)展,必須從從設(shè)計、施工、調(diào)試及運行管理等環(huán)節(jié)出發(fā),將建筑節(jié)能項目納入建設(shè)程序,形成長效管理機制;同時要努力探索能源管理模式,按照市場化運作方式推進建筑節(jié)能工作,充分體現(xiàn)綠色節(jié)能建筑的社會效益和經(jīng)濟效益;政府有關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)給予必要的政策支持,堅持因地制宜、分步實施、穩(wěn)步推進的原則,從而達到節(jié)約能源,保護環(huán)境,實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展�！就辍�