浅析公共建筑的 空调系统节能设计和施工管理

邓伟

随着我国社会的发展，人民生活水平的提高，对室内的温度和湿度要求也越来越高。尤其是随着中央空调系统广泛应用，在节能方面也提出了更高的要求。文章以某高层建筑为例进行分析，了解公共建筑中空调系统的节能设计与施工管理工作，明确空调系统下，重要空调应用、水系统设置以及新风泵安装的关键内容，并从实际案例处出发，整理出空调系统节能设计与施工的相关经验，以期为之后公共建筑空调系统的应用与施工提供相关建议。

随着人们生活水平提高、节能意识增强、绿色建筑理念宣传加强和绿色建筑标准实施完善，节能问题逐渐成为人们关注的焦点。在我国，政府投资建设大型公共建筑已经不是新鲜事了。随着我国经济建设发展速度越来越快，公共建筑物也越来越多，而空调系统作为集中空调系统与自然通风相结合以达到降温的目的同时也是节能效果显著的一种绿色通风技术。在节能方面可以从三个方面进行考虑：一是对空调系统进行整体考虑（包括设备选型与安装、运行管理等);二是加强对建筑功能分区和运行特点的研究；三是针对不同季节采取制冷和热工措施降低室内温度。

一、公共建筑的空调系统节能设计和施工管理工作重点

首先，设计与施工单位需合理设置空调回水温度。回水温度越高，室内环境越热，导致人体不适。特别是夏季气温较高，室内温度过高是引起夏季室温过高的主要原因之一。因此建议采用回水温度较低时在室内放置加湿设备降温效果更好。其次，设计与施工单位需控制好室内湿度。建筑内室温由外到内依次是建筑内温、湿度和相对湿度，在保证空调环境质量时，应尽量采用负压加新风方式，以提高空气质量，加大新风量以提高新风换气次数，并确保其正常工作。再次，设计与施工单位应避免热量散失。部分区域冬季时室内温差较大；夏季温度高，室内空气干燥，室内温度也高。因此，在夏季时要利用空调系统降低室温，减少室内空气的流动现象。冬季时室内会选择供暖，设计与施工单位需避免室内温度流失的情况。

同时，设计与施工单位需采用空气法调节空调技术，具体为：①在室外增设新风量；②采用新风方式。通过采用合适的新风方法可增加室内空气含氧量，提高建筑物室内和室外环境空气质量，使室外新鲜空气引入室内，将室内污染物浓度降低3%~5%，调节室内环境的质量与建筑内温度、湿度等，满足人们生产生活的基本空气需求。通过对各类热空气来源进行选择与调解，可以达到室内应用标准温度，保证室内空气质量。最后，设计与施工单位对于一些通风条件较差、人员较少以及室外温湿度较低地区，可以采用局部制冷或者换气方式间接降低室内温度以改善室内环境质量；对于通风较差的楼层采用自然通风方式；对于热雾、冷雾等新型排风装置；通过减少局部新风排放等多种方法来保持室内空气的新鲜；对于有异味、湿度过高也会引起室内人员不适的情况，针对室内人体不适甚至生病等一系列现象，控制室内温度，辅助器调节到适合居住温度（5℃以下），室内空气较佳的时候，可以合理使用空调系统。

二、公共建筑空调系统设计及施工原则

我国公共建筑空调设计的技术和设计水平均有了很大的提高，但仍存在很多不足。比如：在设计中需要根据各楼层的实际情况进行科学设计。首先，在设备选型上，应充分考虑到不同区域间的区别，避免冷热源交叉使用等，这就要求空调设计人员要提高技术水平和设计人员的综合素质，也要充分考虑各系统的要求、了解冷源及风机选型，并对整个系统进行计算分析。

1.中央空调

随着我国经济水平的不断提高，人民生活水平也在不断提高，人们的需求也发生了很大变化，对室内环境也有了新的要求。人们现在在生活质量方面有了很大提高，对室内通风、换气越来越重视。因此在设计过程中就要充分考虑室内空气质量及对人体健康及室内环境要求。通常来讲，室内外环境温差大的情况下可能会使室内空气对流，影响到人们体质，并且由于长时间处在室内空气不流通环境下所带来的健康问题也容易被人们所忽略；所以对中央空调设计时一定要做到通风换气、保证室内有一定的空气质量。同时还要对空气中有害物质如甲醛、苯等有很好的过滤作用；并且减少噪音也为人们生活提供了一个舒适的环境。这也就要求公共建筑必须根据室内环境来选择中央空调，并设计出满足通风和健康要求的空调系统，充分考虑室内空气质量、健康以及减少能耗等问题，严格按照相关标准和规范执行设计与施工。

2.水系统

水系统是公共建筑空调系统的重要组成部分，对保证空调效果有着重要的作用。很多建筑物的室内温度大多在20℃~30℃之间，有的甚至达到40℃，为了避免冷量损失，将会使用水进行系统处理。这就需要用到冷却塔进行散热，或者说空气经过冷却塔之后冷却。水系统的设计就相当于将热源降温之后放入冷却塔中，然后经过一系列的处理过程就能达到降温、减温的目的。它主要为降低能耗、保护环境。而对于一些空调效果不明显或者空调系统运行效果差的房间，则会采用一些节能设备来达到节能的目的。有些空调设备都是独立运行。比如一些封闭或半封闭的房间里一般不会有水进行处理，但会有少量污染物排出，如果将这些污染物进行处理，就可以对室内空气质量进行改善或调节。

3.新风泵

新风泵，又称通风管道泵，是指从室外排出的空气经过管路进入室内，然后通过进风口将室内污染物排出，是一种新型的中央空调的辅助设备。在建筑工程中普遍应用于商场、宾馆、公寓、医院、学校、体育场馆、展览馆、图书馆、博物馆、纪念馆、体育馆、饭店等公共建筑中。随着社会对低碳环保理念的日益关注，新风泵已成为人们青睐的产品之一。现在各大大中型超市、酒店、写字楼等公共建筑都采用新风泵，这其实就增加了室内新风量，通过新风水泵送到各个房间，既可以将室内空气置换出来并且又可以保持房间内空气清洁。而对室内空间来说新风机组是非常重要的一部分：因为空气是需要从室外排出去的一种能源。一般情况下，公共建筑都设置有一个专门用于冬季供暖制冷（或供冷）的系统，这个系统可以解决室内空气冷负荷过大问题，所以在进行新风泵布置设计时要考虑到设备的节能性能和运行成本等问题。通常一台新风泵可以实现24小时运行。而在建筑物面积与空间分布的影响下，建筑内部的新风泵系统需要与中烟空调系统结合应用，以保证工作与居住群体的生活质量及生活环境，发挥出节能效果。使用新风泵时一定要注意这几点：①在安装新风系统时应当保证新风泵能正常运行；②新风水泵是靠电机带动空气旋转，使空气吸入室内；③新风水泵的运行参数应根据室外风向而定。当室外温度高于室内温度小于或等于15℃时新风泵运转。

三、公共建筑空调系统节能设计应用案例

1.空调系统节能设计与分析

江南区某医院建筑项目由四栋11层组成，檐口高度50m,底下一层，总建筑面积为26815.20㎡,为提升其空调系统节能能力，以下内容为对其功能的应用与分析。

（1）综合功能分区

该栋楼为医疗门诊与住院部混合区域，1-7层建筑主要功能为门诊区域。8-9层为医疗化验及手术区，其中包含大量医疗器材与设备，对空调系统的应用需保证全天候运转。9层以上为住院部，负责患者的收治。

（2）各楼层的空调机组及风道布置

首先，设计内容包含各楼层的换气系统，由室外新风经过机房送到各楼层；通过自然通风换气后经风机送至各楼层；通过冷凝水送至各楼层。其次，为各楼层的卫生间空调换气系统设计，各楼层设置卫生间。再次，建筑其他楼层均设置综合设备间、楼梯间、电梯间等场所供教职工使用。因此，各楼层不仅需要设置空调系统，还需要同步设计自然通风换气扇，以保证各楼层间通风换气顺畅，减少因为空调系统应用导致空气不流通的情况。最后，空调系统设计与施工中的新风过滤也是其中重点内容，包含冷冻机房、风道、送风管道、新风机组采用新风形式，新风由进风口经空气管道送入室内后经过冷却、净化、冷凝、凝水处理、过滤等工序组成。在此之中，水过滤器及活性炭滤网作为主要过滤设备；过滤介质可选用高效滤网或微滤膜等耐高温滤材。过滤材料为硅烷制取。

（3）集中新风系统中的设备及仪表应用

集中新风系统包括新风、雨水、风机盘管、换气扇、蒸发器等设备以及控制仪表。一方面，新风装置采用热泵机组加新风方式实现高效节能处理后送入室内，经排风管道送至各楼层各房间，由各楼层各场所送出冷、热空气，经新风再循环处理后送入各个楼层使用；将室外新鲜空气送到各楼层供回室内楼层使用。另一方面，建筑各层各机房和独立风管均采用玻璃钢材料制成，管道连接处采用专用胶粘剂固定，外表面采用喷涂等方法处理，内壁采用热熔喷工艺处理、喷涂防腐漆，以提升新风系统下设备应用的稳定性，并确保其使用寿命，为之后公共建筑一段时间内的空调仪器应用做好技术准备工作。

2.空调系统节能措施研究

随着人们生活水平的提高，人们对空调系统提出了更高的要求，节能设计是一项系统工程，既要考虑功能分区的合理规划、空调设备的选型与安装、运行管理、性能检测测试等方面，还也要综合考虑不同季节空调系统的运行特点，针对不同季节采取制冷和热工措施降低室内温度。夏季，针对室内外温差大的特点，采取局部制冷或热工措施降低整个空调系统对室外温度变化会产生影响。对于采用自然通风方式的空调系统来说，可以通过增加风口等进行风量或冷热水的蒸发机组对自然风进行冷却，从而减少空调系统运行中的能耗。室外空气经过蒸发器后冷凝水进入循环水泵，然后经过过滤后返回建筑物内，这个过程可以节约用水达30%以上。因此，对于夏季需要降低室内温度，冬季则不使用或者暂时不使用空调时，采用风机盘管集中供热系统控制，充分利用自然通风，最大限度地降低室内温度，保证空气中湿度与温度维持稳定。但是，如果采取热送风方式也会带来一些负面影响。热空气被送到房间内以后，蒸发降温情况出现，送入室内也会造成冷量损失。因此，合理地利用空调系统可提高整个建筑节能的效率，而对室内空气造成污染并引起空气质量问题，则将会影响人们的身体健康情况。

可见，设计与施工单位应在建筑设计中对空调系统进行整体考虑，包括设备选型与安装、运行管理等方面考虑对节能措施进行研究工作。此基础上，加强对建筑物功能分区和运行特点的研究；针对不同季节采取制冷和热工措施降低室内温度；同时也要采取相应的设备降低室内温度这几方面进行节能措施来提高空气质量、减少因季节变化而带来危害。

3.医院空调节能设计与杀菌技术融合

对于医院来说，其对于杀菌技术的需求更高，空调系统需要具备净化系统，以保证无菌环境，做到对患者生命安全的保证。因此，在系统应用中，可选择臭氧杀菌消毒的方式，利用过滤网技术，定期更换，以确保无菌环境的建设。为达成节能目标，可以使用低阻过滤器、低阻压过滤器提升过滤器净化杀菌效率，降低送风的阻力与能耗。施工及维修人员在空调系统应用中，需关注过滤网的集尘情况，为过滤网的更换做出判断与建议。在此之中，中央空调制冷系统改造的方案选择，应根据医院规模大小、等级高低、冷热负荷大小、能源提供方式、运行管理和维修保养的便利程度、各医院的实际情况综合考虑。工程施工中，设计人员还要因地制宜，既要考虑冷冻站、热力站的初投资、运行费等经济性能，又要考虑冷冻站、热力站的环保节能、运行、操作、维护管理等技术性能，以及与周围环境的美观相协调。医院节能改造必须以满足医疗服务需求和保证医患健康为基本前提，只有将设备的技术指标与医院实际科学合理的融合，才能达到节约成本的目的。

四、结语

综上所述，本文主要针对公共建筑中空调系统的设计与施工工作展开研究，在了解空调系统的同时，分析某医院空调系统的设计内容，并确保医疗环境的高质量建设，降低外部因素对环境影响的同时，保障每位患者的生命安全。在此之中，空调系统人员不仅需要关注空调设计及安装技术应用，还需坚决执行国家空调安装的《节能设计标准》《综合医院建筑设计规范》《医院洁净手术部建筑技术规范》等标准，确保无菌环境的建设。