关键词：商业建筑；节能措施 随着我国经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，商业建筑大量兴建，据统计，到2008年，我国大型商业建筑已超过10 000家。 目前，国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如：上海商场的全年运行能耗平均约为289 kWh/（m2·a），而日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kWh/（m2·a），也就是说上海市的商场的能耗要比日本高出将近一倍。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50%～60％。而中央空调用电量占城市总用电量的30%左右，给城市电力带来极大压力，因此研究商业建筑中央空调，降低空调能耗刻不容缓。
关键词：商业建筑；节能措施
随着我国经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高，商业建筑大量兴建，据统计，到2008年，我国大型商业建筑已超过10 000家。
目前，国内兴建的采用中央空调的商用建筑普遍存在着高能耗的问题，例如：上海商场的全年运行能耗平均约为289 kWh/（m2·a），而日本的同类建筑的平均全年能耗大约是135 kWh/（m2·a），也就是说上海市的商场的能耗要比日本高出将近一倍。空调能耗是商业建筑的能耗的主要部分，占总能耗的50%～60％。而中央空调用电量占城市总用电量的30%左右，给城市电力带来极大压力，因此研究商业建筑中央空调，降低空调能耗刻不容缓。
商业建筑越来越向着大规模、综合型发展，包括商铺、餐饮、电影院、超市等场所，各种场所都有自己的使用特点及要求。根据对商业建筑中央空调系统的调查结果，普遍存在负荷偏大的情况。下面根据我院设计的一些商业建筑的情况从几个方面分析商业建筑节能的途径及措施。
1
冷热源的节能措施
1.1
冷热负荷的分析
冷热负荷是空调系统最基础的数据，制冷主机、供热锅炉、循环水泵以及末端设备等的选择都是以冷热负荷为依据的。减少冷热负荷是商业建筑节能最根本的措施，可采取以下一些具体措施：
（1）选择合理的室内设计参数。在夏季如果把室内设定温度从24 ℃改为26 ℃，空调负荷大约可减少6％～8％。
（2）商场室内人数的取值对空调负荷的影响很大，因此要针对商业所在地区和地段做调查分析，得出合理的人员密度取值，不能随意估值。
根据调查，在一年中商场客流量峰值，空调供冷期出现在“五一”劳动节和“十一”国庆节前后，空调供热期元旦至春节之间，七八月份商场客流并非最大。也就是说，全年夏季客流量峰值时间并不出现的最热的期间，而最热的七八月份客流量约为峰值客流量的一半左右。
[NextPage] 因此，按夏季的客流量数和夏季空调室外计算参数确定的冷负荷，往往比高峰客流量所需的实际冷负荷低。
表1为我院所完成的商业建筑人员密度取值。
表1 商场人员密度
|
商场名称
|
深国投商业
|
东海商业
|
万达商业
|
宜家商场
|
海雅百货
|
|
|
商铺
|
地下一层
|
0.2～0.3
|
0.33
|
/
|
/
|
/
|
|
一层
|
0.2～0.3
|
0.33
|
0.4
|
0.33
|
0.33
|
|
|
二层
|
0.2～0.3
|
0.25
|
0.4
|
0.33
|
0.33
|
|
|
三层及以上
|
0.2～0.3
|
0.25
|
0.3
|
0.33
|
0.28
|
|
|
公共区域
|
地下一层
|
0.3
|
0.4
|
/
|
/
|
0.25
|
|
一层
|
0.3
|
0.4
|
0.4
|
/
|
0.25
|
|
|
二层
|
0.3
|
0.33
|
0.4
|
/
|
0.25
|
|
|
三层及以上
|
0.3
|
0.33
|
0.3
|
/
|
0.25
|
|
|
餐饮
|
|
0.5
|
0.5
|
0.5
|
1
|
0.5
|
|
超市
|
|
0.3～0.5
|
0.4
|
/
|
/
|
/
|
|
办公
|
|
/
|
/
|
0.25
|
/
|
0.2
|
根据计算，人员密度取值0.5人/m2与0.4人/m2相比，空调冷负荷减少约16%，0.4人/m2与0.3人/m2相比，空调冷负荷减少约19%。人员密度每增加0.1人/m2，空调冷负荷约增加20%左右。可见合理确定人员密度对于节能具有重要意义。
（3）制冷主机的选择要根据空调负荷计算结果和商业建筑的使用特点合理配置。制冷量较大时，采用两大一小或者三大一小、四大一小搭配，大机组选用离心式制冷主机，小机组选用螺杆式制冷主机搭配，因为螺杆式制冷主机调节性能较好，在低负荷时运行比较合适。
1.2
已建项目制冷主机容量分析
表2为深国投商业中心项目制冷主机负荷统计表（从2007年4～9月）
表2 已建项目制冷主机容量
|
序号
|
项目名称
|
商场名称
|
空调面积/㎡
|
主机配置/RT
|
安装指标/(W/㎡)
|
最高使用量/RT
|
运行指标/(W/㎡)
|
单机最大使用率
|
备注
|
|
1
|
重庆九龙坡
|
嘉信茂
|
21 000(影院7 500)
|
700*2
|
235
|
1 120
|
190
|
80%
|
两用，有影院
|
|
沃尔玛
|
16 200
|
600*2
|
260
|
576
|
130
|
96%
|
一用一备
|
||
|
2
|
芜湖新芜
|
嘉信茂
|
25 000
|
700*2
|
200
|
637
|
95
|
91%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
15 000
|
500*2
|
235
|
275
|
85
|
55%
|
一用一备
|
||
|
3
|
潍坊高新
|
嘉信茂
|
22 000
|
700*2
|
225
|
361
|
60
|
52%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
15 000
|
500*2
|
235
|
429
|
105
|
86%
|
一用一备
|
||
|
4
|
漳州芗城
|
嘉信茂
|
18 500
|
550*2
|
210
|
384
|
75
|
70%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
14 000
|
400*2
|
200
|
327
|
90
|
82%
|
一用一备
|
||
|
5
|
南长城南苑
|
嘉信茂
|
22 200（影院5 200）
|
600*2+300*1
|
240
|
500
|
105
|
83%
|
两用，有影院
|
|
沃尔玛
|
15 500
|
500*2
|
225
|
450
|
105
|
90%
|
一用一备
|
||
|
6
|
泉州江滨
|
嘉信茂
|
16 500
|
550*2
|
235
|
479
|
105
|
87%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
15 000
|
500*2
|
235
|
400
|
95
|
80%
|
一用一备
|
||
|
7
|
绵阳
|
嘉信茂
|
19 800
|
700*2+200*1
|
284
|
406
|
75
|
58%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
15 800
|
500*2
|
223
|
355
|
80
|
71%
|
一用一备
|
||
|
8
|
茂名
|
嘉信茂
|
15 200
|
550*2
|
255
|
384
|
90
|
70%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
14 000
|
500*2
|
250
|
327
|
85
|
65%
|
一用一备
|
||
|
9
|
南海桂城
|
嘉信茂
|
24 000
|
700*2
|
205
|
525*2
|
160
|
75%
|
两用
|
|
沃尔玛
|
14 500
|
500*2
|
240
|
495
|
125
|
99%
|
一用一备
|
||
|
10
|
成都金牛
|
嘉信茂
|
35 000
|
1000*2+400*1
|
240
|
924
|
95
|
92%
|
一用一备
|
|
沃尔玛
|
16 500
|
600*2
|
255
|
469
|
100
|
72%
|
一用一备
|
从表中可见，已建项目的运行负荷整体偏低，原因可能与商场的经营状况，新风机组的开启与否，送风参数的设定等有关，但总体来说设计负荷存在偏大的情况。考虑正常使用的因素，序号1的重庆九龙坡和序号9的南海桂城项目的数据对于冷水机组的选型具有一定的参考价值。
2
风系统的节能措施
新风负荷占空调总负荷的40％以上，控制和正确使用新风量是空调系统最有效的节能措施之一。可以从以下几个方面去节省能耗。
2.1
过渡季节全新风运行
在过渡季节，当室外空气焓值小于室内空气设计状态的焓值时，可采用全新风运行，减少制冷主机的开启，节省能耗。如果是启动冷热源设备对系统进行预热或预冷运行时，则宜关闭新风系统。
2.2
新风热回收
利用热交换器回收排风能量，也是节能的有效途径。
新风热回收全热回收方式有：转轮式、板翅式和溶液吸收式；显热回收方式有：液体循环式、板式和热管式。文献[1]中，对板翅式、转轮式及热管式几种热回收方式的经济分析表明，这几种热回收装置的投资回收年限均不超过3年。
表3为各种热回收装置的特点比较及适用范围。
表3 各种热回收装置的特点比较及适用范围
|
项目
|
类型
|
|||||
|
转轮式
|
板翅式
|
溶液吸收式
|
板式
|
液体循环式
|
热管式
|
|
|
能量形式
|
全热或显热
|
全热
|
全热
|
显热
|
显热
|
显热
|
|
热交换效率/%
|
50～85
|
50～70
|
50～85
|
50～80
|
55～65
|
45～65
|
|
排风泄漏率/%
|
0.5～10
|
0～5
|
0
|
0～5
|
0
|
0～1
|
|
初投资
|
中
|
较低
|
较高
|
中
|
较低
|
高
|
|
使用风量范围/（m3/h）
|
≥15 000
|
≤2 000
|
2 000～30 000
|
≤2 000
|
≥15 000
|
2 000～30 000
|
|
适用场合
|
大型公共建筑，如商场、体育馆、机场等
|
办公楼、住宅，分层或分区域设置
|
中小规模公共建筑，如办公、酒店等
|
办公楼、住宅，分层或分区域设置
|
大型公共建筑，如商场、体育馆、机场、医院等
|
中小规模公共建筑，如医院、泳池
|
由表3可见在商业建筑中，由于热回收风量较大，采用转轮式或者液体循环式较为合适。
2.3
根据
CO2
浓度控制新风量
根据《空调通风系统运行管理规范》（GB5365-2005）规定：“空调通风系统在运行期间，应合理控制新风量，空调房间内CO2浓度应＜0.1%”。
以室内空气CO２浓度作为商场卫生条件的控制标准，新风系统如果采用变频调速，并根据CO２的浓度来调节新风量，这样既满足了人们的卫生条件和舒适感觉，又可达到良好的节能效果。同时，排风相应的按照新风的变化进行调节。根据文献[4]的资料表明：在夏季供冷期，新风采用CO２浓度检测器自动控制新风量比新风阀不加以控制要节能24.9%，比手动调节新风阀节能13%；在冬季供暖期比新风阀不加以控制要节能67.6%，比手动调节新风阀节能32.3%。
2.4
杜绝非正常渠道引入新风
例如常熟深国投商业中心投入运行后发现空调效果不能令人满意，在经过现场调查后发现商场周边外墙有不少百叶没有封闭，导致夏季室外热空气侵入室内，冬季冷空气侵入室内，极大影响了空调的使用效果。当把未使用的百叶全部封闭后，空调效果得到很大地改善。
3
水系统节能措施
对大型商业建筑来说水系统较为复杂，管道很长，且末端设备阻力相差较大，分布不一定有规律性。水系统可根据商场功能设置几组立管，通过管路的合理优化及平衡阀的合理设置来解决水力平衡问题。同一个区域、阻力相近的设备设为一个环路，通过采用同程式或者合理调整管径满足压差≤15%。阻力相差较大的地方通过分析，经济合理地设置平衡阀。在设计中尽量避免使用阀门调节阻力的方法，因为阀门的阻力会增加水泵的扬程和电耗。
（1）多台冷水机组、锅炉等并联设备，宜在回水侧安装自动流量平衡阀，避免设备过流。
（2）在各组立管回水管上设置手动平衡阀，初次调试时将各管路调整到设计流量，实现静态水力平衡。各层水平支管分组设置平衡阀。
（3）风机盘管等设备可根据需要设置双位调节的动态平衡电动两通阀，空调机组、新风机组等设备可根据需要设置动态平衡电动调节阀。
另外，可适当加大空调冷冻水的供回水温差，5 ℃增大为6～7 ℃可以减小水系统输送能耗，空调热水的供回水温差10 ℃较
经济合理。
4
其他节能措施
[NextPage]
（1）针对商业建筑物的规模、特点、所在地区等条件，要尽量采用节省能耗的技术，比如热泵技术、蓄能空调、热电冷三联供等的应用。如果商业建筑所在地区有峰谷电价政策（峰谷电价比＞3∶1），通过经济技术比较，可以采用蓄冰空调，节省空调运行费用；如果商业建筑有较多空地可以使用或者所处地理位置较适合打井，可采取地源热泵系统；对大型商业建筑群，有条件时可采用热电冷三联供系统。
（2）定期清洗过滤网以减少风机能耗，定期清洗过滤器以减少水泵能耗。
（3）空调系统需设置控制与计量装置。
（4）与建筑专业协调，充分利用自然通风，节省风机能耗。
5
结语
随着商业建筑在中国的蓬勃发展，以及国家“节能减排政策”的不断推进，我们有必要从设计的各个方面入手，设计出更为经济合理、节能高效的空调系统。
