大型公共建筑中央空调系统能耗分析

占我国总建筑面积约5%的大型公共建筑，却耗去了超过两成的全国城镇总用电量，其单位面积年耗能多为普通居民住宅的10倍以上，比例之悬殊令人咋舌。国内某学术组织不久前刚刚公布了在北京的调研结果：大型公共建筑电耗占全市民用建筑总用电量1/4，与全市居民生活半年的用电量相当；中央空调系统耗能又占到其中近一半。

由于设计和选型配置不当、运营管理粗放等原因，中央空调系统能耗在行业内饱受诟病，被指造成巨大的能源浪费。如何做好大型公共建筑中央空调系统节能改造，其意义十分重大。

设计为先

业内人士普遍表示，要实现大型公共建筑节能，首要关键是实现中央空调系统的优化。设计作为“龙头”，需要为后期工作定下格调。

大型商场的中央空调系统设计在这方面最具典型性。据中国建筑设计研究院机电专业设计研究院副院长关文吉介绍，大型商场内区多、人员多、结构复杂，其内区冷负荷基本被人员负荷和新风负荷所占据；商场内采用卤素灯等高强度照明和各种内饰广告增加了照明负荷；建筑围护结构负荷所占比例不大。反之，大型商场在冬季由于内区受建筑围护结构影响很小，人员负荷和照明负荷不变，因此，其热负荷往往很小，甚至有可能出现冷负荷。

“这就是为什么经常能在冬天见到商场售货员穿短袖上班的原因。”关文吉说，“除了冬夏，我们特别提倡在过渡季节尽量引用室外新风并关闭机组，不仅能减少空调系统能耗、达到节能效果，还能更好地满足人们对空调环境的舒适要求。”

他表示，自己这些年接触过不少这样的项目。设计变更后，新方案不但节省了投资，运营管理费也随之大幅降低。

配套“过剩”

设计之后，大型公共建筑中央空调系统的设备选型环节，“大马拉小车”是行业所要面对的另一道槛。

“绝大部分中央空调系统在设计和设备选型过程中都按照极端工况计算，也就是按最热、最冷的气温和最大的人流量进行设计，在此基础上继续增加余量。但实际情况是，这种极端工况比重很小。”金朝阳工程公司总经理郑广新表示，大型公共建筑不合理的设备匹配和选型比比皆是，导致空调系统效率过低，“空调设备容量选择冗余量大的情况在我国非常普遍。”

江苏省人大也曾在其调研报告中指出：当地办公建筑和部分大型公共建筑由于中央空调和变压器设备选型过大，一般都只有60%~70%的负荷率。设备长期处于低负荷运行状态，无功损耗大量增加，造成很大投资和能源浪费。

清华大学教授李先庭认为，“大马拉小车”客观地反映出中央空调系统设计的理念问题。此外，千篇一律的设计方案以及后期过于粗糙的方案筛选，甚至简单以满负荷运行费用比较，也致使设备长期低效运行。在这个环节中，设计院和甲方鲜能各尽其责。中国建筑设计研究院副总工程师潘云钢认为，在系统设计和设备选型方面，理应给设计师以更大权限。然而，甲方目前却“几乎无权评价最佳方案”。

运营不利

中央空调系统在最后运营管理环节上的漏洞，也在很大程度上“助推”了能耗损失。例如，中央空调自动控制系统使用率较低，其利用率不足两成。很多系统虽然安装了自控设备，但在实际操作中仍大多采用手动操作，造成能源浪费。

“我们特别需要培养既懂中央空调又懂自控系统的复合型人才。”中国建筑设计研究院副总工程师潘云钢说，“这种人才实在太少了。”

“对于中央空调系统运行来说，控制策略合理与否对系统运行影响很大，其能耗差甚至可达20%。”郑广新表示，“系统监控是实现空调系统节能运行的基础，但必须全面了解温湿度、流量、压力等相关参数，才能制定出更为合理的控制策略，进而实现节能运行。这对于系统的安全、节能及自动化运行都至关重要。”

遗憾的是，很多中央空调系统管理人员对设备性能以及参数并不了解，常常是开启后就放任不管，并不懂得根据季节、时段和人流量等实际负荷情况进行调节，致使供冷量、供水量和送风量都大于实际需求，造成能源过度消耗。与此同时，由于运行调节随意性较强，室内空气环境也得不到科学的保障。

吴元炜认为，这侧面地折射出运营管理人员专业素质普遍不高的根源性问题。很多企业曾表示，中央空调运营管理就像以前的锅炉操作工，“ 没有什么技术含量”。但是，这种观点如今却遭到了业内强烈的非议。

“加强对中央空调操作人员的专业培训，使其具备必要的制冷空调知识；提高管理人员素质，实行中央空调操作人员持证上岗制度十分必要。”吴元炜说，“有人认为，本科生来管理空调系统是大材小用，这种思想完全错误。”