隨著人民生活水平日益提高，對于住宅、辦公樓中的室內(nèi)環(huán)境和公共民用建筑的室內(nèi)環(huán)境的要求越來越高。室內(nèi)環(huán)境的舒適度有下列四種因素構成：一是冷與熱的環(huán)境（室溫）、二是室內(nèi)空氣品質(zhì)、三是聲環(huán)境（要求安靜，燥聲低）、四是光環(huán)境（充足的陽光和合適的照度）當前一般家庭中都有精美的裝潢，夏季有空調(diào)降溫，而且希望有冬季的采暖，以及全年的生活熱水供應。有的人群對于室內(nèi)舒適的環(huán)境要求更高，要求做到個性化，即可以根據(jù)使用人的喜好，來調(diào)節(jié)房間的溫、濕度和新風量。
隨著GDP的不斷上升，空調(diào)、采暖和熱水供應設施便成為人民生活的必需品。一般統(tǒng)計，當某地區(qū)的人均GDP 達到4000美元時，空調(diào)、采暖和熱水供應設施便成為人民生活的必需品，就像水、電、煤氣一樣成為建筑物的基本設施之一。而我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的城市和經(jīng)濟特區(qū)，在1999年的統(tǒng)計數(shù)字表明，人均GDP已達到2000美元，按照這些城市GDP每年10％以上的增長率，只需6年時間便可達到4000美元，即達到上海和深圳2000年的水平（上海2000年的人均GDP已達到4180美元，2007年時，可達8000美元）2003年我國經(jīng)濟發(fā)展已實現(xiàn)人均1000美元，是經(jīng)濟發(fā)展的一個重要里程碑，標志我國又進入了一個新的發(fā)展階段，為2020年全面實現(xiàn)小康社會建設發(fā)展目標開了一個好頭，同樣也為中央空調(diào)、集中采暖、家用/商用中央空調(diào)和熱水供應事業(yè)的發(fā)展帶來了良好的機遇。
建筑業(yè)的快速發(fā)展給空調(diào)與熱水事業(yè)帶來了良好的機遇，但對能源的需求越來越大，能源安全問題越來越突出。我國能源的短缺，已成為經(jīng)濟發(fā)展一個重要的制約因素，也使得暖通空調(diào)的發(fā)展面臨著嚴峻形勢和挑戰(zhàn)。我國是一個人口多，自然資源少，能源缺乏的國家。我國石油儲量僅是世界總儲量的1.8-2.34%，天然氣的儲量是世界總儲量0.7-1.2%，煤的儲量是世界總儲量的10.97%.以平均水平計，我國石油可開采的儲量僅為世界平均水平的1/9；天然氣是1/23；煤炭稍高一些，約為1/2。當前空調(diào)能源緊張具體體現(xiàn)在電力用戶側，造成買得起，用不起（運行費用高），不能用（電力供應缺乏）如不搞節(jié)能建筑（即少耗能的建筑，或者不用空調(diào)與采暖的建筑），將會出現(xiàn)沒有那么多的能源（電力）來供給人們用。我國能源發(fā)展面臨嚴峻形勢和挑戰(zhàn)表現(xiàn)為：
我國經(jīng)濟的增長還沒有走出高增長、高消費、高污染的模式，能源（資源）浪費巨大。我國電力供應矛盾日益突出，而夏季空調(diào)和冬季采暖是造成電力負荷峰谷差最主要的原因。近年來因空調(diào)用電負荷太高，至少有10個省市不得不拉閘限電，全國有27個省市嚴重缺電。夏季高溫 全國電力供應的缺口達到3000萬千瓦。
當前暖通空調(diào)業(yè)在節(jié)能領域面臨的機遇和挑戰(zhàn)
城市化的加快增加了對能源的需求。我國城市化率從改革開放初期的18%上升到40.5%，城市由193個發(fā)展到662個，到2020年全國有約57%的人口為城鎮(zhèn)人口，總數(shù)達8.28億。城鎮(zhèn)人口平均年消耗能源為農(nóng)村的3.5倍。建筑物的增加和居民消費結構的升級增加了對能源供應的壓力。
建筑耗能日益突出。21世紀頭20年，是我國建筑業(yè)的鼎盛期，2020年全國建筑面積將接近2000年的2倍。但是新建建筑中，仍有95%為高耗能的建筑，真正節(jié)能建筑僅有2%.我國單位建筑面積采暖能耗為發(fā)達國家新建建筑的3倍以上，以北京為例，占5%的大型公共建筑消耗的能源占全市建筑總能耗的50%.按照目前建筑能耗水平發(fā)展，到2020年，我國建筑能耗將達到10.89億噸標準煤，超過2000年的3倍；問題相當嚴重，情況十分緊迫。
暖通空調(diào)本身的能耗巨大，但節(jié)能的潛力也很大。當前全國夏季空調(diào)負荷已達到4500萬千瓦。據(jù)估計，采暖供熱的能耗占建筑能耗的60%.由于設計不合理，大部分無法實施分戶的熱計量和分戶控制所需的室溫；管理不科學，運行前調(diào)試不到位，存在供熱系統(tǒng)嚴重水平失調(diào)（即使裝了平衡閥，但仍有80%未經(jīng)過調(diào)試），室內(nèi)采暖系統(tǒng)嚴重垂直失調(diào)，外管熱損失巨大，樓房上層房間過熱（用戶不得不開窗降溫），上下溫差達8℃以上，造成熱量大量浪費。據(jù)北京的調(diào)查統(tǒng)計，2004年冬季采暖的能耗（25.3公斤標煤/平方米），與上世紀80年代持平，提倡節(jié)能20多年來，沒有明顯的效果。
為了緩解電力緊張狀況，國務院已開展為期三年的1°資源節(jié)約活動，上海市已率先倡議出臺了一些節(jié)能措施，首都北京也在響應。我國為了解決電力供應不足的問題，也擬多發(fā)展一些核電站，擬再建20多個大型核電站，但其總發(fā)電量，也僅占全部發(fā)電能力的4%.到2020年我國的GDP要翻兩翻，而我國的能源工業(yè)僅能達到翻一翻的水平，那么，另一半，除非大量進口（2004年我國原油的進口量達1. 2億噸，對外依靠程度達57%），只有靠節(jié)能的辦法來解決?？照{(diào)用電目前已占我國全部發(fā)電量的18%，由此可見，制約我國暖通空調(diào)事業(yè)發(fā)展的重要因素是能源短缺，因此，建設部2005年工作要點中將¡°依靠科技進步，推進資源能源節(jié)約¡±列為重點，而引進國際科技資源，推廣建筑節(jié)能新技術十分重要，要大力發(fā)展節(jié)能節(jié)地型住宅和建筑。
1、建筑節(jié)能的途徑
鑒于當前能源緊缺的狀況，我國政府制定了°能源開發(fā)與節(jié)約并重，近期將節(jié)能放在優(yōu)先¡±的戰(zhàn)略。建設部下令，今后建筑節(jié)能，要在目前的建筑耗能的基礎上節(jié)約50％以上，又規(guī)定，其中的一半（25％）由建筑本身來解決，而另一半（25％）要靠建筑設備工作者來解決。建筑本身節(jié)能與建筑設備系統(tǒng)的節(jié)能密不可分。如果沒有建筑結構的可靠的節(jié)能措施配合，光靠空調(diào)、采暖系統(tǒng)來節(jié)能是不可能徹底解決節(jié)能問題的。建筑節(jié)能的工作分兩大方面：
2.1建筑物本身的節(jié)能
對于建筑節(jié)能的要求，從上世紀80年代起，我國建設部就著手開始抓¡°建筑節(jié)能¡±的問題。1980年國家頒布了《民用建筑節(jié)能設計標準》（采暖居住建筑部分）（JGJ26-86），該標準要求在1980-1981年的設計水平上，節(jié)能30%，其中房屋節(jié)能20%，采暖節(jié)能10%。1996年出臺了¡°北方（嚴寒、寒冷）地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準¡±（JGJ26-95），2001年建設部頒布了我國《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》，2003年又推出了我國《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》。這樣，要求全國各氣候區(qū)的居住建筑節(jié)能50% 的標準全部下達。而北京市更進一步提出節(jié)能65%的強制性規(guī)定。目前已有許多房地產(chǎn)開發(fā)公司著手營造¡°節(jié)能建筑¡±，例如鋒尚、朗詩、Moma等公司。從廣義的節(jié)能觀點出發(fā)，還應盡量利用可再生的建筑材料，減少了建筑物的能耗。具體來說，采用下列措施：
2.1.1智能化的外遮陽技術。采用外遮陽，可以大大減少夏季空調(diào)的制冷能耗（與內(nèi)遮陽相比，約下降83%.具體來說，采用可調(diào)式隔熱金屬卷簾）
2.1.2盡量縮小外墻和外窗的面積。有的房產(chǎn)開發(fā)項目中，由于設計合理，外墻面積比同體量的建筑減少30%，外窗減少40%，仍能保持良好的采光要求。
2.1.3高效外墻保溫體系。外墻保溫比內(nèi)墻保溫更有利于建筑結構的穩(wěn)定性，避免室外環(huán)境溫度對建筑結構的形變影響。外墻采用鋁箔復合聚苯板，傳熱系數(shù)不大于0.4W/k.㎡，嚴寒和寒冷地區(qū)以硬泡聚氨酯板保溫。還可以采用ECI陶瓷隔熱保溫涂料。
2.1.4高效隔熱保溫防水屋面技術與構造設計。用硬泡聚氨酯、擠塑聚苯板、膨脹聚苯板為主要保溫材料，在嚴寒和寒冷地區(qū)做成不同厚度的保溫復合屋面，其熱阻可達1.58-3㎡.k/W；在炎熱地區(qū)可采用中空板做成中空屋面。
2.1.5高效門窗技術與構造設計。窗框采用保溫性能好的塑鋼或ALUK三腔斷熱鋁合金，窗玻璃采用高透光率Low-E中空玻璃，玻璃K值在1.35W/k.㎡.
2.1.6混凝土樓板輻射制冷/采暖系統(tǒng)。在樓板中或天棚中埋設塑料盤管，冬季通入28℃熱水對房間進行輻射采暖；夏季通入19℃冷水對房間進行輻射供冷。冷熱輻射溫度接近或等于室內(nèi)舒適溫度的上下限。部分熱水還可以利用太陽能集熱板來解決。
2.1.7外圍結構采用物態(tài)相變蓄熱材料，能量活性建筑基礎以及盡量避免冷橋結露的構造技術。節(jié)能建筑中除采用上述的措施外，仍須保證室內(nèi)空間必要的新風供應，因此，有的節(jié)能建筑中加設了健康新風系統(tǒng)。在目前的節(jié)能建筑中，要求暖通專業(yè)所做的是設計高效健康新風系統(tǒng)和提供樓板輻射制冷/采暖系統(tǒng)和新風系統(tǒng)必要的冷熱源。
2.２建筑物暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能
2.2.1首先，空調(diào)采暖的節(jié)能，離不開建筑物本身的節(jié)能措施，如果建筑物外圍護結構的冷熱損失能降低一半，那么，空調(diào)采暖系統(tǒng)消耗的能量就大大減少。
2.2.2其次，設計建筑物之初，應該對暖通空調(diào)的能量利用上作統(tǒng)籌考慮，即夏季可以利用空調(diào)主機的冷凝熱，來解決熱水供應；冬季要尋找低價、來源方便的輔助熱源（例如利用太陽能、雨水、建筑中水、土壤等），來解決采暖和熱水供應。
2.2.3開發(fā)帶有蓄熱功能的熱水采暖系統(tǒng)，這樣可以充分利用夜間低價的谷電，減少白天高峰的用電；
2.2.4開發(fā)、研制和選用高能效比的冷熱水機組（關于提高空調(diào)主機能效比的問題，2004年9月國家正式出臺有關¡°空調(diào)機組能效¡±的國家標準，限定了房間空調(diào)器、單元式空氣調(diào)節(jié)機、冷水機組的能源效率及能效等級，提高了對機組COP的要求值）能效限定值是強制性要求，是空調(diào)產(chǎn)品市場準入的要求。這也意味著今后低COP值的熱泵機組不能用于空調(diào)系統(tǒng)中。
2.2.5建筑內(nèi)部熱能的回收（例如利用排風中的冷熱量、利用處理過的建筑中水）；
2.2.6大力開發(fā)夏季空調(diào)、冬季采暖、全年生活熱水供應的家用三用空調(diào)熱水機組，而其中特別重要的是如何解決以太陽能或其他非燃料性（例如雨水、地下水、建筑中水、熱廢氣）熱源為輔助熱源，來解決提高冬季熱泵的制熱效果和熱水供應。從熱泵具有熱回收的能力出發(fā)，在商用中央空調(diào)系統(tǒng)中，可以開發(fā)研制¡°減濕－熱水¡±聯(lián)合機組或¡°空調(diào)－熱水¡±聯(lián)合機組。用于游泳池館、桑拿浴室等場所，做到熱水供應、減濕、空調(diào)兼有的聯(lián)合系統(tǒng)。
2.2.7與建筑配合，在樓板內(nèi)埋設可通低溫水的塑料管，制成冷頂、熱板等具有供冷、采暖效果的輻射板，冬季采暖、夏季供冷，減輕建筑物的空調(diào)、采暖系統(tǒng)負荷，甚至可以不再需要空調(diào)采暖系統(tǒng)。
2.2.8在空調(diào)產(chǎn)品與熱泵熱水機組的開發(fā)和制造中，應充分重視新型的除霜技術（保證供熱質(zhì)量），變頻技術（為了適應部分負荷下的節(jié)能），智能化控制技術（方便用戶操作）的應用。不僅單機的COP值要高，主機的氣候適應范圍大，而且整個系統(tǒng)（包括水路、水泵）的能效比要高。
2.2.9實行供暖供熱的改革，實施分戶熱計量。
2.2.10充分利用熱泵技術，進行空調(diào)余熱的回收和能量綜合利用。
2.3¡°行為¡±節(jié)能
提到節(jié)能，還有一個重要的課題，就是¡°行為節(jié)能¡±，也就是所謂¡°人的因素第一¡±的問題。要提倡全社會全民節(jié)能節(jié)水的意識，提出¡°要想進一步提高生活質(zhì)量，必須從節(jié)能、節(jié)水做起¡±，在夏季，空調(diào)房間的溫度提高一度；冬季采暖房間溫度降低一度，就會收到很大的效果。對于有戶用中央空調(diào)的住宅，用那個房間，開那個房間的空調(diào)；冬季少開窗等等，都會收到很好的節(jié)能效果。
2、建筑節(jié)能的途徑
建筑節(jié)能是一項綜合的大型的系統(tǒng)工程，涉及國家的能源政策，也涉及到建筑、建筑熱工、建筑設備、建筑電氣、技術經(jīng)濟、計算機軟件等專業(yè)的技術、資料、經(jīng)驗。北京一些房地產(chǎn)開發(fā)公司已在建筑本身的節(jié)能上做了一些工作，取得了初步成果（號稱可以¡°不用空調(diào)和采暖¡±的建筑物，惟一要用冷熱源設備、要耗能的是對進入建筑物的新風進行處理的需要）但是就目前已建成的節(jié)能建筑物來看，窗戶過于小，又不能開啟，恐怕還不符合一般人的生活習慣，而且在建筑本身的節(jié)能上考慮較多，而其中的空調(diào)系統(tǒng)，采用高效節(jié)能的主機和合理的系統(tǒng)設計，建筑內(nèi)部的熱回收的考慮，尚嫌不足。
來源:武漢市建筑設計院特種設備工作室 作者:王凡
