建筑节能与暖通空调系统的新趋势与发展
2021/11/09
能源短缺与节能环保趋势
燃煤作为发电的重要原料，在“十三五”能源双控政策下，面临日益严格的环保要求。为降低单位GDP的能耗，特别是减少煤炭这类不清洁能源的使用，多个省份采取了限制措施，导致供电形势严峻，浙江、湖南、江西等地甚至发布了限电令。
随着能源短缺问题的日益凸显，以及地球环境变化的急剧性，节能环保问题逐渐成为大众关注的焦点。在新的时代背景下，节能环保理念开始深入各行各业，并逐渐成为行业的核心竞争力。特别是在暖通空调领域，节能环保已成为行业发展的必然趋势。
2018年，全国建筑全过程能耗总量高达21.47亿吨标准煤（tce），这一数字在全国能源消费总量中占据了46.5%的比重。这一能耗总量涵盖了建筑业及其基础设施在主要建材生产、施工以及存量建筑运行（包括采暖和空调等能耗）等多个环节的能耗。具体来看，建材生产阶段的能耗达到了11亿tce，占全国能源消费总量的22.6%；建筑施工阶段的能耗为0.47亿tce，占比2.2%；而建筑运行阶段的能耗则高达10亿tce，占比21.7%。
2018年，全国建筑全过程碳排放总量高达49.3亿吨二氧化碳（tCO2），这一数字在全国碳排放总量中占据了高达51.3%的比重。深入各阶段来看，建材生产阶段的碳排放达到了27.2亿吨tCO2，占全国碳排放的28.3%；建筑施工阶段的碳排放为1亿吨tCO2，占比1%；而建筑运行阶段的碳排放则高达21.1亿吨tCO2，占比21.9%。建筑能耗和碳排放的详细数据，显示行业的节能减排需求。
如今，能够达到新建建筑国家标准（节能50%）的建筑仅占同期建筑总量的约10%。尽管我国建筑能耗强度目前低于经合组织（OECD）国家，但面对未来建筑节能低碳的发展目标，我国必须探索一条独特的发展路径。随着住宅产业的蓬勃发展，建筑节能已成为国家各部门关注的焦点。暖通空调系统，作为办公楼和住宅的耗能大户，其发展更是备受瞩目。
暖通空调系统及其发展
暖通空调系统（HVAC），即加热、通风和空气调节的集成系统，对建筑物的整体能耗有着显著影响。该系统融合了热力学、流体力学及流体机械的原理，是机械工程领域的关键分支。它不仅包括采暖技术，即向建筑物提供热量以维持室内温度，还包括通风技术，通过自然或机械方式实现空气的流通与交换。此外，空气调节技术，简称空调，旨在满足生产、生活需求，通过人工手段调节房间或封闭空间的空气质量。
随着生活品质的提升，新型节能、舒适且健康的空调运行模式正逐渐受到青睐。暖通空调系统的舒适度，受到风速、湿度、空气温度、环境平均辐射温度以及人们对环境的主观感受等多重因素的影响。因此，在选择合适的环境参数组合时，会产生不同的热舒适效果。创新运行模式提升舒适与节能。
热湿环境差异对空调能耗的影响显著。在冬季，若采用传统空调方式提升室内温度，会因空气湿度较高而增加加热新风和建筑维护结构的热损失。然而，通过应用创新的热湿环境技术，优化空调运行模式，并提高辐射热度，可以显著降低空气湿度至适宜的12℃～24℃范围，从而比传统的18℃～20℃运行模式更为节能。
同样，在夏季使用空调时，新型空调运行模式也更为适宜。这种兼顾舒适与节能的空调方式，不仅满足了高品质的生活需求，还有助于实现节能减排目标，与低碳经济发展理念相契合。
对于当今的HVAC技术人员而言，真有效值测试工具至关重要。这是因为新型固态调速电机驱动和包含功率半导体或整流器的加热控制广泛使用，导致了许多负载被归类为“非线性”。这些非线性负载以短脉冲形式吸收电流，不同于线性负载（如感应电机）的平滑正弦波电流吸收。由于电流波形的差异对测试工具读数产生显著影响，因此真有效值测试工具成为诊断电气故障不可或缺的工具。
Fluke116C真有效值仪表，专为HVAC暖通空调/制冷领域设计，集成了温度和微安级电流测量功能。这款紧凑型仪表是HVAC专业技术人员的得力助手，能迅速诊断HVAC暖通/制冷设备和火焰探测器的故障。其低阻抗输入（LoZ）特性有效防止了杂散电压导致的读数误差。通过引入真有效值仪表的功能特点，为HVAC行业提供了强有力的保障。
对于空气流量监测的重要性，HVAC中的空气流量对运营成本有着显著影响。肮脏的盘管、风扇和过滤器会降低供气流量，增大静压，导致HVAC设备难以满足房屋负荷，进而增加能源费用。由于HVAC能源费用往往占总能源费用的50%以上，因此，更严格的监测和控制HVAC空气流量显得尤为重要。优化空气流量降低能耗。
