Video在线视频

下面我给大家再普及一些知识

是关于暖通空调的能耗和建筑能耗

首先我们先看看建筑能耗

这张图呢

给的是中外建筑能耗的对比

横坐标是人均建筑能耗

纵坐标是单位建筑面积的能耗

它的能量表述单位是标准煤

那么这些图中的圈圈的大小

代表着总量

你们可以看到呢

美国的总量是非常大的

它的人均消耗量也大

它的单位面积的

建筑能耗消耗量也大

那再看加拿大

尽管它们的人均建筑能耗大

单位面积的建筑能耗也大

但是它的总量要比美国小很多

再看看中国

最左下角的是 中国农村的建筑能耗

我们可以看到

它的人均值和单位面积值都非常小

然后再上去一点

是中国城镇的建筑能耗

尽管比农村的要大不少

但是呢 跟发达国家比

还是要低很多的

所以大家应该知道

社会上流传的说 中国的建筑能耗

是同等纬度的发达国家的两到三倍

这个说法是错误的

而我们这些建筑能耗都用在哪里了呢

根据统计值 我们可以发现

北方城镇采暖 农村建筑用能

商业与公共建筑的用能

以及住宅的用能

这个住宅的用能

是不包括北方的采暖的

但是呢 长江的流域采暖是包括在内的

那么这四大块各占了约四分之一

根据前面这些数据

我们可以看到了

我们国家 单位面积的建筑能耗

远低于发达国家

人均的建筑能耗更低

所以呢

可以说这是有很大的上升空间了

北方地区的采暖能耗呢

占了全国建筑能耗的四分之一

我们怎么去抑制这个上升趋势呢

这是我们面临的挑战

我们面临的挑战还有

长江流域地区

也就是我们夏热冬冷地区

有大量的新增的采暖的要求

那么到底是怎么样的采暖形式

才是合适的呢

北方地区采用了

城市热网的集中供暖形式

那我们在长江流域

应该不应该采用

跟北方地区一样的形式呢

我们还面临的挑战是

在农村的居住建筑

它们的建筑能耗虽然不高

但是呢 室内的热环境水平很低

是必须应该改善的

那怎么样才去改善

才能避免

我们的建筑能耗急剧上升呢

除了农村以外

在中国快速的城镇化发展过程中

那么城市的建筑的居民

对室内热环境的要求

也会越来越高

我们应该怎么去解决

再看看大型的商业和公共建筑

在之前

我们看到 商业和公共建筑

消耗掉了四分之一的能耗

实际上 在其中有一部分是

大型的商业和公共建筑

它们只占总建筑面积的1.25%

却消耗了10%的建筑能耗

而且呢 这些建筑能耗

有一半能耗是用在暖通空调系统上了

我们看一些具体的数字

右边这张图

是大型办公楼的建筑能耗的构成

包括空调采暖系统、照明

以及电梯和给排水等卫生系统

我们可以看到

暖通空调占了将近一半

左边这张图是住宅

大家一定会也认为

住宅中炊事应该能耗用得多

家电能耗用得多

暖通空调能耗没有那么高吧

实际上不然

在北方地区供暖能耗是非常高的

这是北京地区的建筑能耗

它的采暖空调加在一起

耗掉了65%的总能耗

上世纪90年代末

清华大学对上海的一些大型公共建筑

进行了能源消费的调查

包括宾馆、商场、办公楼和医院

我们发现在这些建筑中

空调系统几乎都是

能耗最高的部分

当然有的建筑

它的照明能耗也很高

我们面临的挑战是什么

首先是我们国家

城乡建设的高速发展

和我们现有的技术储备、政策配套

还不成熟 之间的矛盾

在建筑设计上

粗放型的暖通空调系统设计方法

导致了设计出来的建筑出现了

高能耗和低环境品质的现象

还有一个非常严重的问题

就是技术和产品的盲目使用

也就是滥用

尤其是 引进发达国家的一些称作是

先进的技术、先进的产品

然后呢 用在我们国家

说这是节能的产品

节能的技术

结果用了之后反而能耗更高

这种的滥用的技术比比皆是

比如说

全空气变风量系统不进行细的分区

比如说 在水系统上大量的安装平衡阀

比如说 在低密度的地区推广区域供冷

或者在高密度的地区推广地源热泵

当然大家都认为 获取可再生能源

这是非常好的建筑节能方法

但是在很多实际工程中

出现了这样的问题

为了获取低品位的可再生能源

它的代价是

消耗高品质的化石能源

结果是得不偿失

现在在我们本领域中

另一个挑战是理念上的问题

这个理念上的问题

不止存在于中国

而且存在于全世界

我们可以从历史中看到

暖通空调的工业化发展

最早是以工艺过程为服务对象的

美国最早用于印刷厂

中国最早用于纺织厂

都是工艺过程

但是现在我们的服务对象

更多的时候是变成了室内的人员了

但是这种工艺空调的理念

就被简单的移植过来了

它把人看作是没有差别、没有互动的

工艺对象变成了产品

比如说追求恒温恒湿

就跟工艺空调一样

非常高精度的温度控制和湿度控制

还有呢 全面机械化的控制

人在里面没有任何主动权

这是完全的工艺空调的特点

另外呢 人们还有一个错误的理念

是把暖通空调系统

看作跟手机、冰箱这样的家电产品

看作是一样的东西

进行标准化处理

盖一座楼是这样设计的

再盖一座楼简单的拷贝过去了

基本就是克隆一个新的系统

但是实际上

暖通空调系统和手机冰箱

这些产品它有根本性的区别

因为暖通空调系统

并没有标准化的系统

具体问题 具体分析

是暖通空调系统设计的灵魂

如果这个设计师

缺乏系统的分析能力

那它就难以应对

各种不同的应用需求了

刚才我谈到是我们面临的压力

那么我们前沿研究的焦点

应该又是什么呢

首先是环境保护与可持续发展

这应该在很多领域都是这样的

在我们这个领域

它的具体的体现

就是我们怎么把建筑环境的控制

和建筑设计进行密切的结合

也就是说

把这个用机器设备的这种主动手段

怎么跟建筑设计的这种被动手段

能够紧密结合

降低这个建筑对能源消耗的需求

第二个是 我们应该发展出

适应室内居住者行为的低能耗系统

去降低这个建筑物的能源需求

第三我们要用天然能源、

可再生能源和常规的化石能源

怎么去合理应用它

我们并不是说

光用可再生能源就可以了

在这里我提到了天然能源

和可再生能源 这是有区别的

比如说我利用天然采光

我利用自然通风

这应该都算作天然能源

当然它也应该说是

一种可再生能源

但是现在

人们往往把可再生能源

定义为只是用太阳能光伏板

太阳能热水器啊

去获得太阳能

这样才算可再生能源

而用天然采光

或者利用太阳能

来进行环境室内温度的控制

并没有被认为是

在利用可再生能源

所以我把这种用法叫做利用天然能源

还有第二个大问题

就是如何去实现舒适和健康

我们应该发展适宜的

空气处理流程和系统

达到降低过程能量损失的目的

我们还应该发展出适宜的

末端设备来满足

人的个性化的热舒适

和空气品质的要求

我们还应该进行

高水平的系统设计

比如说Design by simulation

也就是说我们应该

引入建筑的热模拟

用于暖通空调的系统设计

去设计这个系统的

全年运行方案

让它全年都达到最优

还比如 通过计算流体力学

CFD的设计手段

来提高室内的热环境

与空气质量的水平

暖通空调技术发展

实际上它也是有非常大的难点的

首先我们需要讲的是

高水平的设计要考虑

自然的、人为的、社会的、

经济的、心理的等等因素

因为我们是为人服务的

还要涉及使用者的行为学、

人体工程学等等的知识

并不是说 把现有的“高新技术”

进行一个堆砌

或者我去套这个设计标准和规范

就能够达到我们的高水平设计了

由于我们的暖通空调系统

无论是发展一种技术

还是发展一种产品

它的使用者是会很多的

所以它涉及的人员是

量大面广

我们推广任何一种新技术的话

都要非常谨慎

要保证使用起来可靠