对国内外空调系统现状的分析

一、总论：随着我国国民经济水平的不断提高，建筑业也在持续稳定地向前发展。和前几年建筑业的发展相比，目前的发展商将眼光放的更远，他们不再片面的追求容积率及如何将开发成本降得越低越好，而是更多的考虑以人为本，开发真正舒适度高、建筑质量高的居住及商用建筑。随着中国加入世贸及承办2008年奥运会，中国将向全世界全面开放。为了适应国际贸易、旅游、及城市建设迅速发展的需要，高层建筑的发展不会停留在过去的发展水平，特别是对建筑物内的空气品质及舒适程度的要求也会越来越高。空调系统在建筑物内的作用将不再停留在只对建筑物内的温度进行调节，而是作为控制室内环境的一个重要组成部分。因为室内空气品质已经成为当今全世界最为关注的话题。同时，当人们在享受着空调技术给生产和生活带来方便和舒适的同时，也在思考如何减少空调系统所需消耗的能量。二、国外发达国家的空调系统与国内通常采用的空调系统的比较从目前国外发达国家空调技术的发展来看，从八十年代起，变风量空调系统已在发达国家的公共建筑物中出现，到近期在西方国家中，国内目前常用的风机盘管加新风系统已不允许在办公大楼中采用，因为该系统无法解决房间的全面通风问题，特别是在内区的房间（没有外窗的房间）。同时，国内常用的两管制风机盘管加新风系统更无法解决内区房间的冬季制冷问题。欧洲的一些国家更是对建筑物内的空气品质进行检测，如被定为“病态建筑”，该大楼将不允许使用，由此可见发达国家对室内环境的要求标准及室内环保的重要性。变风量空调系统是一种全空气系统，它是用送风温度来控制室内温度的。变风量系统可以同时满足室内的空气品质，又达到节能的目的。是目前发达国家在办公大楼及公共商业建筑中普遍采用的系统。1．风机盘管加新风系统的特点及造价分析：风机盘管加新风系统是在五、六十年代在发达国家率先出现的，是用来代替全空气定风量系统。由于全空气定风量系统不能对各个单独的房间进行调节，同时对建筑物的空间要求较大，而风机盘管和定风量空调系统相比可以独立设置在各个房间中，可以独立的进行开关及温度控制，但由于该系统的冷热源是通过水送入房间的，风机盘管只能对房间空气进行循环冷却或加热，这样一来，无法满足房间内工作生活的人对新风的要求，于是为满足新风的需要，设计中又加入了一套新风系统，可是，新风往由于排风的不畅而没有真正送入房间，由于设计中对房间分隔等要求，要想解决排风问题是一件非常困难的事。于是，就出现了人们认为集中空调的房间感觉到很闷，不舒服，当然，我们会经常看到设有集中空调的房间的大楼有很多窗户是开启的，主要是人们希望通过外窗来采到一定的新风，而实际上由于房间的正压度，新风是不会从窗户进入房间的，由此而来，舒适性空调实际上根本没有解决人们的舒适要求，只是将房间的温度降低或提高。风机盘管加新风的特点是：房间可以独立地进行温度调节，设计技术相对简单（因此设计风险不大），设备国产化程度高，投资少（通常我们所谓的高档写字楼，如目前金融街已建的项目中，大部分的投资在800元每平方米左右。该投资不包括与空调相配套的配电及自控，并且，只有主要设备，如冷冻及水泵等采用进口设备。）但该系统其缺点是噪音大，新风标准低，灵活性差，维修量大，无法解决人们的舒适度要求，更无法解决室内的空气污染问题。2．变风量系统的特点：变风量（VAV）空调系统70年代初由国外研制推出，目前是欧美等发达国家主流的空调系统。它根据空调负荷的变化以及室内要求参数的变化来自动调节各末端及空调机组风机的送风量及排风量，是一种全空气系统。室内空气的送入与排出按设计要求进行平衡，换气次数高，能及时的将室内人员呼出的废气排走，最大程度地保证空调环境的品质，将二氧化碳的浓度真正的控制在900PPM以下，（按照中国的设计规范室内二氧化碳的浓度应不高于1000PPM，但由于风机盘管加新风系统无法进行大量的排风和换气，实际上我们目前使用的集中空调的办公楼二氧化碳的浓度都严重超标。）提高人的舒适性，降低空调机组的运行能耗。一般来说，变风量空调系统具有以下特点：1）舒适性：能实现各个空调区域的灵活控制，可以根据负荷变化或个人的要求自行设定环境温度。2）节能：由于空调系统绝大部分时间是在部分负荷下运行，而变风量空调系统是通过改变送风量来调节室温的，因此能够合理的分配气量，减少空调机组的风机能耗，可明显降低运行电费，并可降低空调机组的总装机容量。3）不会发生过冷或过热：由于温度控制的灵活、有效，可以避免常规空调常见的局部区域过冷或过热，既提高了舒适感，又节约了能量。4）系统噪声低：如果风量减小是通过风机转速降低实现的，则会使系统噪声大幅降低。5）无冷凝水烦恼：变风量系统是全空气系统，冷水管路不经过吊顶空间，可以避免冷冻水、冷凝水滴漏污染吊顶,没有凝水盘避免了霉菌污染。6）系统灵活性好：其送风管与风口之间采用软管，送风口的位置可以根据房间分隔的变化而任意改变，也可根据需要适当增减风口，使系统结构变得十分灵活。3．水源热泵：水源热泵在发达国家只用在小型建筑及公寓中，实际上是分体空调将室外机变成一个整体，它根本就无法解决人的舒适度问题，不适合于高档的写字楼及公共场所。更是对水资源的浪费。三、北京新建项目的空调系统使用情况：目前北京地区在建的高档写字楼中，如果是国外的一流建筑师负责设计的，大都采用的是变风量系统，这些大楼都是北京地区的标志性建筑，如中国银行总行办公大楼，工商银行总行办公大楼，建设银行总行办公大楼，华润大厦，国家电力调度指挥中心，中保信大厦，南银大厦等。上海地区使用变风量系统的高档建筑比北京更多。而由国内的设计院设计完成的高档写字楼及公共建筑，大多还在使用风机盘管加新风和定风量的空气系统。我们认为出现这一现象的原因有以下几点：1变风量系统的设计技术难度较大，设计人员的风险也相应提高，变风量系统更加强调的是“机电一体化”，系统的运行完全靠自动控制，任何一个环节的失误，都可能对系统运行造成影响，设计人员不仅要懂空调还要对电气自控相当熟悉。2设备的国产化程度低，一次投资大。以上几个楼的空调投资在1400-1600元每平方米之间。3目前国内使用的变风量系统并没有人们希望的运行效果，该问题的出现是因为按照我们国家的要求，所有境外的设计公司都要由国内的设计院协助完成施工，通常情况下，外方的设计单位只做到扩初设计阶段，而施工图阶段是整个设计过程中的重要阶段，往往我们在深化图纸的过程中，由于变风量系统在国内还没有真正使用起来，工程师对系统的运行经验及设计经验不丰富，考虑不到很多细节，另外，国内的自控设计更多的依赖于设备厂家，而设计院对厂家的产品使用情况不熟，这样一来，无法真正校核配电；自控系统的设计是否合理，是造成变风量系统运行发生问题的关键。四、代表国际先进水平的空调系统已在北京出现：在我们对北京地区的空调系统进行调研的时候，我们发现由荷兰殷企国际工程公司提供技术咨询，设备定货及系统调试的富成花园酒店式公寓及管理办公楼室内的空气品质，舒适度，节能设计等都代表了我们所追求的国际一流，国内领先的标准。该公司在荷兰是集设计、施工、调试、维护为一体的全方位机电一体化工程（空调及其配套的用电自控）的代表。尽管富成花园酒店式公寓及办公楼是该公司在中国的第一个项目，并且由于国内的施工管理的要求，并没有完成在欧洲真正意义上的全过程管理，但该工程已进入正式运行，全过程自动化，不需要安排专人负责设备的运行，业主反映良好，又将新建的俱乐部空调系统交殷企公司按同样标准设计，目前俱乐部的施工已接近尾声，正处于调试阶段。初步运行达到设计标准。殷企公司的空调系统的特点：殷企公司将我们通常所说的空调系统称为“室内环境控制系统”，它已将我们通常所说的空气的调节上升到了室内的环境保护及舒适。1殷企公司设计的室内环境控制系统，在一年的绝大部分时间采用的是将全新风送入室内，并用高效的全热交换器进行能量回收，这样一来，将能保证室内的人员能够得到充足的室外空气，避免大量的使用循环风。将二氧化碳的浓度真正的有效的控制在规范允许的范围内,通过大量的通风将室内的有害气体及细菌及时排除，减小在楼内工作的人员受到污染。同时该系统采用了热回收装置，将能源的消耗量减小到最低。2他们在设计中采用了高效的袋式过滤器（EU-9或EU-8）将空气中大量的可吸入颗粒物隔绝在室外（北京地区的主要污染物为可吸入颗粒物），避免了细小的粉尘在室内随着送风四处飘散，减少了室内的粉尘污染。3殷企公司设计的室内环境控制系统不是目前国内采用的普通变风量系统，而是变风量诱导系统，该系统是目前欧洲最先进的空调系统，是普通变风量系统的改进，它避免了由于系统风量的变化造成房间内的送风气流组织的不均匀。使人不会有吹冷风感，提高人们的舒适度。4独特的开方式独立自控系统，可进行远程监测，系统的运行完全在程序的控制下开机停机及报警。不需要在机房内值班。5每个房间可以进行独立的温度控制，过渡季节及冬季可以同时进行供暖和制冷，解决了目前很多建筑物内区冬季房间燥热，而室外的冷空气又无法送入室内的问题。6冷源部分采用风冷机组，减少了浪费水资源，同时避免了由于冷却塔的蒸发造成的对周围环境的空气污染，减小了对送入房间的新风的污染。7该系统目前主要设备采用的是进口设备，主要的进口设备有：制冷机，空气处理机（包括：变风量送风机，变风量排风机，全热回收转轮冷却盘管，热盘管，混合段，高效过滤段，检查段，控制器等），变风量末端，风口，阀门，水泵等，同时为了保障系统的运行，自控系统从控制柜到电动阀，探头等都采用进口设备。目前，该系统在国内的安装及设备费为1600元每平方米左右（不包括控制系统及配电），但考虑到中国已加入世贸组织，关税将会继续降低，因此，每平米的估算价格还会降低，同时，殷企公司也在与设备厂协商，将部分产品在国内加工，在保证质量的同时，将成本降到更经济的水平。8运行可靠，维护保养的费用比较低，殷企公司的专业化队伍可以做后期追踪服务。五、关于“病态建筑”的话题：室内的空气污染在欧美已经在政府的控制下严格按照国家规定的法律进行检查，任何病态建筑将不允许使用。中国政府也已开始对室内的空气污染问题进行关注。明年中国将颁布第一部室内健康空气质量标准，该标准将对室内的可吸入颗粒物的多少，二氧化碳的浓度等都将进行严格的规定。世界卫生组织（WHO）的调查指出，许多在室内工作的人员都患有不同程度的如头痛，疲倦和过度性疲劳等“大厦相关性病症（BRI），这些相关性病症都与中央空调系统的设计运行有关。中国香港特区立法委的一份报告指出，通风系统性能的欠佳或不足是引起室内空气污染的最常见的原因。去年，北京市卫生防疫站根据国家室内空气质量检测的15个指标对北京的一些公共场所进行了检测。检测的结果表明，我国的室内空气的现状已经对人们的健康形成了威胁，各种公共场所室内的空气污染普遍超标，室内空气的质量对人的生命至关重要，如空气中二氧化碳的浓度太高，可以使人疲倦及磕睡；细菌及真菌会增加我们健康受影响的机会，长期接触甲醛、尼古丁及可吸入的悬浮颗粒、二氧化氮、臭氧和苯等室内空气污染物可损害肺部并引致呼吸系统疾病及增加患癌症的机会。北京地区肺癌的发病率已经成为危害北京人健康的第一杀手。另外，随着明年国家第一部室内空气品质标准出台时间的逼近，最近各种媒体相继报道了室内污染的一些数据，有些数据是令人触目惊心的，特别对北京各大商场的测试表明，室内的细菌含量高于室外45%以上，二氧化碳含量比室外高3倍还多（北京地区室外的二氧化碳浓度在400PPM到700PPM之间，国内设计规范规定室内的二氧化碳浓度不应超过1000PPM），空气中氧气量不足，悬浮颗粒浓度高于门外60%，9小时后竟达9倍以上，另外，室内由于装修使用的材料得不到及时的排除，还会留在空气中，目前，北京的一些高档写字楼经过专业人士的测定二氧化碳的含量过高，导致供氧量的不足，尽管专家们提出开窗通风，可很多建筑物近深很大，属于典型的“内区”房间，根本不具备开窗通风的条件，只有在进行建筑物的室内空调通风设计时考虑机械通风才是解决问题的根本。加拿大卫生组织的一项调查显示：68%的疾病源于室内空气污染。长期在受污染的空气