【提要】本文概要地介紹了中國(guó)建筑科學(xué)研究院空調(diào)所在恒溫恒濕、凈化空調(diào)技術(shù)及建筑節(jié)能技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)、應(yīng)用方面的進(jìn)展。

1恒溫恒濕空調(diào)技術(shù)研究

1.1概述

空調(diào)技術(shù)是在我國(guó)解放以后才逐步發(fā)展成熟的一門(mén)學(xué)科。它涉及到各類(lèi)建筑物和生產(chǎn)場(chǎng)

所的室內(nèi)環(huán)境要求,?即:?室內(nèi)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度等,?直接影響著生產(chǎn)工藝和人體健康。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,?各行各業(yè)科技和生產(chǎn)要求也會(huì)越來(lái)越嚴(yán),?特別是要求保持恒定的室內(nèi)溫、濕度,?才能滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝條件,?否則難以生產(chǎn)出合格品,?因此研究恒溫恒濕技術(shù)勢(shì)在必行。

6 0?年代初,?在國(guó)家科委十年規(guī)劃中,?將恒溫恒濕技術(shù)列為國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)課題。由中國(guó)建筑科學(xué)研究院空調(diào)所負(fù)責(zé),?組成了空調(diào)設(shè)備、恒溫恒濕指標(biāo)、氣流組織、自動(dòng)控制等專(zhuān)題組進(jìn)行研究,?于1 9 6 5?年研究得出整套科研成果,?包括高精度恒溫( 2 0?士0.5?℃?、士0.2 ,C、士0.1℃?)和一般精度恒溫( 20?士1℃?)等技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算方法,采取的措施和設(shè)備選用方法;?同時(shí)又組織對(duì)全國(guó)典型工程進(jìn)行恒溫普查和實(shí)測(cè)總結(jié),?于60?年代末提出了適合我國(guó)國(guó)情的恒溫工程整套設(shè)計(jì)方法。從圍護(hù)結(jié)構(gòu)、送風(fēng)溫差與換氣次數(shù)、氣流組織方式與計(jì)算、設(shè)備選型以及注意事項(xiàng)都有了明確規(guī)定,?這些均編入《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)》,廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程,?至今亦在使用。

進(jìn)入70?年代以后,?技術(shù)在進(jìn)步,?生產(chǎn)工藝又提出更高要求,?建研院空調(diào)所的科研人員結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,?深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)研,?在北京光學(xué)儀器廠光柵刻線(xiàn)室成功地實(shí)現(xiàn)20?士0.01?℃?高精度恒溫,?達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。然而科學(xué)發(fā)展是無(wú)止境的,?生產(chǎn)過(guò)程不僅要求恒溫,?有些還需要恒濕,?例如針織品、造紙、醫(yī)藥、食品等。解決恒濕問(wèn)題,?同樣需要從研制設(shè)備和技術(shù)關(guān)鍵入手?？照{(diào)所在引進(jìn)國(guó)外樣機(jī)基礎(chǔ)上,?積極研究開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)、溫濕度傳感器及自控儀表、模件式溫濕儀等。通過(guò)幾個(gè)具體工程使用,?例如天津某站恒溫恒濕室達(dá)到20士.0 5?℃?,?相對(duì)濕度“?士2% ;?北京某研究所恒溫恒濕達(dá)到20?士0.1?℃?,5?士3% R H,?說(shuō)明恒濕技術(shù)已可達(dá)士2%。從此開(kāi)始,建研院空調(diào)所具備了恒溫恒濕全套技術(shù),?有能力進(jìn)行從設(shè)計(jì)到調(diào)試恒溫恒濕工程總承包。

為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)需要,?不斷開(kāi)發(fā),?研制出裝配式恒溫室、恒濕室或恒溫恒濕室,?非常適合改造工程使用。

根據(jù)有些生產(chǎn)工藝需要低濕,?例如玻璃合片室、生物制品、庫(kù)房等,?要求在室內(nèi)溫度20?℃條件下,?相對(duì)濕度低于25 % ,?甚至要求達(dá)到1 5 %,?允許波動(dòng)范圍不超過(guò)2%。我們利用除濕技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),?選用我所研制的除濕機(jī),?在北京某生物制品室達(dá)到室溫20?℃?,?相對(duì)濕度低于2 0 % ;?又如在深圳某廠的玻璃合片生產(chǎn)車(chē)間,?選用國(guó)外除濕設(shè)備達(dá)到了相對(duì)濕度2 )?士.2 5%的要求。

近些年來(lái),?空調(diào)所又繼續(xù)開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)技術(shù),?發(fā)揮所內(nèi)綜合優(yōu)勢(shì),?利用原有的恒溫恒濕技術(shù),?充分發(fā)揮作用,?不僅取得了較好社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,?還在實(shí)踐中鍛煉和培養(yǎng)了新生力量。例如:?對(duì)某衛(wèi)星制造廠計(jì)量恒溫間的改造,?就是采用總承包方式,?總面積1 1 0 0m 2 ,共18?個(gè)計(jì)量間。改造后提高了恒溫精度,?由原來(lái)的20?士(1~ 2 )?℃?提高為20?土0.5?℃?、士1?℃?,?節(jié)電53 % ;?耗水量由1 2 o t/ h?下降為s t/ h ;?機(jī)房占地面積由6 2 o m?2?縮小為2 7 7m?2?,?節(jié)省5 5%。

綜上所述,?恒溫恒濕技術(shù)已成為建研院空調(diào)所傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)技術(shù),?今后將會(huì)繼續(xù)發(fā)揮作用,?為空調(diào)行業(yè)技術(shù)發(fā)展作出成績(jī)。

1.2?典型工程

1.2.1?某所國(guó)家級(jí)超精密加工試驗(yàn)室

該試驗(yàn)室總面積9 47 m?2?,?共有15?個(gè)試驗(yàn)間,?其中三間要求恒溫20?士0.2?℃?,?恒濕45?士5%,?其余均為20?士1?℃?,50?士10 %。

設(shè)計(jì)時(shí)采用空調(diào)所研制的帶上位機(jī)通訊功能的W S Z一3?型模件式溫濕度調(diào)節(jié)儀進(jìn)行控制。每臺(tái)儀表可巡回測(cè)量溫、濕度及設(shè)定值、閥門(mén)等16?個(gè)參數(shù),?其精度高汾辨率高達(dá)0.01?℃?。工程峻工后調(diào)試,?經(jīng)2李小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,?全部達(dá)到上述恒溫恒濕精度要求。

1.2.2?北京某研究所恒溫室設(shè)計(jì)

該恒溫室由8?間組成,?總面積為23 6 m?2?,?各房間要求見(jiàn)表1。

設(shè)計(jì)時(shí),?對(duì)于士0.1?℃?房間采用孔板送風(fēng)下側(cè)回風(fēng);?士0.5?℃?房間采用側(cè)送側(cè)回方式;?其它房間采用條縫風(fēng)口上送上回方式。選用柜式空調(diào)機(jī),?控制系統(tǒng)均采用空調(diào)所的W S Z?忍型模件式溫濕度調(diào)節(jié)儀及不同功能模件卡,?組成送風(fēng)溫度和室內(nèi)溫、濕度兩級(jí)控制?？⒐ず蠼?jīng)連續(xù)24?小時(shí)運(yùn)行測(cè)量,?垂直和水平方向的溫度均未超過(guò)上述要求,?濕度均小于士5 %。

1.2.3?天津某站的裝配式高精度恒濕室研制

該室建在一座二層樓的底層,?為一般辦公用房,?要求改造成二間恒濕室,?面積分別為: (4x 4.2 ) m?2?,( 4 x 5.5 ) m2?,?層高2.5 m。要求室內(nèi)距地(0.5 x2 ) m?區(qū)域內(nèi),?相對(duì)濕度為“?士2%,至少維持6?小時(shí)。

根據(jù)上述條件,?受建筑面積限制,?將原建筑作為外套,?內(nèi)設(shè)置裝配式壁板組成的恒濕室,?壁板與外套之間為氣套,?并對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)作了防潮和保溫處理?？照{(diào)機(jī)房設(shè)在相鄰小間內(nèi),?選用風(fēng)冷柜式空調(diào)機(jī),?并配以加熱器和加濕器。恒濕室內(nèi)采用孔板送風(fēng)下側(cè)回風(fēng)方式。為了保證恒濕士2%?的要求,?采用空調(diào)所研制的S WD?一2?型溫濕度傳感器和模件式控制儀組成自控系統(tǒng),?通過(guò)送風(fēng)參數(shù)和室內(nèi)參數(shù)兩級(jí)控制來(lái)達(dá)到要求。

建成后,?經(jīng)冬季和夏季工況連續(xù)運(yùn)行考核,記錄了連續(xù)12?小時(shí)實(shí)測(cè)值,?實(shí)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

其自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行正常,?系統(tǒng)從開(kāi)機(jī)到工況穩(wěn)定只需2?小時(shí)左右。

從上述結(jié)果表明,?采用裝配式恒濕室方案是成功的,?對(duì)于改造工程采用裝配式是非常適用的。

低濕工程?低濕工程是指室內(nèi)相對(duì)濕度小于30%（室溫?20℃）的場(chǎng)所?,?也就是指含濕量5g/kg?以下。由于要求低濕,?用冷凍除濕方法是不能達(dá)到的,一般需要采用化學(xué)吸附方式或冷凍徐濕與化學(xué)吸附相結(jié)合方式,?才能達(dá)到要求。例如:

北京某生物制品室就是潮濕空氣經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī),?再進(jìn)入冷凍除濕降溫后送入室內(nèi),?使室內(nèi)達(dá)到相對(duì)濕度小于20 %。

深圳某廠采用室內(nèi)外空氣混合后進(jìn)入冷凍除濕機(jī),?再經(jīng)轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕,?然后經(jīng)冷卻器等濕冷卻后送入室內(nèi),?而達(dá)到室溫2?℃?,?相對(duì)濕度2 2.5?士2.5%

1.3?結(jié)語(yǔ)

綜上所述,?建研院空調(diào)所經(jīng)過(guò)幾十年的空調(diào)技術(shù)研究和開(kāi)發(fā),?已系統(tǒng)地研究解決了恒溫精度在士0 . 1?～士0.01?℃?、恒濕精度在士5%～士2 %?的高精度恒溫恒濕成套技術(shù)(?包括設(shè)計(jì)計(jì)算、恒溫恒濕設(shè)備及控制儀表等),?并已能以多種形式為各行業(yè)提供全套技術(shù)服務(wù)(上述工程實(shí)例足以說(shuō)明)。今后我們將繼續(xù)努力,?結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐,?將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,?與全國(guó)同行們團(tuán)結(jié)協(xié)作,?為我國(guó)空調(diào)事業(yè)再創(chuàng)業(yè)績(jī)。

2?凈化空調(diào)技術(shù)研究

國(guó)際上自50?年代中期以來(lái),?空氣潔凈度已逐漸成為空調(diào)的三大參數(shù)之一,?對(duì)溫濕度波動(dòng)范圍要求嚴(yán)格者,?即是前述的恒溫空調(diào);?對(duì)空氣潔凈度有要求者,?即為凈化空調(diào)。凈化空調(diào)出現(xiàn)不是偶然的,?是現(xiàn)代高科技和生產(chǎn)活動(dòng)發(fā)展的結(jié)果,?它的任務(wù)是保證產(chǎn)品加工的精密化,?產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的微型化,?產(chǎn)品質(zhì)量的高純度,?產(chǎn)品運(yùn)行的高可靠性。

3 0?余年前,?面對(duì)國(guó)內(nèi)空氣凈化技術(shù)完全空白而又急需的狀況,?建研院空調(diào)所從事凈化空調(diào)研究開(kāi)發(fā)工作一開(kāi)始就從硬件抓起,?促進(jìn)普及;?在普及的基礎(chǔ)上再抓理論提高;?然后再去指導(dǎo)推廣普及。當(dāng)時(shí)主要根據(jù)三線(xiàn)任務(wù)和各部委的要求,?首先要提供樣機(jī)、產(chǎn)品和裝置。大約經(jīng)過(guò)十年時(shí)間至70?年代初期,?我們所獲得的凈化方面的成果已基本配套成龍,?使當(dāng)時(shí)國(guó)家需要的凈化空調(diào)測(cè)試方法、儀器和設(shè)備都可以立足國(guó)內(nèi)獲得解決蕊并為后來(lái)北京及至全國(guó)的大規(guī)模集成電路會(huì)戰(zhàn)以及凈化技術(shù)的普及,?打下了良好的基礎(chǔ)。到目前為止,?從計(jì)重測(cè)塵法、微孔濾膜測(cè)塵法到濁度計(jì)、J 73?型粒子計(jì)數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)粒子;?從粗中高效過(guò)濾器到潔凈工作臺(tái)、吹淋室、層流罩、余壓閥、傳遞窗、吸塵機(jī)、自?xún)羝?、壓縮空氣過(guò)濾器、檢漏儀、細(xì)菌采樣器;?從裝配式亂流、層流潔凈室到0.1μ10級(jí)潔凈室;?從節(jié)能型低阻亞高效過(guò)濾器到消毒型屏蔽式紫外線(xiàn)消毒器;?從封導(dǎo)結(jié)合的雙環(huán)密封裝置到密封膠,?在國(guó)內(nèi)都是首次成功?？梢哉f(shuō),?在主要儀器設(shè)備,主要“?軟件”?方面,?從國(guó)際上看,?我們起步并不晚,?從國(guó)內(nèi)看,?空調(diào)所也走在前列(?見(jiàn)表3、表4 )。

改革開(kāi)放之后,?是空調(diào)所和全國(guó)同行把國(guó)產(chǎn)的設(shè)備產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)內(nèi)凈化空調(diào)工程的普及時(shí)期。為了指導(dǎo)這種普及,?保證工程質(zhì)量,?先后主編了《空氣潔凈技術(shù)措施》和《潔凈室施工及驗(yàn)收規(guī)范》,?參編了《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》。其中《措施》是國(guó)內(nèi)第一份關(guān)于空氣潔凈技術(shù)的綜合性指導(dǎo)性措施;?《施工規(guī)范》是國(guó)際上第一份這樣的規(guī)范。這在我國(guó)大發(fā)展的重要時(shí)期,?為凈化技術(shù),?為現(xiàn)代化建設(shè),?都做出了重大貢獻(xiàn)。

空調(diào)所還設(shè)計(jì)、承包建設(shè)了許多有難度的凈化空調(diào)工程,?如毛主席紀(jì)念堂甲區(qū)、百級(jí)白血病房、整個(gè)1 09?廠生產(chǎn)線(xiàn)凈化改造、中藥西藥和獸藥廠凈化車(chē)間(m.gxshunjiang.com)、S P F?動(dòng)物房、科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、原子鐘恒溫潔凈室、導(dǎo)彈平衡實(shí)驗(yàn)室、愛(ài)茲病毒生物安全P 3?級(jí)實(shí)驗(yàn)室等。

在理論提高方面提出了一些新概念新方法,?有的在國(guó)際上也是首次,?已廣為國(guó)內(nèi)規(guī)范、手冊(cè)、書(shū)籍所采用。我們分析了亂流和平行流(也稱(chēng)單向流)?的流態(tài)實(shí)質(zhì),?提出用平行流代替層流的概念,?這比美國(guó)20 9C?標(biāo)準(zhǔn)的變更早五、六年。

通過(guò)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和理論分析提出的我國(guó)大氣塵的統(tǒng)計(jì)規(guī)律和日變化模型,?是重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),?得出了日變化趨勢(shì)基本上與相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度的變化趨勢(shì)相同的重要結(jié)論,?并且區(qū)分了地區(qū)類(lèi)型濃度和高效系統(tǒng)、非高效系統(tǒng)的設(shè)計(jì)濃度,?而國(guó)外一直不加區(qū)分,?這對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量特別是超級(jí)潔凈室的設(shè)計(jì)有很大影響。

提出的潔凈室均勻分布和不均勻分布計(jì)算理論和方法。在國(guó)內(nèi)外第一次把亂流和單向流

納入一個(gè)統(tǒng)一公式加以解釋和計(jì)算,?揭示了它們的特性和規(guī)律,?弄清了一些不好解釋的實(shí)際間題,?而且使具體計(jì)算變得簡(jiǎn)單易行。到目前為止,?國(guó)外還沒(méi)有既簡(jiǎn)便又很準(zhǔn)確的計(jì)算含塵濃度和自?xún)魰r(shí)間的方法。

單向流潔凈室一向以其巨大風(fēng)量而令建設(shè)者和設(shè)計(jì)者頭痛,?因?yàn)槊绹?guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)把它的截面風(fēng)速規(guī)定為不得小于0.45 m / s?。所以,?若能有根據(jù)地降低風(fēng)速,?則不僅有巨大的經(jīng)濟(jì)效益,?而且也給設(shè)計(jì)和建造帶來(lái)方便?！?平行流潔凈室干限風(fēng)速的研究”?,?在國(guó)內(nèi)外首次提出了足以抗四種干擾的下限風(fēng)速,?并且考慮了室內(nèi)熱源和人行走的因素,?從而跨過(guò)了國(guó)際權(quán)威數(shù)據(jù)設(shè)置的“?門(mén)檻”?,?使設(shè)計(jì)風(fēng)速可降低1 / 3 ,?其可行性已為國(guó)內(nèi)大量實(shí)踐所證明。

在潔凈室型式上,?經(jīng)典的垂直單向流由于其上滿(mǎn)送、下滿(mǎn)回的方式帶來(lái)許多問(wèn)題,?制約了百級(jí)潔凈室的推廣,?特別是像我們這樣資金少的國(guó)家。我們關(guān)于兩側(cè)下回風(fēng)潔凈室特性的研究,?是通過(guò)可視化的水模型進(jìn)行的,?這在當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)本領(lǐng)域中也是首創(chuàng),?它使數(shù)學(xué)模型的結(jié)果變成可見(jiàn)的事實(shí)。該研究成果為這種潔凈室的推廣應(yīng)用提供了理論依據(jù)和具體數(shù)據(jù),?突破了國(guó)外認(rèn)為這種潔凈室只能在不超過(guò)3.6 m寬下使用才能達(dá)到1 0 0?級(jí)的看法,?允許室寬沐到6?m、這就足夠?qū)嶋H需要,?因而從某一方面大大推動(dòng)了百級(jí)潔凈室的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)建造的百級(jí)潔凈室,?大部分已是這種無(wú)格柵地板的簡(jiǎn)便型式。

在檢測(cè)方面我們?cè)缬诿绹?guó)數(shù)年就提出了最小檢測(cè)容量、最少測(cè)點(diǎn)數(shù)和風(fēng)速不均勻度的概念和計(jì)算方法,?并且包容了后來(lái)美日提出的數(shù)據(jù)。在工藝方面,?我們提出的封導(dǎo)結(jié)合的雙環(huán)密封裝置,?是國(guó)外所沒(méi)有過(guò)的,?它為超級(jí)潔凈室的發(fā)展提供了一種有用的密封工藝。

當(dāng)前我國(guó)凈化空調(diào)面臨電子工業(yè)和制藥工業(yè)發(fā)展的需要,?都將有一個(gè)更大的發(fā)展時(shí)期。進(jìn)入90?年代時(shí),?日本的芯片年產(chǎn)10 0?億片,?韓國(guó)3 0?億片,?而我國(guó)只有1?億多片。當(dāng)時(shí)我國(guó)年產(chǎn)高效過(guò)濾器7?一8?萬(wàn)臺(tái),?我國(guó)的凈化生產(chǎn)總值(?不計(jì)土建費(fèi)用)?約為2 ~ 3?億元,?占國(guó)民生產(chǎn)總值1.74?萬(wàn)億元的萬(wàn)分之1.5;?而日本同時(shí)期凈化產(chǎn)值35?億美元,?占國(guó)民生產(chǎn)總值2.45?萬(wàn)億美元的千分之1.5。此外,?我國(guó)有數(shù)千家中西藥廠要按《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(?即G M P )?要求進(jìn)行凈化改造。所以即使不談其他行業(yè)對(duì)凈化空調(diào)的需要,?只是從電子工業(yè)追趕國(guó)際水平而發(fā)展凈化空調(diào)或者為了國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)技術(shù)改造而應(yīng)用凈化空調(diào),?對(duì)凈化空調(diào)來(lái)說(shuō),?都是一個(gè)難得的機(jī)遇。已為我國(guó)凈化空調(diào)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)的空調(diào)所,?也應(yīng)當(dāng)更有所作為才是。

3?建筑節(jié)能技術(shù)研究

3.1?概述

我國(guó)目前每年城鄉(xiāng)新建房屋建筑面積約在10?億m2?以上,?其中城鎮(zhèn)住宅2?億m2,?公共建筑和工業(yè)建筑2?億多m2?以及農(nóng)村住宅7?億多m2。我國(guó)已有建筑面積也十分巨大,?到1 9 9 0?年底,?城鎮(zhèn)房屋建筑面積70.9?億m2,?農(nóng)村1 75?億m2,?合計(jì)達(dá)2 4 5.9?億m2。預(yù)計(jì)1 9 9 1?一2?0 0 0?年將完成城鄉(xiāng)房屋建筑為1 06?億m2,?是世界上建房最多的國(guó)家。要實(shí)現(xiàn)其基本使用功能,?需耗用大量能源。建筑能耗包括采暖、通風(fēng)、空調(diào)、降溫、照明、家用電器和熱水供應(yīng)的能耗,?其中以采暖和空調(diào)能耗為主。

我國(guó)地域廣闊,?與同緯度其它國(guó)家相比,?冬寒夏熱十分突出,?而建筑物的保溫隔熱和氣密性能很差,?采暖系統(tǒng)熱效率低,?單位住宅建筑面積采暖能耗高于發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)妆禶?僅在“?三北”?地區(qū)城鎮(zhèn),?雖然人口只占全國(guó)的13.6%,?而且冬季室內(nèi)溫度并不能總保持16?℃?以上。1 9 9 3?年其建筑采暖耗能已達(dá)1.01?億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,?占全國(guó)能源消費(fèi)總量的9.6%。而以我國(guó)長(zhǎng)江流域?yàn)榇淼闹胁康貐^(qū),?人口占全國(guó)的1/ 3 ,?冬季濕冷,?夏季酷熱,?以往采暖受到限制。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,?城鎮(zhèn)及農(nóng)村房屋正越來(lái)越廣泛地使用采暖設(shè)施,?全國(guó)范圍內(nèi)的“?空調(diào)熱”?日見(jiàn)高漲,?而熱水供應(yīng)也必將逐步發(fā)展起來(lái)。至于廣大農(nóng)村,?建房熱仍持續(xù)不斷,?但房屋保溫隔熱性能很差,?改變冬寒夏熱的室內(nèi)環(huán)境也勢(shì)在必行。自70?年代末8 0?年代初,?以旅游旅館及高檔出租辦公樓、公寓、商場(chǎng)為代表的民用空調(diào)建筑大量興建。僅以高檔旅游旅館為例, 1 9 9 3?年底已超過(guò)2 5 0 0?家。這類(lèi)建筑由于都設(shè)置了全年性舒適空調(diào)和較高的建筑標(biāo)準(zhǔn),?主要能源為電力,?故已成為城市民用建筑中的用電大戶(hù)。在某些城市,?這類(lèi)建筑的總用電量已占到城市居民用電總量的40 %,?普遍存在電力高峰段供不應(yīng)求,?被迫采取拉閘限電辦法。因此,?采暖和空調(diào)能耗必將迅速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2 0 0 0?年將增到1.79?億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,?占全國(guó)能源消費(fèi)總量的比例將上升至1 3.6 %。由此可見(jiàn),?隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展,?能源供應(yīng)將更加緊張,?導(dǎo)致影響經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,?然而能源生產(chǎn)相對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展要滯后得多?！?九五”?期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)預(yù)計(jì)將保持8% ~ 9%?的增長(zhǎng)速度,?而一次能源生產(chǎn)量增長(zhǎng)率則可能爭(zhēng)取達(dá)到4%。為了減輕能源供應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的制約作用,?發(fā)展經(jīng)濟(jì)所需的能源應(yīng)更多依靠節(jié)能來(lái)解決。

建筑節(jié)能起源于1 9 7?3?年和1 9 7 9?年兩次世界性石油危機(jī),?許多發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)二十多年的努力,?建筑節(jié)能進(jìn)展巨大,?成效顯著。我國(guó)從1 9 8 2?年原國(guó)家經(jīng)委撥款由建設(shè)部組織開(kāi)展建筑節(jié)能工作。空調(diào)所從摸清量大面廣的北方建筑采暖耗能入手,?作為主編單位之一,?編制了我國(guó)第一部采暖住宅節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),?并于1 9 9 5?年再次修編。為了編制空調(diào)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),由國(guó)家計(jì)委撥款空調(diào)所承擔(dān),?進(jìn)行了北京、上海、廣州等地旅游旅館空調(diào)建筑耗能調(diào)查實(shí)測(cè),并在此基礎(chǔ)上編制了空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步方面,在原國(guó)家經(jīng)委及建設(shè)部支持下,?進(jìn)行了平衡供暖技術(shù)的研究與產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),提高了供暖系統(tǒng)能源利用率。為了改善北方農(nóng)村住宅、公共建筑以及中部地區(qū)城鎮(zhèn)住宅冬夏季室內(nèi)熱環(huán)境條件,?在國(guó)家計(jì)委、農(nóng)業(yè)部、建設(shè)部的支持下,?開(kāi)展了利用被動(dòng)太陽(yáng)能改善室內(nèi)熱環(huán)境技術(shù)的研究,?并在遼寧、山東農(nóng)村及江蘇、安徽城鎮(zhèn)建造了利用被動(dòng)太陽(yáng)能為主的節(jié)能住宅。我國(guó)中部地區(qū)城鎮(zhèn)住宅以往不設(shè)置采暖裝置,?為了從理論分析及實(shí)測(cè)上獲得適合該地區(qū)居民的最低水平室內(nèi)熱舒適環(huán)境指標(biāo),?在國(guó)家自然科學(xué)基金支持下,?開(kāi)展了研究課題,?初步獲得該地區(qū)最低水平舒適指標(biāo)以及開(kāi)發(fā)了優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,?推動(dòng)了被動(dòng)太陽(yáng)能在建筑中應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。

綜上所述,?建筑節(jié)能技術(shù)經(jīng)過(guò)20?年來(lái)的發(fā)展,?已成為了空調(diào)所的優(yōu)勢(shì)技術(shù)之一,?結(jié)合國(guó)家的需要,?今后還將在縱深上投入力量,?為建筑節(jié)能行業(yè)技術(shù)發(fā)展作出成績(jī)。

以下簡(jiǎn)要的對(duì)各項(xiàng)技術(shù)作一回顧。

3.2?標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃

由中國(guó)建筑科學(xué)研究院(物理所、空調(diào)所)作為主編單位,一我國(guó)第一部建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)?于1 9 8 6?年由建設(shè)部發(fā)布,?確定為第一階段節(jié)能目標(biāo),?即與1 9 8 0 1/ 9 81?年住宅通用設(shè)計(jì)相比,?按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的住宅可節(jié)能30 %。1 9 9 2?年開(kāi)始對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,?于1 9 9 5?年建設(shè)部發(fā)布《居住建筑熱工與采暖節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,?提出第二階段節(jié)能目標(biāo),比第一階段再降低30 %,?也即在1 9 8 0/ 1 9 8 1?年住宅通用設(shè)計(jì)耗能水平基礎(chǔ)上節(jié)能50 %,?但節(jié)能投資不超過(guò)土建工程造價(jià)的10 %,節(jié)能投資回收期不超過(guò)10?年,?節(jié)約噸標(biāo)煤的投資不超過(guò)開(kāi)發(fā)噸標(biāo)煤的投資。

1 9 9 3?年國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局與建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布了《旅游旅館建筑熱工與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)為強(qiáng)制性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),?要求在審批新建、擴(kuò)建及改建旅游旅館項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的節(jié)能篇章時(shí),?以及設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行旅游旅館的設(shè)計(jì)和管理工作中,?都應(yīng)遵守該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1 9 9 5?年建設(shè)部發(fā)布了“?建筑節(jié)能`?九五’?計(jì)略劃和2 0 1 0?年規(guī)劃”?,?進(jìn)一步明確了建筑節(jié)能的三步目標(biāo)。

3.3?平衡供暖技術(shù)

采暖建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)明確提出了節(jié)能指標(biāo),這指標(biāo)應(yīng)由提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能、改善門(mén)窗密閉性,?以及提高供暖系統(tǒng)鍋爐運(yùn)行效率及管網(wǎng)輸送效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)對(duì)我國(guó)北方集中供暖系統(tǒng)的調(diào)查、實(shí)測(cè)及分析,?認(rèn)為要使供暖系統(tǒng)達(dá)標(biāo),?其關(guān)鍵技術(shù)為水力平衡。在供暖系統(tǒng)中,?熱水由閉式管路系統(tǒng)輸送到各用戶(hù)(?例如供暖小區(qū)中各幢樓)。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)正確,?并能按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行的管網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),?各用戶(hù)應(yīng)該都能流經(jīng)設(shè)計(jì)水量,?即能滿(mǎn)足其熱負(fù)荷的需求。但由于各種原因,?大部分輸配環(huán)路及鍋爐機(jī)組(?或熱力站)?并聯(lián)環(huán)路存在水力失調(diào),?即流經(jīng)用戶(hù)及機(jī)組的熱水流量與設(shè)計(jì)水量不符。為了緩解供暖系統(tǒng)室溫冷熱不勻現(xiàn)象,?以往設(shè)計(jì)或使用單位常常加大鍋爐機(jī)組及循環(huán)水泵容量,?結(jié)果導(dǎo)致投資增加,?能量嚴(yán)重浪費(fèi)。這反映于采暖能耗高,?不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值,?同時(shí)供暖品質(zhì)差,?小區(qū)中各樓室溫不勻,低的只有10 ~ 12℃?或更低。

這種水力失調(diào)的主要原因是以往管網(wǎng)系統(tǒng)中缺乏能定量調(diào)節(jié)(調(diào)節(jié)性能好且能測(cè)定流量)的閥門(mén)(硬件)?以及能確保各用戶(hù)獲得設(shè)計(jì)流量平衡調(diào)試方法(?軟件)。

在原國(guó)家經(jīng)委的支持下,?空調(diào)所于1 9 8 9?年研制開(kāi)發(fā)了平衡閥及其專(zhuān)用智能儀表,?這提供了解決水力失調(diào)的硬件及軟件。平衡閥是一種特殊功能的閥門(mén),?它具有良好的流量調(diào)節(jié)性能,有閥門(mén)開(kāi)啟度指示及鎖定和測(cè)量裝置;?專(zhuān)用智能儀表中編入了平衡調(diào)試軟件,?在調(diào)試時(shí),?應(yīng)用智能儀表逐一對(duì)每個(gè)平衡閥作一次性調(diào)整,?全部系統(tǒng)即能實(shí)現(xiàn)水力平衡。

北京市安貞西里小區(qū)有建筑面積73?萬(wàn)m2?,?由于各種原因小區(qū)供暖效果差,?相當(dāng)數(shù)量的用戶(hù)室溫低于16?℃?,?有的只有10?℃?左右。經(jīng)空調(diào)所實(shí)測(cè)診斷,?并采用以平衡閥為主的平衡供暖技術(shù)后,?系統(tǒng)中全部室溫均達(dá)到16?℃?以上,?而且鍋爐運(yùn)行臺(tái)數(shù)比以往少一臺(tái),?同時(shí)也少運(yùn)行一臺(tái)水泵及相應(yīng)鼓引風(fēng)機(jī),?一個(gè)采暖季節(jié)電6 8?萬(wàn)度。

目前平衡閥已應(yīng)用于全國(guó)29?個(gè)省市自治區(qū)8 0 0?余個(gè)工程,?經(jīng)實(shí)測(cè)表明,?應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)后平均可節(jié)煤節(jié)電各15 %。

3.4?自保溫隔熱體系的初步研究

“?自保溫隔熱體系”?是首先通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)本身及自然能源的作用,?在某一氣候條件下,即可達(dá)到或基本達(dá)到“?最低容忍”?的室內(nèi)熱濕環(huán)境指標(biāo),?以及在條件許可采用人工供熱(?冷)?的地區(qū),?可以既保證“?近期舒適”?,?又實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的建筑體系(?包括、門(mén)窗、屋頂、地坪、陽(yáng)臺(tái)等)。我國(guó)中部地區(qū)(?冬冷夏熱地區(qū)),?雖然冬季平均氣溫高于O℃?,?但相對(duì)濕度較高,?冬季濕冷,?而夏季又酷熱。以往該地區(qū)一般城鎮(zhèn)住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)保溫措施,?也不設(shè)置集中采暖設(shè)施,?此冬夏季室內(nèi)熱環(huán)境條件相當(dāng)差。為了從“?自保溫隔熱體系”?思路出發(fā),?結(jié)合國(guó)情及居民生活習(xí)慣,?在國(guó)家自然科學(xué)基金支持下,?空調(diào)所開(kāi)展了“?節(jié)能住宅設(shè)計(jì)、能耗及室內(nèi)熱環(huán)境理論分析和軟件開(kāi)發(fā)研究”?。通過(guò)對(duì)無(wú)錫市十名學(xué)生(?五名男性、五名女性)?冬夏季的實(shí)測(cè),?結(jié)論為:?當(dāng)?shù)鼐用褡畹褪孢m的環(huán)境參數(shù)為:?冬季,?室溫及室內(nèi)平均壁面溫度為10?℃?或更高;?而夏季室內(nèi)環(huán)境的上限為室溫32.5?℃?,?相對(duì)濕度70 %,?平均輻射溫度與空氣溫度接近。為了開(kāi)發(fā)“?自保溫隔熱體系”?住宅建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,?在國(guó)外軟件基礎(chǔ)上,?補(bǔ)充了相對(duì)濕度、平均輻射溫度、空氣流動(dòng)速度等數(shù)學(xué)模型,?而開(kāi)發(fā)出利用被動(dòng)太陽(yáng)能改善室內(nèi)熱環(huán)境的軟件。

3.5?被動(dòng)太陽(yáng)能改善室內(nèi)熱環(huán)境技術(shù)

空調(diào)所自70?年代后期開(kāi)始從事于如何盡可能利用太陽(yáng)能、合理建筑設(shè)計(jì)來(lái)改善室內(nèi)熱環(huán)境條件。在農(nóng)業(yè)部及建設(shè)部的支持下,?參加“七五”?、“?八五”?攻關(guān)課題,?對(duì)太陽(yáng)能集熱蓄熱部件進(jìn)行了深入的研究,?并在北方及山東農(nóng)村建造了被動(dòng)太陽(yáng)能采暖住宅及學(xué)校,獲得了很好的效果,?即室溫達(dá)10?一12?℃?以上,?增加投資額在15 %?以下。

為了推動(dòng)中部地區(qū)城鎮(zhèn)住宅被動(dòng)太陽(yáng)能設(shè)計(jì)技術(shù),?及學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),?在建設(shè)部、國(guó)家計(jì)委支持下,?通過(guò)中瑞(?典)科技合作完成了“?我國(guó)過(guò)渡地帶節(jié)能住宅設(shè)計(jì)技術(shù)”?。通過(guò)優(yōu)化計(jì)算南向窗墻比及圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能,?在無(wú)錫沁園新村以及“?八五”?攻關(guān)課題的示范工程馬鞍山珍珠園小區(qū)中均建造了示范建筑,?實(shí)現(xiàn)冬季南向平均臥室溫度達(dá)到10?一12?℃?,?夏季南向臥室日平均室溫比普通住宅低2?℃?,?投資題增加10%左右。