上海宝湾办公楼及仓库分季节节能控制实践与成效剖析

一、上海宝湾办公楼及仓库项目概述

1.1 项目简介

上海宝湾区域办公楼及仓库地处优越地段，交通便捷，周边配套齐全，邻近多条城市主干道与高速公路，方便货物运输和人员往来。该项目总建筑面积为一定规模，其中办公楼和仓库各占相应面积。办公楼为特定层数的建筑，运用现代化设计理念，空间布局科学合理，内部设有多个办公区、会议室、休息区等，可满足不同规模企业的办公需求。仓库划分成多个功能区，涵盖常温仓库、恒温仓库和特殊物品仓库，以适配各类货物的存储需求。常温仓库主要用于存放普通日用品、电子产品等；恒温仓库配备先进温控设备，能将温湿度控制在特定范围，适合存储对环境条件要求较高的物品，如药品、食品等；特殊物品仓库专门针对易燃易爆、有毒有害等特殊物品设计，具备完善的安全防护设施和管理措施。

由于办公楼内人员密集、办公设备较多，对室内空气质量及温湿度有较高要求，需要暖通系统提供稳定、舒适的室内环境。夏季需将室内温度维持在适宜范围，通常为 ，以提升办公人员工作效率；冬季要保证室内温暖，温度一般保持在 。同时，需保障室内空气新鲜度，满足每人每小时一定立方米的新风量需求。仓库区域因存储货物不同，对温湿度要求差异较大。常温仓库温度一般控制在 ，相对湿度保持在 40%-70% ；恒温仓库则依据存储货物特性，将温度精确控制在特定范围，例如部分恒温仓库温度设定为 2^∘C-8^∘C ，湿度控制在 35%-75% 。这些严格的环境要求，使得暖通系统在该项目中发挥着关键作用，其运行的稳定性和节能性直接关系到项目的运营成本与效益。

1.2 暖通系统现状

现有暖通系统由中央空调系统、通风系统和供暖系统构成，其中中央空调系统以螺杆式冷水机组为冷源，搭配冷却塔通过冷冻水管道和风机盘管调节空气；通风系统含自然通风和机械通风，保障室内空气质量；供暖系统冬季以燃气锅炉为热源提供热量。不过，该系统存在能耗问题，包括设备老化致能源利用效率低、系统控制策略未优化（如过渡季节未充分利用自然冷热源、未实现分区分时控制等），但也因此具有较大节能潜力，可通过改造和优化控制策略降低能耗、提高效率。

1.3 能耗分析

相关建筑的能耗存在明显季节性差异：夏季因制冷需求大，暖通系统能耗占比最高，尤其是制冷系统因设备长时间高负荷运行及辅助设备耗能而能耗突出；冬季供暖系统能耗占比较大，源于供暖设备持续耗能产热；春秋季暖通系统能耗较低，但部分时段因未合理利用自然通风、依赖机械通风造成能源浪费。进一步分析显示，能耗高的环节集中在冷热源设备（性能下降或运行参数不合理会加剧能耗）和末端设备（运行时间与功率调节不当导致浪费），且在人员活动集中及设备使用频繁时段，暖通系统能耗显著更高，因此针对这些高能耗环节和时段制定节能措施，对降低整体能耗意义重大。

二、春季节能控制方案

2.1 春季气候特点及对暖通系统的影响

上海春季一般从 3 月持续至 5 月，气温逐渐回升，平均气温在 6.0 C -21.0℃之间，但昼夜温差较大，有时可达 10℃以上。春季的湿度适中，空气相对湿度通常在 60%-80%, 。在这个季节，冷暖空气交替频繁，天气变化较为复杂，时而阳光明媚，气温迅速升高；时而又受冷空气影响，气温骤降。这种多变的气候条件对暖通系统的运行提出了较高的要求。

在春季前期，气温仍较低，暖通系统需要提供一定的热量来维持室内的舒适温度，满足办公楼和仓库的使用需求。而随着气温逐渐升高，尤其是在中午时段，室内可能会出现过热的情况，此时需要适当开启制冷设备或增加通风量来降低室内温度。昼夜温差大也使得暖通系统需要频繁调整运行模式，以适应不同时段的室内外温度变化。在白天温度较高时，需要加强通风或制冷；而在夜间温度较低时，则要减少制冷或适当供暖，避免能源的浪费。湿度方面，虽然春季湿度适中，但如果遇到连续的阴雨天气，室内湿度可能会升高，这就要求暖通系统具备良好的除湿能力，以防止因湿度过高导致的物品受潮、发霉等问题，尤其是在仓库区域，对湿度的控制更为关键。

2.2 节能控制策略

春季暖通系统节能可从两方面着手：一是充分利用新风，通过调整新风阀和回风阀开度提高新风比例，天气和空气质量良好时提升至较高水平，过渡季节室外温度接近室内设定温度时采用全新风运行实现免费供冷，同时依据室内外温湿度、空气质量等参数智能调节新风与回风比例，在保证室内空气品质的同时减少能耗；二是优化空调系统运行，根据室外温度调整运行模式，初期低温时采用制热模式并适当降低温度设定，气温达 18℃左右时切换为通风模式，温度继续升高且通风不足时开启制冷模式并以较低负荷运行，同时结合办公楼、仓库的使用及人员活动规律优化设备启停时间，仓库根据货物装卸需求灵活调整运行功率或暂停部分设备，以提高能源利用效率。

三、夏季节能控制方案

3.1 夏季气候特点及对暖通系统的影响

上海夏季从 6 月持续至 8 月，气候特点显著。气温方面，夏季是上海一年中最为炎热的时段，平均气温通常在 25℃ - 35℃之间，极端高温天气时气温甚至会超过 38‰ 。2023 年 7 月，上海经历了多次高温天气过程，多日最高气温达到37℃以上，局部地区甚至突破 39℃，炎热的天气使得人们对室内制冷需求大幅增加。湿度上，上海夏季受季风影响，空气湿度较大，相对湿度经常维持在 70% -90% ，这种高温高湿的环境会让人感觉格外闷热，增加了人体的不适感。在梅雨季节，空气湿度更是居高不下，有时甚至接近饱和状态，对室内环境的舒适度和物品的保存都带来了挑战。

高温高湿的气候特点对暖通系统在制冷和除湿两方面提出了严格要求与挑战。制冷上，系统需具备强大能力以快速降低并稳定室内温度，满足办公楼、仓库等不同场所的特定需求，但高温会增加设备负荷，考验其性能与可靠性，需做好散热和维护；除湿方面，为避免高湿度带来的健康、货物损坏等问题，系统要能高效除湿并将湿度控制在合理范围，不过除湿会额外耗能，且高温高湿易导致设备腐蚀，需注重能耗控制、采用耐腐蚀材料及加强防护以延长设备寿命。

3.2 节能控制策略

制冷系统优化可通过选用高效设备（如磁悬浮离心式冷水机组，能效比提高15%-20% ，部分负荷下能智能调节）、优化制冷循环（采用热回收技术，优化冷却塔运行可使机组性能系数提高 8%-12% ）、调整冷冻水温度（供水温度提高可降低能耗 5%-8% 并智能调控）实现节能；遮阳与隔热措施中，智能遮阳系统可阻挡 80% 以上太阳辐射热量，使室内降温 2℃ -3^∘C ，优化建筑围护结构（如采用聚氨酯泡沫保温板、岩棉保温板等）能提升隔热性能，减少室外热量传入，降低暖通系统能耗，以上海宝湾项目为例均有应用。

四、秋季节能控制方案

4.1 秋季气候特点及对暖通系统的影响

上海秋季从 9 月持续至 11 月，这一时期的气候特点鲜明。气温逐渐降低，平均气温在 15℃ - 25℃之间，初秋时气温仍较高，部分时段可能接近夏季高温，但随着时间推移，气温下降明显，昼夜温差也逐渐增大，夜晚凉意渐浓。根据上海市气象局的数据，2022 年秋季，9 月平均最高气温为 28℃，到了 11 月，平均最高气温降至 18% ，昼夜温差在 9 月约为 8°C ，11 月则扩大至 12% 左右。湿度方面，秋季空气湿度逐渐降低，相对湿度一般在 50%-70% ，相比于夏季的高湿度，秋季空气更为干爽。

这种气候特点对暖通系统的运行模式切换提出了明确要求。在初秋高温时段，暖通系统仍需以制冷运行模式为主，以维持室内舒适的温度环境，满足办公楼和仓库的使用需求。随着气温逐渐下降，当室外温度达到一定阈值，如 20℃时，暖通系统应及时从制冷模式切换为通风模式，充分利用自然通风来调节室内温度，减少制冷设备的运行时间，降低能耗。在夜间或气温较低的时段，可能还需要适当开启供暖设备，以防止室内温度过低，尤其是在仓库区域，要确保货物存储环境的温度适宜。昼夜温差大也要求暖通系统具备灵活的调节能力，能够根据不同时段的温度变化，快速、准确地调整运行参数，实现制冷、通风和供暖模式的合理切换，避免能源的浪费。湿度降低可能导致室内空气干燥，在一些对湿度要求较高的区域，如存放精密仪器的仓库，暖通系统需要具备一定的加湿功能，以保证室内湿度在合适的范围内。

4.2 节能控制策略

秋季过渡季的运行策略中，合理利用自然通风是节能关键，需根据室外温度、光照、风速等情况，通过调整门窗、通风口的开度和开启时间，借助自然风压和热压增强通风效果，同时逐步减少制冷量，依据室外温度变化调节制冷设备参数，直至关闭设备，以此在保证舒适度的前提下节能并改善空气质量；此外，秋季要对暖通设备全面维护保养，包括定期清洗或更换空调机组过滤器，检查修复制冷系统制冷剂泄漏并补充制冷剂，清洗冷却塔填料及检查相关设备，以保障设备性能、降低能耗。

五、冬季节能控制方案

5.1 冬季气候特点及对暖通系统的影响

上海冬季一般从 12 月持续至次年 2 月，受季风影响，气候呈现寒冷且湿度较低的特点。冬季平均气温在 4℃ - 12℃之间，在强冷空气来袭时，最低气温可降至 0% 以下。据上海气象局的数据统计，2022 年 1 月，上海经历了多次冷空气过程，多日最低气温达到 - 2℃左右，给人们的生活和工作带来了一定影响。由于上海地处长江中下游地区，冬季空气湿度相对北方地区较高，一般在 50% -70% ，这种湿冷的气候会让人感觉比实际温度更冷，增加了人体对供暖的需求。

在这样的气候条件下，暖通系统的主要任务是提供稳定、高效的供暖服务，以满足办公楼和仓库的室内温度要求。对于办公楼，要确保办公人员在舒适的环境中工作，室内温度通常需保持在 18 。在仓库方面，不同类型的货物对存储温度有不同要求，如电子产品仓库的温度一般控制在 10℃ - 25℃，食品仓库则要根据食品的特性，将温度精确控制在相应的范围内，以保证货物的质量和安全。然而，冬季的寒冷气候对暖通系统的供暖设备和管道带来了诸多挑战。低温会导致供暖设备的启动和运行困难，如燃气锅炉在低温环境下，点火成功率可能降低，热效率也会下降。管道内的热水在低温环境中容易散热，导致热量损失增加，影响供暖效果。为了维持室内温度，暖通系统需要消耗更多的能源，这不仅增加了运营成本，也对能源供应和环境保护提出了更高的要求。

5.2 节能控制策略

在供暖系统优化方面，选用高效燃气冷凝锅炉，其借助烟气冷凝技术提高热效率，且有智能控制系统实现精准供暖，同时通过安装变频水泵、合理设置供回水温度优化供热循环以降低能耗；在保温与防寒措施上，采用新型保温材料加强建筑围护结构保温，对门窗做密封处理，并采取设置风幕机、安装防寒门帘、包裹室外管道保温材料等防寒措施，以减少热损失，提升节能效果。

六、结论与展望

在方案实施中，智能控制系统稳定性不足，存在数据传输延迟、指令执行不及时等问题，且不同季节切换过渡不够平滑，影响节能效果与室内舒适度，前者可能因硬件故障、软件漏洞或网络干扰，后者源于气候和负荷变化预测不准及控制策略灵活性不足；对此，需加强系统维护升级、采用冗余设计，优化季节切换控制策略，建立精准气候预测模型并制定灵活策略。

未来暖通系统节能研究将向智能化、绿色化和个性化发展，智能化侧重利用物联网等技术实现精准控制与优化，绿色化注重可再生能源应用及节能减排，个性化则针对不同需求提供差异化方案，并考虑与建筑其他系统融合以实现整体节能优化。

参考文献：

[1] 梁晓英 . 能耗模拟在中央空调合同能源管理中的应用 [D]. 南昌大学 ,2013.

[2] 陈 博 飞 . 建 筑 能 耗 影 响 因 素 及 节 能 优 化 设 计 研 究 [J]. 砖瓦 ,2022,(10):69-72.DOI:10.16001/j.cnki.1001-6945.2022.10.046.