建筑生態(tài)環(huán)境與暖通空調(diào)系統(tǒng)的探討

霍勝旺

摘要：建筑生態(tài)環(huán)境主要是對于同建筑相關(guān)的一切的外在事物，主要包括有室內(nèi)、外的熱、濕、光、聲以水等等環(huán)境，主要是一種生態(tài)的理念，主要是建筑，人，環(huán)境處于和諧相處的狀態(tài)。本文主要探討了建筑生態(tài)環(huán)境同暖通空調(diào)系統(tǒng)之間的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：建筑生態(tài)環(huán)境；暖通空調(diào)；討論

中圖分類號： TS958.1+7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

進(jìn)入新時期以來我國人民的生活水平逐漸提高，人民逐漸意識到節(jié)能同環(huán)保的重要性，開始注重生態(tài)建筑之中通過怎樣的合理設(shè)計才可以使得暖通空調(diào)更好的為人們服務(wù)。這不僅僅是社會的進(jìn)步，同時也是人類的進(jìn)步。當(dāng)前暖通空調(diào)不僅僅是在工程之中還是我們平時的居家領(lǐng)域，其應(yīng)用較為廣泛，如果可以使得空調(diào)在最節(jié)能，最環(huán)保的情況之下才可以為人們服務(wù)則是暖通空調(diào)最佳的運行方式。在全部生態(tài)建筑之中，暖通技術(shù)也有十分大的作用，暖通技術(shù)如果止步不前，那么生態(tài)系統(tǒng)就比較難有最好的狀態(tài)。

1、室內(nèi)環(huán)境對暖通空調(diào)節(jié)能的影響

暖通空調(diào)的安裝和使用目的是為了保證用戶的基本居住溫度、濕度以及氣流速度的需要。當(dāng)室內(nèi)溫度驟然升高或者是空氣流通不暢時，需要打開暖通空調(diào)甚至提高基本數(shù)值，此時能源耗損相對提高。為此，為了節(jié)約能源，可以適當(dāng)?shù)谋ＷC室內(nèi)基本溫度的恒定。恒溫和恒濕的居住環(huán)境既能保證用戶的基本生活需求，也能夠減少不必要的能源浪費。因此，根據(jù)上述要求，科研人員提出了相應(yīng)的整改意見即在一般的舒適性空調(diào)中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足人們的舒適感覺為目的；在恒溫恒濕或有潔凈要求的工藝性空調(diào)中，一切以滿足生產(chǎn)工藝為目標(biāo)。而房屋的建筑熱工設(shè)計是恰當(dāng)?shù)乩梅课輫o(hù)結(jié)構(gòu)的熱特性，抵抗室外氣候的變化，使房間內(nèi)產(chǎn)生舒適的微氣候。

1.1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)對暖通空調(diào)負(fù)荷的影響

建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成部件的設(shè)計對建筑能耗、環(huán)境性能、室內(nèi)空氣質(zhì)量與用戶所處的視覺和熱舒適環(huán)境有很大的影響。雖然增大維護(hù)結(jié)構(gòu)需要增加建筑成本，但是通過增大維護(hù)結(jié)構(gòu)帶來的節(jié)能效果卻相對明顯。需要注意的是，維護(hù)結(jié)構(gòu)的改良需要結(jié)合建筑的實際環(huán)境特點和氣候等因素進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，基本上通過采用高性能的維護(hù)建筑材料來實現(xiàn)節(jié)能目的。

1.1.1、門窗

門窗對室內(nèi)溫度的影響主要集中在兩個方面，其一是，門窗的基本材料具有較差的保溫性能，不能起到基本的房屋保溫要求；其二是，門窗安裝中出現(xiàn)可避免的程度不一的縫隙，縫隙成為主要的風(fēng)道，影響室內(nèi)溫度的恒定。因此，對于門窗工程的改善也集中在對于門窗材料的選擇和門窗的安裝上。應(yīng)該選擇具有一定保溫隔熱性能的高性能門窗材料，同時應(yīng)該準(zhǔn)確設(shè)計門窗安裝的圖紙，保證門窗安裝不出現(xiàn)大的縫隙，對于不可避免的縫隙可以適當(dāng)進(jìn)行填充。

1.1.2、屋頂

屋頂保溫效果會直接影響到整棟建筑的室內(nèi)溫度環(huán)境。為了加強屋頂?shù)谋刈饔?，首先需要采用質(zhì)量達(dá)標(biāo)的高性能保溫建筑材料，充分利用其熱工性能。其次，屋頂工程的施工不僅是簡單的保溫，同時應(yīng)該注意防水和防潮。只有這兩項工作進(jìn)行有機的結(jié)合，才能保證屋頂發(fā)揮其基本的保溫功效，維持室內(nèi)基本溫度需求。

1.2、室內(nèi)熱環(huán)境對暖通空調(diào)節(jié)能的影響

1.2.1、室內(nèi)溫度的影響

我國面積遼闊，沒有熱帶和寒帶的領(lǐng)土區(qū)域，因此，居民的生活環(huán)境內(nèi)有常年低溫或者常年高溫的現(xiàn)象存在，通常來說基于地域的因素，決定了我國冬季的氣溫過低，尤其是北方地區(qū)，室內(nèi)外溫差極大，零下三十?dāng)z氏度的天氣也經(jīng)常出現(xiàn)，為了保暖，北方需要進(jìn)行大量的采暖舉措。同時夏季南方溫度過高，尤其是“三大火爐”地區(qū)，人們需要承受酷暑的考驗，為了降低溫度，同樣需要采取大量的降溫舉措。隨著建筑質(zhì)量的提高和經(jīng)濟(jì)水平的提高，這兩種舉措主要是通過暖通空調(diào)來實現(xiàn)，因此暖通空調(diào)的能源耗損與室內(nèi)溫度因素密切相關(guān)。

1.2.2、室外環(huán)境的影響

室外環(huán)境作為室內(nèi)環(huán)境的一個基本影響要素，也間接的影響著暖通空調(diào)的能源使用量。為了降低其能源耗損，技術(shù)人員應(yīng)該盡量克服外部環(huán)境對室內(nèi)溫度的影響，應(yīng)該根據(jù)建筑的實際需要采用一定隔熱建筑材料、建筑保溫材料、防潮建筑材料等。同時，研究應(yīng)該在抵制外部劣勢影響的前提之下，深入研究對外部環(huán)境優(yōu)勢影響的利用層面，爭取將外部環(huán)境的有利因素利用到室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)中來。

2、協(xié)調(diào)兩者之間關(guān)系的方法

2.1、控制好太陽的輻射

太陽輻射具有雙方面的影響：一方面可以使得室內(nèi)的太陽輻射增加，充分使用晝光進(jìn)行照明，將電氣照明的能耗降到最低，減少照明引起的夏季空調(diào)冷負(fù)荷和減少冬季采暖負(fù)荷；而在另外一個方面，增加進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射還會引起空調(diào)日射冷負(fù)荷的增加。所以，我們要求對太陽輻射使用比較合適的控制措施。比如說使用節(jié)能玻璃窗。把可見光及時引進(jìn)到建筑物內(nèi)區(qū)之內(nèi)，并且遮擋對于周邊區(qū)直射日射的遮檐。使用通風(fēng)窗的技術(shù)，把空調(diào)回風(fēng)引入到雙層窗夾層空間，帶走通過日射有引起的中間層百葉溫度升高的對流熱量。中間層百葉在光電控制之下可以自動改變角度，遮擋直射的陽光，透過散射可見光，使用建筑物的中庭，把晝光引入到建筑物內(nèi)區(qū)。

2.2、常規(guī)能源的優(yōu)化利用

例如對于小區(qū)中的采暖系統(tǒng)，在城市規(guī)模、市政管網(wǎng)設(shè)施等條件適宜的地區(qū)應(yīng)推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱等大型采暖方式；在有合適的低溫?zé)嵩纯梢岳玫牡貐^(qū)可考慮采用熱泵等采暖方式；對以電為主要能源的地區(qū)，電力峰谷差大的地區(qū)宜采用蓄熱技術(shù)；泵、風(fēng)機等動力輸送設(shè)備宜采用變頻技術(shù)；集中供熱應(yīng)對熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并加強保溫；對于集中供熱的采暖末端應(yīng)設(shè)有熱計量裝置和溫控閥等可調(diào)節(jié)裝置等。

2.3、使用計算機來進(jìn)行輔助模擬設(shè)計

暖通空調(diào)系統(tǒng)主要是在逐漸變化的環(huán)境之運行的，那么就要求在設(shè)計的過程之中不僅僅應(yīng)該考慮到系統(tǒng)運行之中的最不利工況，并且應(yīng)該對系統(tǒng)運行的過程來進(jìn)行預(yù)測，掌握動態(tài)的運行效果，如此才可以在設(shè)計以及運行過程之中做出較為合適的選擇。

2.4、可再生能源的開發(fā)與利用

應(yīng)該盡量節(jié)約不可再生能源（煤、石油、天然氣），同時積極開發(fā)可再生的新能源，主要包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物能以及地?zé)岬鹊葻o污染型能源，將可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)利用中的比例提高，而需要注意的是將可再生能源系統(tǒng)的效率提高。

2.5、確定合適的通風(fēng)量及氣流組織形式

比較合理的氣流組織可以確保送風(fēng)氣流送到要求到的任何地方，而不應(yīng)該有死角出現(xiàn)，重疊以及短路等等不合理的現(xiàn)象。氣流出現(xiàn)死角一般是因為送風(fēng)口布置不均勻，或者是因為數(shù)量不充足造成的；氣流出現(xiàn)重疊這是因為送風(fēng)口數(shù)量過多；氣流有短路出現(xiàn)，這些在我們設(shè)計中都應(yīng)該注意。

2.6、水的循環(huán)利用

可以結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源狀況以及氣候特點，確保安全的生活用水，制定與之相應(yīng)的節(jié)水、污水處理回收利用、雨水收集以及回用方案，實現(xiàn)水的循環(huán)利用以及梯級利用。對于沿海嚴(yán)重缺水城市應(yīng)該考慮到海水使用的方案。不斷提高水循環(huán)利用率以及用水效率，減少污水排放量。

2.7、日常運行的管理?在室外氣象參數(shù)隨著季節(jié)的變化而隨之變化，在室內(nèi)余熱和余濕量經(jīng)常變化的情況下，如果空調(diào)系統(tǒng)不作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，不僅浪費了冷量和熱量，而且會使室內(nèi)參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化和波動，以至滿足不了設(shè)計的要求，因此，空凋系統(tǒng)的設(shè)計和運行必須考慮調(diào)節(jié)問題，保證在全年(不保證時間除外)內(nèi)，既能滿足室內(nèi)溫濕度的要求，又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的目的?？照{(diào)房間溫濕度設(shè)計參數(shù)，一般允許有一定的波動范圍，為了提高空調(diào)設(shè)備的調(diào)節(jié)質(zhì)量并使能量消耗最小?？照{(diào)系統(tǒng)的最佳運行工況必須依靠自動控制技術(shù)來實現(xiàn)。暖通空調(diào)系的運行中，需要風(fēng)機和水泵來輸送介質(zhì)?？照{(diào)系統(tǒng)的水泵耗電量較大，在一般公共和民用建筑，空調(diào)水系統(tǒng)可占到空調(diào)總耗電量的15％～20％左右，減少空調(diào)水泵耗電量也能起到顯著的節(jié)能效果。在水系統(tǒng)節(jié)能中應(yīng)該重視水系統(tǒng)設(shè)計。認(rèn)真進(jìn)行水系統(tǒng)各環(huán)路的設(shè)計計算，并采取相應(yīng)措施保證各環(huán)路水力平衡。目前的一些空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計，采用變頻水泵進(jìn)行變流量運行也越來越普遍，通過改變水泵電機的轉(zhuǎn)速來控制水泵的流量，通過使用變頻調(diào)速水泵使水量隨冷熱負(fù)荷變化，可以達(dá)到非常明顯的節(jié)能效果。有資料表明，空調(diào)水系統(tǒng)采用變流量運行具有很大的節(jié)能能力，變頻器投資在1～2年內(nèi)即可收回。當(dāng)新風(fēng)狀態(tài)變化，而空氣處理設(shè)備不作相應(yīng)調(diào)節(jié)時，將會引起送風(fēng)參數(shù)和室內(nèi)參數(shù)的改變，導(dǎo)致能量的無益消耗；室外空氣狀態(tài)變化會引起建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量的變化，加上室內(nèi)熱濕負(fù)荷也可能產(chǎn)生變化，最終也將導(dǎo)致前述同樣的后果。因此，對這兩種變化情況，集中聲調(diào)系統(tǒng)均應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的運行凋節(jié)。

3、結(jié)語

為了逐漸將生活的舒適性提高、增進(jìn)身體健康，在建筑之中應(yīng)該盡力保護(hù)自然資源以及節(jié)約能源，降低環(huán)境污染、溫室氣體的排放，大力提倡以建造綠色生態(tài)建筑為主題，創(chuàng)造一個舒適、健康、便捷的生活環(huán)境是人類的共同愿望，同時也是建造綠色生態(tài)建筑的基礎(chǔ)以及目標(biāo)。

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