綠色建筑中的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

毛 威

（廣東中譽(yù)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511515）

1 綠色建筑

1.1 綠色建筑概念和內(nèi)涵

綠色建筑的定義有很多，一般認(rèn)為綠色建筑即生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑，綠色建筑在整體設(shè)計(jì)時(shí)要注重節(jié)能環(huán)保，在建設(shè)的時(shí)候注重節(jié)省土地和資源，在使用的時(shí)候注重合理使用能源。從廣義角度看，綠色建筑主要的建設(shè)思想是建筑的可持續(xù)性、低能耗的使用，其中包括了和諧發(fā)展的觀念。除了綠色建筑以外，近幾年，提出的可持續(xù)發(fā)展建筑、低碳建筑都和綠色建筑有著相同的思想，在綠色建筑的基礎(chǔ)上，智能建筑與節(jié)能建筑也得到了很好的發(fā)展。綠色建筑概括起來(lái)有以下的幾個(gè)特點(diǎn)；第一，建筑全生命周期都要確保節(jié)能環(huán)保。在建筑整個(gè)的建筑周期中，從舊建筑的拆除到原料的托運(yùn)、施工階段、最后的投入使用和維護(hù)都嚴(yán)格遵守環(huán)保的要求。第二，提高能源、材料、土地的使用效率，盡量減少不必要的浪費(fèi)，維護(hù)生態(tài)和降低污染。在施工的過程中，首先要節(jié)省土地，用最少的土地達(dá)到最好的效果；其次在整個(gè)的建設(shè)過程中要注意水和材料的節(jié)省，力求做到“少費(fèi)多用”。第三，在實(shí)現(xiàn)建筑應(yīng)有功能的基礎(chǔ)上，盡可能提高建筑使用者的使用感受，建立一個(gè)良好的生活環(huán)境。第四，與自然和諧共生。綠色建筑的最終目標(biāo)是形成人和自然的和諧，不過度的使用能源，造成不必要的浪費(fèi)。

1.2 綠色建筑與建筑節(jié)能

建筑節(jié)能要求在不影響建筑根本功能的前提下，通過各種手段降低建筑的能源損耗。目前綠色建筑主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：第一，采暖、空調(diào)能耗；第二，整個(gè)系統(tǒng)的能耗；第三，建筑里面公共場(chǎng)所照明能耗。從這里能夠看出，綠色建筑和降低能耗有著非常直接的聯(lián)系。建筑節(jié)能一般只是針對(duì)能耗相對(duì)較高的建筑，而綠色建筑更注重細(xì)節(jié)，力求在各個(gè)方面降低能耗。

2 綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

2.1 空調(diào)采暖系統(tǒng)選擇

空調(diào)采暖熱源系統(tǒng)的選擇是一個(gè)復(fù)雜的過程，整個(gè)選擇過程需要對(duì)多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行選擇，在確定與選擇空調(diào)采暖系統(tǒng)和設(shè)備時(shí)，很多設(shè)計(jì)師都是根據(jù)建筑的實(shí)際負(fù)載做出選擇；一些設(shè)計(jì)師相對(duì)思考得全面點(diǎn)，會(huì)考慮當(dāng)?shù)氐哪茉磧r(jià)格，對(duì)初投資以及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行必要的比較；不僅如此，為了達(dá)到最好的效果，對(duì)初投資、運(yùn)行費(fèi)用、日后的維護(hù)、環(huán)境影響都應(yīng)該進(jìn)行必要的比較，現(xiàn)代綠色建筑中采暖熱源系統(tǒng)引入有時(shí)候會(huì)使用多目標(biāo)決策法，來(lái)提高選擇的效果?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)師越來(lái)越重視能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的理念。但是實(shí)踐中依然存在著很多的問題，比如運(yùn)行管理和能源監(jiān)管系統(tǒng)沒有進(jìn)行統(tǒng)一管理，運(yùn)行管理和環(huán)境保護(hù)只是進(jìn)行了泛泛的研究，沒有進(jìn)行必要的量化；除此之外源頭控制指標(biāo)不是特別的全面，一些設(shè)計(jì)師僅僅注重了熱源設(shè)備能效和輸配系統(tǒng)能效兩個(gè)參數(shù)。綠色建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)整體的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)該和綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相掛鉤，最終確定的系統(tǒng)不應(yīng)該具有主觀性，并且應(yīng)該科學(xué)地發(fā)揮系統(tǒng)及產(chǎn)品的綜合優(yōu)勢(shì)?；谶@些原因，根據(jù)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，空調(diào)采暖熱源系統(tǒng)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合的分析，包括室內(nèi)環(huán)境、經(jīng)營(yíng)費(fèi)、運(yùn)行管理、能源消耗等方面。多目標(biāo)決策法是現(xiàn)代綠色建筑暖通空調(diào)選擇的重要選擇方法?？照{(diào)采暖熱源系統(tǒng)選型的基本原則有如下幾個(gè)方面。

2.1.1 能源方面

雖然選擇煤作為主要的能源可以降低運(yùn)行的成本，但是煤能源會(huì)造成大量的能源污染。因此，要堅(jiān)決杜絕使用煤作為能源。與煤相比，電、天然氣等能源在使用的過程中污染較小。近幾年地源熱泵也得到了很好的發(fā)展，這種技術(shù)可以利用地下可再生能源（水）進(jìn)行熱量交換，這種方式不僅使用效果較好，而且?guī)缀鯖]有污染。

2.1.2 效率方面

現(xiàn)在綠色建筑一般會(huì)使用COP高的水機(jī)組。目前，離心式水機(jī)組三級(jí)壓縮COP可以達(dá)到7.3。

2.1.3 綠色建筑的暖通空調(diào)，應(yīng)該充分考慮噪聲、運(yùn)行穩(wěn)定性、占地面積等因素

比如：溴化鋰機(jī)組無(wú)毒、無(wú)臭，并且運(yùn)行的時(shí)候噪聲比較小；風(fēng)熱泵機(jī)組體積較大，可以設(shè)計(jì)在建筑的屋頂；在一些建筑中，負(fù)載的變化比較大，可以使用蓄熱系統(tǒng)，提高能源的使用效率。

2.2 綠色建筑中暖通空調(diào)噪聲控制

暖通空調(diào)風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，噪聲源包括風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組、排風(fēng)管等。在風(fēng)機(jī)翼輪和壓縮機(jī)使用過程中，由于震動(dòng)導(dǎo)致噪聲。風(fēng)機(jī)盤管是重要的調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的循環(huán)系統(tǒng)，一般情況下都是直接配置在建筑室內(nèi)。所以，暖通空調(diào)對(duì)室內(nèi)噪聲影響的大小，直接和風(fēng)機(jī)盤管本身的配置方式有關(guān)。所以，為了更好地降低風(fēng)機(jī)盤管本身的噪聲，應(yīng)該選擇合適的風(fēng)機(jī)盤管，并且在配置完成之后進(jìn)行試運(yùn)行，如果噪聲較大，要找出其中的原因，并且進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在綠色建筑暖通空調(diào)的使用過程中，為了降低風(fēng)機(jī)盤管的噪聲，可以使用以下幾種控制辦法：第一，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)和葉輪是風(fēng)機(jī)盤管噪聲的主要來(lái)源?？梢酝ㄟ^提高線圈加工精度的方式來(lái)降低電動(dòng)機(jī)噪聲。暖通空調(diào)的制造過程中要提高加工精度，相應(yīng)地減小葉輪的重量，必要的時(shí)候可以降低轉(zhuǎn)速。其次，可以使用噪聲較低的配置，目前使用較多的一種辦法是把風(fēng)機(jī)盤管安置在管道間里面，與此同時(shí)把送風(fēng)口設(shè)計(jì)在房間過廳的上部，使用這樣的配置方式把風(fēng)機(jī)盤管和房間進(jìn)行了有效的隔離。對(duì)于一些必須要配置在房間里面的風(fēng)機(jī)盤管，應(yīng)該把其配置在入口上部的房頂。通過多年的分析，室內(nèi)噪聲級(jí)和配置方式以及風(fēng)機(jī)盤管有著非常直接的聯(lián)系?；诖?，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)盤管設(shè)計(jì)的時(shí)候不能單純地考慮經(jīng)濟(jì)因素，也應(yīng)該把噪聲納入到考慮的范圍里面，要考慮噪聲的標(biāo)準(zhǔn)要求。最后，有的時(shí)候即使選擇了恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)盤管以及配置，但是設(shè)備依然會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，這時(shí)候可以考慮消聲器的使用。風(fēng)機(jī)與室內(nèi)出風(fēng)口之間如果有一段管道閑置，可以設(shè)計(jì)管道阻性消聲器。對(duì)于配置在室內(nèi)墻角的立柱式風(fēng)機(jī)盤管，在使用消聲器的時(shí)候會(huì)有很大的困難，這時(shí)候可以適當(dāng)?shù)脑黾语L(fēng)機(jī)盤管的高度。

空調(diào)機(jī)房是一個(gè)非常重要的噪聲源，如果機(jī)房的位置選擇不當(dāng)，就會(huì)導(dǎo)致綠色建筑里面的噪聲較大。因此，應(yīng)該把機(jī)房放在較遠(yuǎn)的一個(gè)位置。在綠色建筑當(dāng)中一般都會(huì)放置在地下室，這樣噪聲因?yàn)樽匀凰p對(duì)建筑的影響會(huì)相對(duì)較小。一般情況下使用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)房造成的噪聲會(huì)比較小，一般情況下，只要對(duì)各設(shè)備進(jìn)行消聲和隔振設(shè)計(jì)就可以滿足綠色建筑對(duì)噪聲方面的需求。有的地方機(jī)房和電梯沒有隔音措施，機(jī)房噪聲通過電梯傳到建筑的其他地方，基于此，為了提高噪聲隔離的效果，在新風(fēng)入口處也應(yīng)該進(jìn)行相關(guān)的消聲處理。機(jī)房里面可以使用吸音的設(shè)備進(jìn)行處理。吸聲減噪在綠色建筑中已經(jīng)被廣泛的使用。不管在室內(nèi)的什么位置，噪聲一般都是由直達(dá)聲和混響噪聲所組成的。根據(jù)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)可以知道混響聲和直達(dá)聲可以進(jìn)行相互的疊加，疊加直接導(dǎo)致了噪聲對(duì)室內(nèi)的影響更加大，理論值一般可達(dá)20 dB。機(jī)房里面有很多體積較大的設(shè)備，這些設(shè)備很容易產(chǎn)生噪聲，現(xiàn)在一般空間靠吸聲體來(lái)達(dá)到降低噪聲的目的。

2.3 蓄能系統(tǒng)運(yùn)行策略

由于蓄能空調(diào)采暖系統(tǒng)方案的選擇不能直接采用熱負(fù)荷，需要考慮其運(yùn)行策略。為了降低能耗，要制定相應(yīng)的運(yùn)行策略，在綠色建筑暖通空調(diào)中一般會(huì)制定100%、75%、50%、25%條件下的熱運(yùn)行策略。通過模擬的手段獲得不同負(fù)載下的運(yùn)行情況。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的時(shí)候，首先要充分了解當(dāng)?shù)氐碾妰r(jià)策略。蓄能系統(tǒng)應(yīng)該主機(jī)優(yōu)先、讓部分負(fù)載儲(chǔ)能的運(yùn)行控制策略，這種策略避免了全蓄能策略所導(dǎo)致蓄熱槽的體積過大的情況，從而更大效率的提高COP。其中：逐時(shí)熱負(fù)荷=電鍋爐供熱+蓄熱罐供熱；放熱速率=逐時(shí)蓄熱罐供熱量/總蓄熱罐供熱量；蓄熱主機(jī)負(fù)載率=逐時(shí)電鍋爐供熱量/（機(jī)組額定負(fù)荷×主機(jī)臺(tái)數(shù)），如果負(fù)荷超過兩臺(tái)主機(jī)的總空調(diào)負(fù)荷，就需要把兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)打開，滿功率輸出，若當(dāng)時(shí)的負(fù)荷不需要兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)打開滿負(fù)荷工作，一臺(tái)不能滿足當(dāng)時(shí)負(fù)荷的實(shí)際需求，則可以讓一臺(tái)機(jī)器處于部分負(fù)載工作的狀態(tài)，另外一臺(tái)處于滿負(fù)載工作的情況。如果當(dāng)時(shí)負(fù)載小于一臺(tái)主機(jī)的額定功率，只需要選擇主機(jī)供熱就可以滿足室內(nèi)的要求。主機(jī)制熱應(yīng)該選擇電價(jià)較低的時(shí)候使用，按照主機(jī)制熱工況下負(fù)荷的不同，將總共需要制熱的容量分?jǐn)偟礁鱾€(gè)時(shí)間段。

2.4 綠色建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能

隨著科技的發(fā)展，空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)有了很大的進(jìn)步，變頻空調(diào)的出現(xiàn)改變了過去空調(diào)高能耗的情況，目前家用空調(diào)出現(xiàn)了很多變頻系列產(chǎn)品，變頻空調(diào)相比于其他空調(diào)價(jià)格略高，但是節(jié)能效果較好。正是因?yàn)樽冾l空調(diào)在節(jié)能方面有著很大的優(yōu)勢(shì)，綠色建筑作為以環(huán)保節(jié)能為主要目標(biāo)的建筑，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)的時(shí)候也應(yīng)該優(yōu)先使用變頻空調(diào)，雖然使用變頻空調(diào)會(huì)增加投資的費(fèi)用，但是其節(jié)約的能源可以收回成本?？照{(diào)系統(tǒng)最為重要的兩個(gè)系統(tǒng)一個(gè)是水系統(tǒng)，一個(gè)是風(fēng)系統(tǒng)，這兩個(gè)部分也造成了非常大的能源損耗。綠色建筑中暖通空調(diào)的風(fēng)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生非常高的能耗，通過變頻器的引入，可以讓風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)不同的外界情況，讓電機(jī)處于不同的工況，這樣就可以很好的起到節(jié)能的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代社會(huì)中，綠色建筑是建筑行業(yè)一個(gè)重要的方向。暖通空調(diào)作為綠色建筑必不可少的一個(gè)部分，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，降低能源消耗，提高綠色建筑的舒適度是很多設(shè)計(jì)師的重要課題。

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