暖通空調(diào)在綠色建筑中的應(yīng)用論述

+張杰+王素娟

摘要：綠色建筑的興起為暖通空調(diào)的進(jìn)一步發(fā)展和完善帶來(lái)了機(jī)遇，我們應(yīng)改變傳統(tǒng)暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)理念和運(yùn)行觀念，以可持續(xù)發(fā)展為原則，在技術(shù)上勇敢創(chuàng)新，設(shè)計(jì)更健康舒適、更環(huán)保、更節(jié)能的暖通空調(diào)。文章筆者對(duì)暖通空調(diào)在綠色建筑中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望對(duì)相關(guān)從業(yè)人員具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；綠色建筑；應(yīng)用

綠色建筑的基本要求是節(jié)能，在最大限度的降低能源消耗的基礎(chǔ)上再節(jié)能是綠色建筑的基本要求，這里的節(jié)能不僅包括能源的節(jié)約，還包括材料的節(jié)約。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，要控制通風(fēng)、采暖、制冷、等系統(tǒng)的能源消耗，注意建筑物內(nèi)部系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和與外部環(huán)境的和諧相處，盡量使用可再生資源和高性能材料，提高資源和材料的利用率，以降低費(fèi)用支出，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

1綠色建筑概述

綠色建筑并不是指單純的“綠化”建筑，其涵義比建筑物綠化更加深入。綠色建筑是一種能夠滿足人類生存發(fā)展的節(jié)能減排建筑，它是節(jié)能、環(huán)保、健康以及舒適、高效的代名詞。就其本質(zhì)而言，綠色建筑具有兩個(gè)明顯的特征：對(duì)環(huán)境無(wú)害，不會(huì)破壞自然生態(tài)平衡；對(duì)人類健康無(wú)害，使用者能夠放心、安全的使用，并能令其使用得舒適。比起普通建筑，綠色建筑克服了對(duì)地球能源的浪費(fèi)，以及對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，在其所采取的克服方法中，暖通空調(diào)技術(shù)便是其中一種。

暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要保證節(jié)能，目前市場(chǎng)上主流的暖通空調(diào)和建筑節(jié)能布局都能滿足基本的供暖效果，因此評(píng)價(jià)暖通空調(diào)總體性能的指標(biāo)就是空調(diào)能否在保證供暖穩(wěn)定的同時(shí)實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能減排。在工程應(yīng)用中可以利用 PMV 指標(biāo)，達(dá)到對(duì)溫度、濕度、風(fēng)速以及平均輻射溫度的綜合調(diào)控；其次，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要滿足個(gè)性化的需求。節(jié)能設(shè)計(jì)不能夠片面求全，而應(yīng)該根據(jù)個(gè)人需求對(duì)控制因素進(jìn)行靈活的調(diào)整；再次，要滿足新型舒適度的要求，人們生活質(zhì)量的提升主要體現(xiàn)在對(duì)生活品質(zhì)的追求，因此暖通空調(diào)還要具有光色、聲音、照明、外觀等方面的獨(dú)特設(shè)計(jì)；最后，暖通空調(diào)要能夠保證室內(nèi)空氣質(zhì)量，特別是要加強(qiáng)室內(nèi)微塵、特殊氣味以及細(xì)菌的抑制作用。

2實(shí)現(xiàn)綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的技術(shù)措施

2.1太陽(yáng)能節(jié)能技術(shù)

太陽(yáng)能取之不盡，用之不竭，既不受地域限制，又綠色環(huán)保無(wú)污染，被認(rèn)為是人類可持續(xù)發(fā)展的首選資源。太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)由集熱器和循環(huán)控制系統(tǒng)組成，其中集熱器包括換熱水箱及其他加熱設(shè)備，循環(huán)控制系統(tǒng)包括溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖三部分，其工作原理如下，首先利用特定的設(shè)備直接采集源源不斷的太陽(yáng)光，將其轉(zhuǎn)化為熱能，然后在熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)的處理下將熱量傳至換熱中心，轉(zhuǎn)換成熱水后再進(jìn)入地板采暖系統(tǒng)，最后通過電子儀器來(lái)控制、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。出現(xiàn)陰天、雨雪天氣不利于直接獲取太陽(yáng)能時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)到燃?xì)忮仩t設(shè)備對(duì)其輔助加熱，使人們?cè)诙煲材芟硎軠嘏?，同時(shí)在其他季節(jié)還可以利用太陽(yáng)能集熱設(shè)備提供大量熱水，大大的方便了人們生活。

2.2自動(dòng)化、智能化控制技術(shù)

由于環(huán)境氣候是周期性變化的，所以建筑物的冷熱量需求也隨之變化。要保證空調(diào)系統(tǒng)的供冷、供熱量與建筑物的冷熱量需求盡量一致，如果采用人工的方式顯然很難達(dá)到實(shí)現(xiàn)。通過自動(dòng)化、智能化控制系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)空氣溫度、空調(diào)設(shè)備的進(jìn)回水溫度等參數(shù)，經(jīng)運(yùn)算處理成輸出指令信號(hào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)變頻水泵的流量、空調(diào)主機(jī)的容量輸出，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控及控制的目的；在過渡季節(jié)，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)采集室內(nèi)外空氣的焓值，根據(jù)焓差值大小調(diào)節(jié)室外新風(fēng)量，最大限度地利用室外空氣來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，可以節(jié)省空調(diào)主機(jī)及末端的運(yùn)行時(shí)間，減少能耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與無(wú)自動(dòng)控制措施的空調(diào)系統(tǒng)相比，裝有自動(dòng)化、智能化控制系統(tǒng)的空調(diào)一年可以節(jié)省 20%~30% 的空調(diào)能耗。

2.3冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化

冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化不僅可以減少用電量，有著良好的經(jīng)濟(jì)效益，還能降低能耗，實(shí)現(xiàn)低溫送風(fēng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。一方面是在用電低谷的夜間將冷量蓄積在水中，在用電高峰期的白天釋放冷量用于供冷，降低了電費(fèi)支出。另一方面是同等條件下冰的蓄冷量遠(yuǎn)高于水的蓄冷量，所以蓄冷池的容積相對(duì)較小，熱損失較小，一定程度上節(jié)約了耗能。當(dāng)冷水溫度在1-4℃左右時(shí)，可采用低溫送風(fēng)，減小風(fēng)機(jī)動(dòng)力和風(fēng)量，自然起到節(jié)能效果，雖然冰蓄冷系統(tǒng)中的冷凍機(jī)的制冷效率降低，但是整個(gè)系統(tǒng)的COP值增大，尤其是在夜間室外溫度較低的時(shí)候，COP值較高，此外制冷劑基本處于滿負(fù)荷工作，工作效率和設(shè)備利用率也較高，即冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化具有良好的節(jié)能效果。

2.4自然通風(fēng)

自然通風(fēng)是人類調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的原始手段，具有節(jié)能、改善室內(nèi)環(huán)境舒適度和空氣質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)盡量使用自然通風(fēng)，目前通風(fēng)方式主要有以下幾種：

2.4.1風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)的自然通風(fēng)。風(fēng)壓是自然通風(fēng)的基本動(dòng)力之一，也是主要手段之一。要想實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，建筑物外部的風(fēng)環(huán)境是關(guān)鍵，所以建筑物要有利于通風(fēng)的朝向和格局，其次，為了更好地實(shí)現(xiàn)風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，應(yīng)減小氣流的阻力，多考慮建筑的平面、剖面等細(xì)節(jié)，如盡可能將門窗設(shè)計(jì)在一條直線上，開口面積盡量要大等，此外由于風(fēng)向、風(fēng)速極不穩(wěn)定，應(yīng)通過安裝可，節(jié)的百葉窗戶、合理的設(shè)計(jì)開口構(gòu)造等調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流，以達(dá)到良好的自然通風(fēng)效果。

2.4.2熱壓實(shí)現(xiàn)的自然通風(fēng)。利用熱壓差自然通風(fēng)的原理就是所謂的“煙囪效應(yīng)”，當(dāng)內(nèi)外空氣溫度不同引起空氣密度的不同，進(jìn)而形成壓力差，引起空氣流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)污濁的熱空氣從頂部排出和室外清新的冷空氣由底部進(jìn)入。所以應(yīng)在建筑物內(nèi)部多設(shè)置如中庭、樓梯間等豎向空腔，并在其頂部安置可調(diào)節(jié)的開口，進(jìn)而有效的實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空氣的排出，達(dá)到自然通風(fēng)。

2.4.3風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)。風(fēng)壓和熱壓是相輔相成、密不可分的，風(fēng)壓易受外部環(huán)境影響，相對(duì)不穩(wěn)定，而熱壓作用容易實(shí)現(xiàn)且穩(wěn)定性較強(qiáng)，當(dāng)兩者作用方向相同時(shí)，會(huì)促進(jìn)自然通風(fēng)效果，反之就會(huì)削弱通風(fēng)效果。雖然在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)規(guī)定中，一般不考慮風(fēng)壓作用，但是為為保證良好的通風(fēng)效果，風(fēng)壓對(duì)自然通風(fēng)的影響不容忽視，必須予以定性的考慮。

2.5變流量調(diào)節(jié)技術(shù)

建筑空調(diào)負(fù)荷是時(shí)刻變化的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)制冷系統(tǒng)只有 20%~30% 的時(shí)間在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其余大部分時(shí)間在部分負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。部分負(fù)荷狀態(tài)下讓設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行必然造成能源浪費(fèi)。變流量技術(shù)是通過采用變頻水泵、變頻風(fēng)機(jī)、變頻壓縮機(jī)以及可調(diào)節(jié)容量主機(jī)等設(shè)備，調(diào)節(jié)管路中冷（熱）媒的流量來(lái)適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷變化，從而降低設(shè)備的能耗，以達(dá)到節(jié)能的目的。目前常見的流量調(diào)節(jié)技術(shù)有：變風(fēng)量系統(tǒng)和變制冷劑流量系統(tǒng)和變水量系統(tǒng)。變風(fēng)量系統(tǒng)由變風(fēng)量末端裝置、集中式空氣處理機(jī)組及送回風(fēng)系統(tǒng)組成。其特點(diǎn)是可以根據(jù)空調(diào)區(qū)的溫度、CO2濃度等參數(shù)自動(dòng)改變送風(fēng)量，風(fēng)量變化范圍在30%~100%。該系統(tǒng)對(duì)于人員流動(dòng)變化大的場(chǎng)所節(jié)能效果十分顯著。變制冷劑流量主要通過變頻技術(shù)改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和頻率，直接調(diào)節(jié)制冷劑的流量，主要應(yīng)用在分體空調(diào)中。該系統(tǒng)直接將蒸發(fā)器作為空調(diào)末端，避免了二次換熱產(chǎn)生的熱損失，同時(shí)省掉了水泵，因此與水系統(tǒng)相比能效等級(jí)較高。變水量系統(tǒng)是在水管路系統(tǒng)中的末端盤管上設(shè)置電動(dòng)二通閥，根據(jù)室溫控制器調(diào)節(jié)通過盤管的水流量，從而引起系統(tǒng)分配環(huán)路的流量及阻力變化，形成供回水干管之間的壓力變化，并根據(jù)壓力變化情況再調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)數(shù)、運(yùn)行臺(tái)數(shù)，最終達(dá)到調(diào)節(jié)水系統(tǒng)輸送流量的目的，避免在低負(fù)荷狀態(tài)下出現(xiàn)小溫差、大流量的輸送，減少水泵的能耗。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在不久的將來(lái)，綠色建筑必將成為既能引領(lǐng)時(shí)尚，又可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的建筑佼佼者，而暖通空調(diào)技術(shù)在其中的應(yīng)用范圍與應(yīng)用效果也必將變得越來(lái)越大，越來(lái)越好。

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作者簡(jiǎn)介：張杰，身份證號(hào)：370181198407267158；王素娟，身份證號(hào)：371122198604201589。