暖通空調(diào)設(shè)計在綠色建筑方面的設(shè)計要點

羅國立

（廣東省建筑設(shè)計研究院　廣東　廣州　510010）

暖通空調(diào)設(shè)計在綠色建筑方面的設(shè)計要點

羅國立

（廣東省建筑設(shè)計研究院廣東廣州510010）

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也在不斷的提高，消耗能源也越來越多，產(chǎn)生能源對環(huán)境造成的污染也越來越嚴重，而在建筑行業(yè)中，綠色建筑就成為未來發(fā)展的一項重要指標。本文主要是對暖通空調(diào)在綠色建筑設(shè)計方面的設(shè)計要點結(jié)合相關(guān)的規(guī)范進行一定的探討，以期望可以為同行之間提供借鑒。

暖通空調(diào)；設(shè)計要點；技術(shù)要點；相關(guān)規(guī)定

1　引言

建筑暖通空調(diào)在具體的設(shè)計過程中不僅要理清綠色建筑設(shè)計的基本理念，另一方面還要很好地把握綠色建筑的基本內(nèi)容，做到有力的掌握綠色建筑的準則，進而通過太陽能、地源熱泵和自然通風等科技來充分降低建筑空調(diào)的能源消耗，這也是節(jié)能環(huán)保的一個方面。進一步體現(xiàn)出綠色建筑設(shè)計的基本內(nèi)涵和主旨。隨著社會文明的不斷進步和發(fā)展，當今全球氣候也在不斷變暖，這就迫使人們對于環(huán)境問題和能源問題越來越重視。在21世紀，積極地推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色建筑已然成為可持續(xù)發(fā)展中的一個重要內(nèi)容，同時也是建筑行業(yè)的一個新的發(fā)展趨勢，綠色建筑一方面為人們制造出舒適的居住環(huán)境，另一方面也對建筑的設(shè)計提出了更加嚴格的要求，綠色建筑完全符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的。

2　綠色建筑設(shè)計的概念和相關(guān)指標

2.1綠色建筑的概念

“綠色建筑”的“綠色”，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂花園等表面的含義，而是代表一種概念或象征，綠色建筑指建筑物本身及其使用過程在生命周期中，如選址、設(shè)計、建設(shè)、運營、維護、翻新、拆除等各階段皆達成環(huán)境友善和資源高效運用的一種建筑。換言之，綠色建筑在設(shè)計上試圖從人造建筑與自然環(huán)境之間取得一個平衡點，在建筑物使用周期內(nèi)，最大限度節(jié)約資源，節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、保護環(huán)境和減少污染，提供健康適用、高效使用，與自然和諧共生的建筑。

2.2綠色建筑的起源

1972年，聯(lián)合國在瑞典斯德哥爾摩召開會議，各國代表對地球污染及資源浪費的情況特別關(guān)心。然后，各國學(xué)者相繼提出“綠色建筑”的環(huán)保概念，透過建筑使用材料和設(shè)計，達到節(jié)能目的。“綠色建筑”在日本稱為“環(huán)境共生建筑”，歐美國家稱為“生態(tài)建筑（Ecological Building）”、“可持續(xù)建筑（Sustainable Building）”。

1998年，在加拿大召開與地球環(huán)保相關(guān)的國際建筑學(xué)術(shù)會議中，使用“綠色建筑的挑戰(zhàn)（Green Building Challenge）”作為會議議題。此外，“綠色”一次已經(jīng)成為地球環(huán)保的代名詞，如“綠色消費”、“綠色生活”等等都成為了人們朗朗上口的用語。到目前為止全世界各國都在全面推動綠色建筑政策。

2.3綠色建筑幾個指標

（1）生物多樣化：包括室外綠網(wǎng)系、地表保存技術(shù)、生態(tài)水池、生態(tài)水域、生態(tài)圍墻設(shè)計和多孔隙環(huán)境。

（2）綠化指標：包括生態(tài)綠化、墻面綠化、墻面綠化澆灌、人工綠化技術(shù)、綠化給排水技術(shù)和綠化防風技術(shù)。

（3）地表保水指標：包括透水鋪面、景觀滲透水池、滲透井和滲透管等等。

（4）日常節(jié)能指標：

①相關(guān)節(jié)能技術(shù)：包括建筑配置節(jié)能、適當?shù)拈_口率、外遮陽、墻窗比、隔熱和氣密性、圍護結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和材料、幕墻。

②風向與氣流運用：包括善用地形風、季節(jié)通風、善用中庭風、善用植被控制氣流、開窗自然通風性能、風向的防治。

③空調(diào)系統(tǒng)的使用：包括空調(diào)分區(qū)、大空間分層空調(diào)、空調(diào)排風熱回收、蓄冷空調(diào)系統(tǒng)、全熱交換、CO2濃度監(jiān)測。

④建筑照明：包括建筑能源管理系統(tǒng)、照明光源、照明方式、間接光、照明開關(guān)控制、自然采光、屋頂導(dǎo)光及地下室導(dǎo)光。

⑤太陽能的運用：包括太陽能熱水系統(tǒng)和光伏發(fā)電。

（5）二氧化碳減量指標：包括簡樸的建筑造型和室內(nèi)裝修、合理的結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)輕量化。

（6）廢物減量指標：再生建材利用、土方平衡、空氣污染防治。

（7）水資源指標：包括節(jié)水器具、中水利用、雨水回收與植被澆灌節(jié)水。

（8）污水與垃圾改善指標：包括雨污分流、垃圾集中放置、生態(tài)濕地污水處理和廚余垃圾處理。

（9）室內(nèi)健康和環(huán)境指標：包括室內(nèi)污染控制、室內(nèi)空氣凈化設(shè)備、生態(tài)涂料、生態(tài)建材、預(yù)防墻壁結(jié)露、地面與地下室防潮、噪聲和振動的優(yōu)化。

3　綠色建筑中的暖通空調(diào)的設(shè)計

3.1空調(diào)采暖系統(tǒng)的選擇

空調(diào)系統(tǒng)作為一棟建筑物的耗電大戶，正確的選擇空調(diào)系統(tǒng)對“資源高效運用”起到?jīng)Q定性的作用，尤其是現(xiàn)在的能源、環(huán)保及經(jīng)濟理念越來越被重視，建筑物空調(diào)全年耗電量作為綠色建筑評價的一項重要項。然而，空調(diào)系統(tǒng)的選擇根據(jù)所在地區(qū)現(xiàn)有的資源條件來確定，例如某地區(qū)存在電價階梯分布，那么可以考慮選擇蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，某地區(qū)有豐富的地下水資源或者晝夜溫差大，那么可以考慮選用水源或者地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計之前需要對所在地區(qū)各種條件有清晰了解才能更好的選擇適當?shù)目照{(diào)系統(tǒng)。

3.2空調(diào)采暖系統(tǒng)的輸送能耗及送風能耗

空調(diào)采暖系統(tǒng)的輸送能耗主要針對冷凍水或者熱水輸送過程中的損耗，眾所周知，冷凍水或者熱水輸送過程中會和周圍的空氣產(chǎn)生熱傳導(dǎo)效應(yīng)，即使水管包裹足夠的保溫材料，或多或少也會存在損耗，因此系統(tǒng)設(shè)計時候需要考慮輸送到距離，冷熱源位置的選擇，盡量把冷熱源位置放在負荷中心，以減少輸送的距離，從而減少不必要的損失。送風的能耗跟送水能耗類似，都是輸送過程中與周圍空氣發(fā)生換熱的損失，因此送風距離也不應(yīng)太長。

3.3空調(diào)系統(tǒng)過渡季節(jié)的運行

過渡季節(jié)顧名思義就是熱的季節(jié)向冷的季節(jié)或者冷轉(zhuǎn)向熱，在轉(zhuǎn)變過程中的不冷不熱的季節(jié)，過渡季節(jié)雖然不冷也不熱，但是也需要良好的通風才能達到要求的舒適性，此時，開空調(diào)就會覺得比較浪費，不開空調(diào)就會覺得空氣不夠舒適，所以過渡季節(jié)全通風模式就變得很有價值，制冷主機不啟動，只開啟末端進行全新風的通風，以達到室內(nèi)空氣保持有新鮮空氣流通，既節(jié)能又有舒適的室內(nèi)環(huán)境。

3.4變流量系統(tǒng)和變風量送風

由于建筑物空調(diào)不是任何時候都處于滿負荷的狀態(tài)，但設(shè)計時候也不能去一個負荷的中間值來設(shè)計，因此設(shè)計時候是去一年中最大負荷來設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)，那么沒有達到最大負荷的情況下，空調(diào)系統(tǒng)就會顯得浪費，所以變流量系統(tǒng)和變風量送風就恰好滿足這種沒有達到最大負荷情況下運行節(jié)能的目的，一般變流量系統(tǒng)是設(shè)計變頻主機和變頻水泵配合，變風量系統(tǒng)則有目前比較流行的VAV系統(tǒng)和普通的變頻空調(diào)機組，最終目的都是為了節(jié)能。

3.5室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量

室內(nèi)環(huán)境主要是舒適性的表現(xiàn)，首先室內(nèi)設(shè)計的溫度、濕度、新風量等基本參數(shù)必須按現(xiàn)行國家標準執(zhí)行，其次設(shè)置CO2濃度監(jiān)測裝置，當CO2濃度偏高時候，加大送進室內(nèi)的新風量來達到控制室內(nèi)舒適度，并且每個房間設(shè)置溫控器調(diào)節(jié)溫度等，這些措施來使室內(nèi)環(huán)境更加的舒適。

上述幾項均為暖通空調(diào)設(shè)計在綠色建筑中比較常見需要滿足的項，設(shè)計時候根據(jù)所在地的地理環(huán)境及建筑物的特點，選擇合適的空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)確定后，再結(jié)合空調(diào)系統(tǒng)和現(xiàn)行國家標準來實現(xiàn)每一項要求。

4　空調(diào)設(shè)計在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用

以下用一個工程實例介紹空調(diào)設(shè)計在綠色建筑設(shè)計中的應(yīng)用：

4.1工程概況

一廣州項目，主要功能是辦公樓，約72000m2左右，地下四層，地上十層，地下室為車庫，地上為辦公，地上面積約30000m2，建筑高度約40m；作夏季中央空調(diào)設(shè)計，冬季不采暖；本項目設(shè)計需要滿足綠色三星要求。

4.2空調(diào)系統(tǒng)

按照負荷計算結(jié)合項目所在地，空調(diào)主機選用3臺300冷噸的高能效變頻水冷螺桿冷水機組，配合四臺（三用一備）變頻冷凍水泵，冷卻水泵和冷卻塔不設(shè)變頻，末端采用帶排風回收的整體式空調(diào)機組，并且空調(diào)機組為變頻送風，整體式空調(diào)機組過渡季節(jié)時候還能夠?qū)崿F(xiàn)全通風模式運行。

4.3綠色設(shè)計專篇

（1）節(jié)能與能源利用：

①沒有設(shè)冬季采暖，因此沒有電直接加熱設(shè)備和空氣加濕熱源。

②各部分能耗設(shè)有獨立計量裝置。

③采用高能效的制冷主機，cop達到5.16。

④冷凍水循環(huán)水泵耗電輸冷比ECR為0.0176。

⑤通風系統(tǒng)能耗值為0.3，空調(diào)系統(tǒng)能耗值為0.35。

⑥能夠?qū)崿F(xiàn)全通風模式運行。

⑦滿足低負荷運行時候的節(jié)能，并且設(shè)置了變流量輸送冷凍水和變風量送風。

（2）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量：

①設(shè)計的溫度、濕度、新風量等參數(shù)均滿足現(xiàn)行國家標準。

②設(shè)置了CO2濃度監(jiān)測裝置，當CO2濃度過大時會增加新風量送入。

③空調(diào)末端均設(shè)有溫控開關(guān)，現(xiàn)場可調(diào)節(jié)。

（3）提高與創(chuàng)新：采用高能效變頻水冷螺桿冷水機組，能效比達到5.16，比現(xiàn)行國家標準《公共建筑節(jié)能設(shè)計標準》高出12%，可以獲得此項的加分。

根據(jù)上述設(shè)計實例，綠色建筑的措施與節(jié)能密切聯(lián)系，各種有效的節(jié)能方式都可以利用在綠色建筑上，滿足綠色建筑定義中的“資源高效運用”，因此綠色建筑十分有必要推廣下去，讓未來的建筑都朝著綠色建筑方向發(fā)展。

5　結(jié)束語

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展將盡管會為人們帶來更高的生活質(zhì)量，但與此同時往往會增加能源的消耗，而能源短缺當前已經(jīng)成為全人類目前面臨的難題，不僅如此，生活質(zhì)量的提高還可能造成生態(tài)環(huán)境的污染，隨著時間的推移這將嚴重影響到人們的正常生活，對人們的身體健康造成嚴重的威脅。發(fā)展綠色建筑就變得十分有必要，它能夠為建筑行業(yè)帶來全新的技術(shù)挑戰(zhàn)和轉(zhuǎn)型機遇，并實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標，最為重要的是為人們提供更加舒適的居住環(huán)境、更加節(jié)能環(huán)保。

[1]田榮金.淺析暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用與應(yīng)用前景[J].價值工程，2011（4）：13.

[2]中國建筑設(shè)計研究院——機電專業(yè)設(shè)計研究院第一暖通空調(diào)設(shè)計研究室[J].暖通空調(diào)，2013（6）：35～36.

[3]林忠.暖通空調(diào)設(shè)計與節(jié)能[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2010（10）：17.

[4]《綠色建筑評價標準》（GB/T50378-2014）.

[5]《民用建筑綠色設(shè)計規(guī)范》（JGJ/T229-2010）.

TU83

A

1673-0038（2015）32-0001-02

2015-7-21

羅國立（1982-），男，工程師，本科，從事暖通空調(diào)設(shè)計工作。