基于綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)探析

謝建標(biāo)

廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院

摘要：隨著新時(shí)期的的到來，綠色建筑為人們營造理想的居住環(huán)境，它不僅是對(duì)節(jié)能環(huán)保的響應(yīng)，也大大提高了建筑的舒適度和安全性。為此，人們對(duì)居住的建造和設(shè)計(jì)提出了更高的要求，而綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)符合了可持續(xù)發(fā)展的理論。而“綠色建筑”作為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的任務(wù)之一，已被世界許多國家所接受。而在建筑中使用可再生能源的暖通空調(diào)新技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)可持發(fā)展，貫徹綠色建筑理念的必然選擇。本文將主要針對(duì)如何科學(xué)設(shè)計(jì)綠色建筑的暖通空調(diào)這一問題進(jìn)行探討，從而進(jìn)一步深入應(yīng)用暖通空調(diào)技術(shù)。供同行參考。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；暖通空調(diào)設(shè)計(jì)；技術(shù)應(yīng)用；策略

21世紀(jì)的今天，人們的觀念不斷轉(zhuǎn)換，對(duì)建筑有了新的認(rèn)識(shí)，綠色建筑已成為建筑行業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，綠色建筑是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，人們?cè)谙硎芨哔|(zhì)量的生活的同時(shí)，也必須對(duì)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境資源、能源大量損耗的認(rèn)識(shí)，而在綠色建筑應(yīng)用暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，降低能源消耗，保證環(huán)境質(zhì)量，提高建筑室內(nèi)生活的舒適性和健康性，真正實(shí)現(xiàn)走可持續(xù)發(fā)展道路，促進(jìn)建筑行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1、暖通空調(diào)的應(yīng)用在綠色建筑中的積極作用

暖通空調(diào)相對(duì)于傳統(tǒng)的只能制冷或制熱的空調(diào)來說，具有處理和凈化空氣的作用，將中央空調(diào)的概念分戶運(yùn)用到每一戶家庭中去。暖通空調(diào)將天然空氣進(jìn)行進(jìn)一步過濾，在冷卻和除塵的基礎(chǔ)上對(duì)細(xì)菌進(jìn)行消除，從而凈化空氣，使人們的居住環(huán)境的空氣質(zhì)量大大提高，這也是綠色建筑的重要?dú)w宿之一。

當(dāng)下，暖通空調(diào)系統(tǒng)在未來的發(fā)展趨勢(shì)也很明朗，這從當(dāng)前暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀就可以窺見。環(huán)保問題和能源危機(jī)日益突出，建筑業(yè)面對(duì)人類社會(huì)發(fā)展提出的新要求，以生態(tài)環(huán)保、可持續(xù)為主旨的綠色建筑應(yīng)運(yùn)而生并被大力發(fā)展，暖通空調(diào)系統(tǒng)在綠色建筑中占有重要地位并對(duì)資源節(jié)約和減少污染目標(biāo)發(fā)揮著不可忽略的作用，我們說，綠色建筑是暖通空調(diào)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)。另一方面，科技的進(jìn)步為暖通空調(diào)的進(jìn)一步深化發(fā)展提供了更多可能，從暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)理念到具體技術(shù)都不斷更新，暖通空調(diào)在節(jié)能環(huán)保與舒適和諧的結(jié)合中找到了更加科學(xué)的方法。

2、綠色建筑暖通空調(diào)的具體設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)基本原則

（1）綠化原則

眾所周知，綠化性是暖通空調(diào)在綠色建筑的運(yùn)用中需要遵循的基本原則之一，堅(jiān)持暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的綠化性，需要從幾個(gè)方面來進(jìn)行。第一，選材方面。暖通空調(diào)的材料是影響其運(yùn)作效果的基本要素，材料選取不當(dāng)，不僅會(huì)降低暖通空調(diào)的性能，甚至?xí)斐森h(huán)境污染。而科學(xué)的選材標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是選取可再生的、環(huán)保性能好的橡塑保溫材料。第二，暖通空調(diào)的系統(tǒng)要相對(duì)獨(dú)立，這有利于暖通空調(diào)內(nèi)部各零件能夠進(jìn)行拆卸更換，以便于對(duì)零部件的回收利用。同時(shí)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立，在系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)局部問題時(shí)，有利于進(jìn)行拆卸和單獨(dú)維修，從而提高暖通空調(diào)的使用壽命。這也是綠色節(jié)能所倡導(dǎo)的。

（2）節(jié)能原則

暖通空調(diào)作為綠色建筑的一部分，同樣需要發(fā)揮其節(jié)能環(huán)保的效用。節(jié)能是綠色建筑的重要原則和特點(diǎn)，它不僅體現(xiàn)在對(duì)能源的節(jié)約，也深刻體現(xiàn)在對(duì)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中各材料的節(jié)約。從控制系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)結(jié)構(gòu)所用到的材料的投資費(fèi)用和系統(tǒng)各環(huán)節(jié)運(yùn)行所需要的運(yùn)行費(fèi)用著手，進(jìn)行有效的控制，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行不僅要實(shí)現(xiàn)與整個(gè)綠色建筑的相互協(xié)調(diào)和配合，更要實(shí)現(xiàn)節(jié)能的要求，充分提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

（3）回收和循環(huán)利用原則

暖通空調(diào)系統(tǒng)中各個(gè)部分都具有一定的相對(duì)獨(dú)立性，這就為系統(tǒng)各零件、設(shè)備和材料的回用提供了便利，系統(tǒng)各部件的回收實(shí)行分類回收，在此基礎(chǔ)上，這些設(shè)備材料經(jīng)過專門的處理后進(jìn)行再生，從而再次投入到良性的循環(huán)利用中去。

2.2 暖通空調(diào)技術(shù)的具體應(yīng)用

（1）蓄冷技術(shù)

蓄冷技術(shù)主要是通過將儲(chǔ)存的冷量轉(zhuǎn)化為空調(diào)的能量，從而大大節(jié)省了能源利用，也節(jié)省了電費(fèi)。其具體的工作原理在于：在夜間用電的低峰時(shí)段進(jìn)行制冷，冷量水或者冰的形式在蓄冷設(shè)備中儲(chǔ)存，以備電力高峰時(shí)釋放出來供空調(diào)使用，從而提高空調(diào)使用的節(jié)能環(huán)保度。蓄冷技術(shù)的重要優(yōu)點(diǎn)在于它對(duì)于電力資源的利用率高，錯(cuò)開了用電高峰，不僅緩解了用電緊張的局面，也能夠有效利用電力資源實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

（2）太陽能暖通節(jié)能技術(shù)

太陽能是最方便使用的能源，它不僅分布廣泛，能源豐富，便于開采利用而不受客觀環(huán)境的限制，而且是清潔能源之一，對(duì)于當(dāng)今環(huán)境問題日益嚴(yán)重的地球來說，太陽能是非常具有利用價(jià)值的清潔能源。太陽能在當(dāng)今人們的生活中應(yīng)用最廣泛的形式就是太陽能熱水器，隨著人民生活水平的普遍提高，太陽能熱水器得到了更加大規(guī)模的使用。而太陽能在供暖中的應(yīng)用主要是通過特定的集熱設(shè)備將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，并在熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行下將熱能導(dǎo)入換熱中心再導(dǎo)入到采暖系統(tǒng)。其中，集熱器主要由換熱水箱和其他的加熱設(shè)施構(gòu)成，室內(nèi)的溫度則由電子儀器來控制。太陽能供暖系統(tǒng)不僅綠色環(huán)保，而且壽命較長(zhǎng)，成本低且可以回收，在實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果的同時(shí)，也大大改善了綠色建筑的居住條件。

（3）地源熱泵技術(shù)

所謂地源熱泵技術(shù)，是指將地下淺層的地?zé)豳Y源作為能源來進(jìn)行供熱，由于只對(duì)土壤溫度產(chǎn)生影響，所以，地源熱泵技術(shù)是一種較為環(huán)保、安全的成熟取熱技術(shù)。地泵與熱交換器是地?zé)豳Y源與供熱實(shí)現(xiàn)的媒介，地泵通過熱交換器實(shí)現(xiàn)對(duì)地下熱量的獲取，然后將熱量供給到供熱系統(tǒng)中去，需要強(qiáng)調(diào)的是，地源熱泵系統(tǒng)在冬夏熱量相當(dāng)或者夏熱冬冷的地

地源熱泵技術(shù)只有得到正確使用才能夠真正發(fā)揮其積極作用，包括地源熱泵技術(shù)使用的地點(diǎn)、項(xiàng)目的具體實(shí)際等都是影響該技術(shù)運(yùn)用實(shí)效的重要因素，地?zé)嵩幢眉夹g(shù)具有一定的適用范圍和運(yùn)用條件，科學(xué)合理地使用該項(xiàng)技術(shù)，切勿盲目規(guī)?；钱?dāng)前發(fā)展地源熱泵技術(shù)中的重要關(guān)注點(diǎn)。

（4）冰蓄冷系統(tǒng)

從一定意義上來說，冰蓄冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益更為良好，因?yàn)槠浜碾娏糠浅Ｐ?，從而促進(jìn)電力節(jié)省，與此同時(shí)，其在低能耗的時(shí)候，仍然可以進(jìn)行低溫送風(fēng)，極大的節(jié)省了能源。冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面，比如在白天用電高峰期進(jìn)行供冷，從而節(jié)約費(fèi)用，而且，在相同條件下，冰蓄冷比水蓄冷的蓄冷量明顯提高，而且蓄冷池容積相對(duì)而言十分小，從而降低了熱損失，對(duì)能源進(jìn)行節(jié)約，與此同時(shí)，當(dāng)冷水的溫度在1～4℃的時(shí)候，方可開始低溫送風(fēng)，而且，風(fēng)量及其動(dòng)力也會(huì)相應(yīng)降低，加強(qiáng)節(jié)能效果，與此同時(shí)，冰蓄冷的COP值相對(duì)較高，所以在制冷效率低下的時(shí)候也無需懊惱。在夜間的時(shí)候，冰蓄冷的效果更為明顯。

3、綠色理念和節(jié)能技術(shù)對(duì)暖通設(shè)計(jì)的重要價(jià)值

能源是社會(huì)進(jìn)步、生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著我國社會(huì)現(xiàn)代化水平的提升，能源需求正在迅速擴(kuò)大。同時(shí)，能源市場(chǎng)價(jià)格卻在持續(xù)提高，因能源過度消耗造成的環(huán)境與生態(tài)問題正在增長(zhǎng)，平衡發(fā)展與能源的矛盾變得尤為重要。建筑暖通系統(tǒng)是建筑室內(nèi)空間與環(huán)境的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同時(shí)也是能源消耗的復(fù)雜系統(tǒng)。傳統(tǒng)的建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)只注重舒適與調(diào)節(jié)功能，缺乏對(duì)能源消耗的控制和環(huán)保目標(biāo)的體現(xiàn)，導(dǎo)致能耗過高，不但運(yùn)行成本高，而且也帶來了建筑能耗過高而引發(fā)的生態(tài)、環(huán)境危機(jī)。新時(shí)期應(yīng)該將綠色理念和節(jié)能技術(shù)融入暖通設(shè)計(jì)的實(shí)際工作中，降低電力、能源的消耗，將建筑物設(shè)計(jì)成高效率、綠色、節(jié)能的綜合系統(tǒng)，在維護(hù)建筑室內(nèi)空間與環(huán)境穩(wěn)定的同時(shí)，做到對(duì)能源消耗的合理控制，在體現(xiàn)綠色理念的前提下，做到建筑節(jié)能、綠色生產(chǎn)生活。

4、進(jìn)一步加強(qiáng)暖通空調(diào)系統(tǒng)的有效策略

4.1 利用自然通風(fēng)改善空氣質(zhì)量

自然通風(fēng)雖然是最常見和原始的室內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)手段，卻也是節(jié)能、方便操作的方式，能夠有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，從而提高居住的舒適度。而自然通風(fēng)的主要方式則包括風(fēng)壓和熱壓。

風(fēng)壓講求建筑物的朝向和格局，甚至是平面、剖面等細(xì)節(jié)問題，建筑物的朝向和格局影響著外部的風(fēng)環(huán)境，即是否有利于通風(fēng)，而建筑的平面、剖面、門窗設(shè)計(jì)好室內(nèi)構(gòu)造等則影響著風(fēng)進(jìn)入時(shí)的阻力大小，即風(fēng)是否能夠暢通地進(jìn)入室內(nèi)，調(diào)節(jié)氣流。

熱壓主要通過熱壓差來實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，室內(nèi)外空氣密度由于溫度而產(chǎn)生差別，形成壓力差而引起了空氣流動(dòng)，室內(nèi)熱空氣多為污濁，室內(nèi)空氣經(jīng)由頂部排出，與此同時(shí)，室外的清新空氣則由底部進(jìn)入室內(nèi)，兩者流動(dòng)交換，大大促進(jìn)了室內(nèi)的自然通風(fēng)。

4.2 進(jìn)一步提升防排煙系統(tǒng)

排煙系統(tǒng)是綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)建筑空調(diào)的重要一點(diǎn)，它作為暖通空調(diào)系統(tǒng)中的重要功能，在整個(gè)綠色建筑中都是不可忽視的部分。暖通空調(diào)系統(tǒng)的加強(qiáng)，需要在防排煙技術(shù)上進(jìn)一步提升。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，防煙設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，排煙窗也最好靠近外墻，在上部進(jìn)行設(shè)置并開啟，這既滿足了住戶的健康要求，也有利于保護(hù)建筑的環(huán)境。

5、結(jié)束語

綜上所述，綠色建筑的迅速發(fā)展有著其特定的現(xiàn)實(shí)條件和背景。節(jié)能環(huán)保理念不斷深入人心并被貫徹到人類社會(huì)生活的各個(gè)方面，居住環(huán)境作為人類生存的重要因素，成為實(shí)踐環(huán)保的重要基地。綠色建筑在人們的生活中廣泛出現(xiàn)，而為了進(jìn)一步提升其環(huán)保性、舒適度，暖通空調(diào)技術(shù)被廣泛應(yīng)用到綠色建筑中，并在科技進(jìn)步中實(shí)現(xiàn)了自身的深入發(fā)展。我們可以看到暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，但環(huán)保節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的全人類的事業(yè)，它不僅需要持之以恒，更需要?jiǎng)?chuàng)新來推動(dòng)其進(jìn)步。所以，綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)還有著極大的發(fā)展空間，我們需要持續(xù)關(guān)注并不斷探索，這是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)和綠色建筑、乃至全人類的環(huán)保事業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

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