淺談綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計

鮑彥昌

摘要：綠色建筑提倡以人為本，它提出要建設(shè)一種有效利用資源和能源的、親近環(huán)境、親近自然、舒適、健康、安全的建筑。在建筑中使用可再生能源的暖通空調(diào)新技術(shù)，是實現(xiàn)可持發(fā)展，貫徹綠色建筑理念的必然選擇。本文闡述了綠色建筑和暖通空調(diào)的基本概念，分析了綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計原則，探討了綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計措施。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計原則；設(shè)計措施

近年來，地球變暖的進(jìn)程不斷加速，全球異常氣候出現(xiàn)的周期縮短、頻率增加，地球的環(huán)境問題越來越突出的顯現(xiàn)出來。而建筑內(nèi)的暖通空調(diào)系統(tǒng)消耗了大量的能源，它還和臭氧層破壞及溫室效應(yīng)密切相關(guān)。針對“暖通空調(diào)”的環(huán)境污染問題，再結(jié)合綠色建筑的理念，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中，采取必要的節(jié)能措施，是降低建筑能耗、建設(shè)節(jié)約型社會的重要舉措和迫切需要。

一、綠色建筑和暖通空調(diào)的基本概念概述

1.綠色建筑的基本概念

綠色建筑就是對建筑賦予綠色的充滿生機的生命力，使建筑成為可持續(xù)發(fā)展的建筑。具體來說，是指依據(jù)建筑所在地原本的自然環(huán)境狀況，運用生態(tài)學(xué)、建筑學(xué)等方面的基本原理，采用現(xiàn)代的科技手段，對建筑同其他相關(guān)因素之間的關(guān)系進(jìn)行科學(xué)合理的安排和組織，以在最大程度上節(jié)約資源能源、保護(hù)環(huán)境及減少污染，為人們提供健康、清新、舒適的生活空間以及同大自然和諧共生的建筑。綠色建筑有利于減少工程中資源和能源的消耗，防止或減少對自然環(huán)境的污染和破壞，并且其采用的相關(guān)新型技術(shù)及建筑材料有利于提高建筑的居住品質(zhì)和居住者的生活質(zhì)量，是近年來在建筑行業(yè)中發(fā)展迅速的一種節(jié)能環(huán)保、舒適度高、健康的住宅生產(chǎn)方式，也是一種符合現(xiàn)代社會可持續(xù)發(fā)展的居住生活方式。

2.暖通空調(diào)的相關(guān)概念

暖通空調(diào)屬于中央空調(diào)的概念，然而暖通空調(diào)與普通意義上的中央空調(diào)又是有所區(qū)別的，它實際上是一種分戶中央空調(diào)。暖通空調(diào)具有采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)三個方面的功能，這個功能的綜合簡稱就是暖通空調(diào)。與傳統(tǒng)的只能進(jìn)行制冷或是制熱的空調(diào)不同，暖通空調(diào)還能夠?qū)諝膺M(jìn)行處理，使空氣得到凈化。暖通空調(diào)對周邊的天然空氣進(jìn)行過濾、冷卻及除塵等處理，無論多么細(xì)微的灰塵顆粒它都能夠過濾，并且消除部分細(xì)菌、病毒等，充分改善居民周邊的天然空氣質(zhì)量，給人們提供更加適宜、清新和相對濕潤的生活環(huán)境。

二、綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計原則

1.節(jié)能環(huán)保原則

節(jié)能不僅指節(jié)約能源，還要節(jié)約材料，從整個空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部所涉及到的水泵、制冷機、控制系統(tǒng)、風(fēng)機等各個結(jié)構(gòu)的投資過程，控制其原材料和能源涉及材料的投資費用和運行費用。除了使用一般的“通風(fēng)窗”、“節(jié)能窗”、“智能窗”和新型玻璃結(jié)構(gòu)改善窗際環(huán)境外，還開發(fā)有調(diào)整外部負(fù)荷能力的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。而對于現(xiàn)代新型綠色建筑來說，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用，還要與綠色建筑物內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，室內(nèi)照明等系統(tǒng)互相結(jié)合，互相協(xié)調(diào)，互相關(guān)系。例如建筑物中庭通過科學(xué)的、合理的技術(shù)手段，利用光導(dǎo)纖維將可見光引入建筑物內(nèi)區(qū)，可以提高照明質(zhì)量，而又將熱能摒棄在室外；同時，中庭又是利用煙囪效應(yīng)進(jìn)行自然通風(fēng)的良好措施。另外一個最簡單易行且有效的方法是設(shè)計建筑外遮陽板，也可將外遮陽板與太陽能電池結(jié)合，不但可降低空調(diào)負(fù)荷，而且還能為室內(nèi)照明提供補充能源。

2.回收利用原則

綠色建筑中整個系統(tǒng)的回收利用都與暖通空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。其暖通空調(diào)系統(tǒng)中的各部分都有相對的獨立性，大多數(shù)零部件可以進(jìn)行拆卸。經(jīng)過一定時間的運行后如果某個局部結(jié)構(gòu)報廢，其中的運行設(shè)備、管材等非運轉(zhuǎn)件或者材料經(jīng)過一定的保養(yǎng)和維修，仍可以進(jìn)行回收再用。

3.循環(huán)使用原則

經(jīng)過以上暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備材料的回用和回收，廢料經(jīng)過專門的處理后要可以再生，實現(xiàn)從原料到產(chǎn)品到廢料最后再變?yōu)樵系拈]式良性循環(huán)。對于巖棉、玻璃鋼等相對成本較高但卻不能回收利用的，在設(shè)計時就要盡量少用，最大限度的限制其使用量。

三、綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計措施

1.認(rèn)真進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計計算

應(yīng)根據(jù)工程具體情況對暖通空調(diào)運行進(jìn)行全工況、全過程的分析計算。尋找出一個比較合理的設(shè)計方案，使暖通空調(diào)系統(tǒng)在不同的室外氣象參數(shù)或室內(nèi)狀況下都能經(jīng)濟(jì)合理地運行，為在運行中節(jié)能奠定基礎(chǔ)。并且要認(rèn)真、合理地確定系統(tǒng)冷、熱負(fù)荷及風(fēng)、水管道阻力，選擇合適的冷、熱源設(shè)備和水泵、風(fēng)機等動力設(shè)備，確保所選擇的各項設(shè)備能恰好在最佳工況狀態(tài)下運行。不經(jīng)計算只按照水泵或風(fēng)機的特性曲線選擇設(shè)備，或按照水泵和風(fēng)機樣本的銘牌參數(shù)選擇流量、揚程等都會在運行中造成不必要的能量損耗。另外，在有條件或系統(tǒng)允許的情況下，應(yīng)綜合進(jìn)行總能耗的比較，合理增大系統(tǒng)的介質(zhì)溫差，以減少系統(tǒng)的水流和送風(fēng)量，降低輸送過程中的能耗。

2.降低輸送過程中能耗

選用保溫性能好的新型保溫材料對管道進(jìn)行處理更有利于節(jié)能。對供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面的水力平衡調(diào)試，為改善供暖質(zhì)量主要利用計算機相應(yīng)的控制軟件程序，采用以平衡閥及其專用智能儀表為核心的管網(wǎng)水力平衡技術(shù)，實現(xiàn)管網(wǎng)動態(tài)流量的合理分配，提高輸送能量的效率。在滿足空調(diào)精度、人體舒適度和工藝要求的前提下，通過提高供回水溫差、選用低流速、輸送效率高的載能介質(zhì)和效率高、部分負(fù)荷特性好的動力設(shè)備，可以減少輸送過程的能耗，從而提高輸送效率。

3.設(shè)置合理的水利平衡裝置

暖通空調(diào)水系統(tǒng)中水力平衡系統(tǒng)的設(shè)置的合理性，將直接影響著水力是否平衡、系統(tǒng)能耗是否降低等諸多方面，這就要求我們在進(jìn)行水力系統(tǒng)平衡設(shè)計的時候，要盡量遵循科學(xué)的方法來設(shè)計。一是對于定流量系統(tǒng)，我們要做到“設(shè)計平衡”，即在設(shè)計的時候要做到各個環(huán)路的水力平衡，當(dāng)由于某些不可避免的外力因素造成確實無法做到“設(shè)計平衡”的時候，我們應(yīng)當(dāng)采用手動出調(diào)的方式來使得水力盡可能的平衡。在設(shè)計系統(tǒng)中考慮可能會出現(xiàn)由于運行管理原因?qū)е滤坎▌虞^大時，我們應(yīng)當(dāng)采用動態(tài)流量平衡閥來對其進(jìn)行有效的控制。二是對于定流量系統(tǒng)我們采用上述的方法，但是對于變流量系統(tǒng)來說，我們在設(shè)計上要格外注意一點的是，除了某些需要特定流量的場所或特殊要求外。不應(yīng)在系統(tǒng)中設(shè)置動態(tài)流量平衡閥，而應(yīng)設(shè)置動態(tài)壓差控制閥。三是在組合式空調(diào)器、新風(fēng)機組的供回水管路上宜設(shè)置動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥，該閥比采用普通的電動調(diào)節(jié)閥具有更好的調(diào)節(jié)特性。

4.改進(jìn)建筑熱工性能

建筑物熱工性能涉及到建筑形體系數(shù)、氣密性、建筑保溫、建筑遮陽等方面，建筑內(nèi)部絕大多數(shù)的熱量是通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)散失的，因此熱量傳遞速度與建筑外表面散熱面積大小關(guān)系密切。由于建筑采暖能耗隨體形系數(shù)的增大而增高，同時采暖建筑內(nèi)通過空氣滲透消耗熱量達(dá)到30%～40%左右，熱量消耗形式主要是由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量大，外門、窗的氣密性不佳以及部分結(jié)構(gòu)連接縫隙等部位，因此為降低該部分能耗可以通過提高門窗制作及安裝精度、選用新型材料、加強密封措施等來減少空氣滲透。同時建筑保溫新型材料可以在一定程度上增強其保溫效果，對于節(jié)約能源具有重要意義。為避免夏季不同方位造成的直接或間接的強太陽能輻射對室內(nèi)溫度造成較大影響，可采用可調(diào)節(jié)的通風(fēng)雙層玻璃窗內(nèi)置百頁的形式來減緩該現(xiàn)象，由于百葉窗可以根據(jù)太陽輻射角度及強度來調(diào)節(jié)遮陽高度，從而可大幅度的降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的使用功率。

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