綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

田啟明

福建兆翔臨港置業(yè)有限公司（361000）

綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

田啟明

福建兆翔臨港置業(yè)有限公司（361000）

綠色建筑是將對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能等可持續(xù)再生能源的利用運(yùn)用到室內(nèi)設(shè)計(jì)的一種形式。暖通空調(diào)系統(tǒng)想要在滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量要求的前提下對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的安裝、設(shè)計(jì)、環(huán)保和節(jié)能方面進(jìn)行技術(shù)性的革新，通過(guò)對(duì)綠色建筑理念的科學(xué)結(jié)合，將建筑用戶的工作效率和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行完善設(shè)計(jì)。文章通過(guò)對(duì)綠色建筑理念和暖通空調(diào)設(shè)計(jì)結(jié)合進(jìn)行討論，希望對(duì)未來(lái)我國(guó)綠色建筑發(fā)展提供相關(guān)參考。

綠色建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計(jì)

0 引言

人類建筑的發(fā)展歷史大致經(jīng)歷了四個(gè)階段:第一階段為最初的“掩蔽體”階段，這種建筑階段中，建筑對(duì)于人類來(lái)說(shuō)是遮風(fēng)擋雨，抵御自然惡劣環(huán)境的掩蔽場(chǎng)所；第二階段是“舒適建筑”階段，這種建筑階段出現(xiàn)在工業(yè)革命之后，在混凝土和鋼筋投入建筑建設(shè)使用之后，建筑變得更加堅(jiān)固，玻璃和電燈的出現(xiàn)使得人們對(duì)于寒冷和黑暗的抗性越來(lái)越強(qiáng)，空調(diào)的發(fā)明使得室內(nèi)溫度得到更大的改善，大量人造合成的材料應(yīng)用于室內(nèi)裝潢。但是舒適型建筑卻給人們帶來(lái)了一定的負(fù)面影響，“空調(diào)病、建筑綜合癥、大樓并發(fā)癥、富貴病和軍團(tuán)病”成為舒適型建筑帶給人們的致命缺陷；第三階段是“健康建筑”階段，自上世紀(jì)70年代以后，室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題開(kāi)始逐漸凸顯出來(lái)，人們開(kāi)始有意識(shí)的加大空調(diào)新風(fēng)的供應(yīng)頻率，減少有害化學(xué)品的使用，試圖營(yíng)造一種理想的健康建筑；第四階段是“綠色建筑”階段。上世紀(jì)90年代之后，全球變暖現(xiàn)象日益嚴(yán)重，地球生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重失衡，尤其是在工業(yè)革命之后，大量不可再生資源的不合理使用，使人類的生存環(huán)境愈發(fā)惡劣，為了和自然和諧共處，學(xué)者們提出了“綠色建筑”、“環(huán)境共生建筑”等一系列可持續(xù)發(fā)展建筑的概念。

1 綠色建筑的概述

綠色建筑的定義是：住宅、民用或工業(yè)建筑中，以對(duì)自然負(fù)責(zé)的心態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工、使用、修改和廢棄的構(gòu)造建筑。有人對(duì)綠色建筑的定義進(jìn)行歸納，簡(jiǎn)述綠色建筑為“4R 建筑”，即:即“Reduce”減少建設(shè)施工中建筑材料的各種資源和不可再生資源的使用；“Renewable”建筑過(guò)程中盡量使用各種可再生能源和材料；“Recycle”對(duì)回收材料和中水廢棄物設(shè)置相應(yīng)回收系統(tǒng)；“Reuse”在建筑結(jié)構(gòu)允許的情況下合理使用回收材料[1]。目前世界各地對(duì)綠色建筑的觀點(diǎn)和做法并沒(méi)有統(tǒng)一，而且由于文化差異,各地人民對(duì)建筑內(nèi)部環(huán)境存在不同程度的要求。但是，從根本上講綠色建筑的定義是自然化和可持續(xù)發(fā)展兩大方面在建筑工程的有機(jī)結(jié)合。所謂綠色建筑是對(duì)自然資源的有效化利用，節(jié)能環(huán)保，回歸自然和健康的可持續(xù)發(fā)展建筑。

2 綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及要求

綠色建筑的設(shè)計(jì)是綜合和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)相結(jié)合的，其設(shè)計(jì)原則為:健康的室內(nèi)環(huán)境，對(duì)能量合理的使用，對(duì)可持續(xù)發(fā)展材料的使用，建筑的環(huán)保形態(tài)和建筑的精良設(shè)計(jì)。因此，綠色建筑在設(shè)計(jì)方面提出很高的要求，尤其是對(duì)于暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員掌握很多方面的知識(shí)，具有大局意識(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從環(huán)保、能源和經(jīng)濟(jì)的角度把握設(shè)計(jì)思路，同時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉計(jì)算流體力學(xué)、能耗分析和系統(tǒng)模擬工具的使用，對(duì)現(xiàn)代直接數(shù)字控制的運(yùn)行邏輯有一定了解。在暖通空調(diào)使用過(guò)程中，暖通空調(diào)工程師應(yīng)在室內(nèi)環(huán)境、室內(nèi)能源和其他一切資源的有效化利用方面對(duì)建筑用戶負(fù)責(zé)，使工程師的責(zé)任感得到社會(huì)的全面認(rèn)同。

3 綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計(jì)措施

3.1 被動(dòng)太陽(yáng)能輻射措施

暖通空調(diào)的被動(dòng)太陽(yáng)輻射設(shè)計(jì)的目的是為了有效利用能源，增加人們居住的舒適感。這個(gè)概念強(qiáng)調(diào)建筑設(shè)計(jì)中對(duì)家庭常用用能設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其的能耗進(jìn)行綜合考慮,減少建筑使用過(guò)程中的能耗。簡(jiǎn)單講，被動(dòng)太陽(yáng)能輻射設(shè)計(jì)是對(duì)建筑中設(shè)備用能的所有方面進(jìn)行平衡，通過(guò)使用可再生能源和提高用能效率的方法達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果[2]。

3.2 利用自然通風(fēng)

在綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，自然通風(fēng)是降低空調(diào)能耗，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的重要措施。當(dāng)然，這里指的自然通風(fēng)不是傳統(tǒng)意義上的開(kāi)窗通風(fēng)，而是對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮能源消耗問(wèn)題和使用空氣流體力學(xué)計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的全面思考，在對(duì)室內(nèi)進(jìn)行良好空氣置換的基礎(chǔ)上，最大限度的借用自然條件節(jié)能減排，達(dá)到綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 自然能源和新能源的合理使用

綠色建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)自然能源的利用已經(jīng)被廣泛關(guān)注和使用。燃料電池和太陽(yáng)能電池也逐漸在工程項(xiàng)目中應(yīng)用:杜伊斯堡的商務(wù)促進(jìn)中心已經(jīng)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中使用太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能集水器；德國(guó)新國(guó)會(huì)大廈的能源系統(tǒng)采用的是應(yīng)用生物能和并水熱能；日本大阪燃?xì)夤镜腘EXT21住宅樓也開(kāi)始應(yīng)用燃料電池[3]。

4 綠色建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中的暖通空調(diào)技術(shù)措施

在保障室空氣質(zhì)量的前提下，還要做到節(jié)能減排的效果，風(fēng)量可調(diào)的置換式送風(fēng)系統(tǒng)、冷輻射吊頂系統(tǒng)、結(jié)合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統(tǒng)、蒸發(fā)冷卻和去濕空調(diào)系統(tǒng)以及免費(fèi)供冷系統(tǒng)成為綠色建筑中流行的空調(diào)設(shè)計(jì)使用方案。

4.1 置換式送風(fēng)系統(tǒng)

置換式送風(fēng)系統(tǒng)一般分為背景空調(diào)和個(gè)人空調(diào)結(jié)合進(jìn)行下送風(fēng)、桌面送風(fēng)、置換式頂送頂回系統(tǒng)或者空調(diào)地板送風(fēng)的方式三種形式。下送風(fēng)方式是對(duì)人體周圍的熱濕空氣和污染空氣進(jìn)行置換，提高通風(fēng)效率。因?yàn)橄滤惋L(fēng)方式只對(duì)人體周圍的環(huán)境品質(zhì)進(jìn)行改善，降低了空調(diào)負(fù)荷，在目前綠色建筑中得到廣泛的使用，在許多國(guó)家中都有應(yīng)用[4]。

4.2 冷輻射吊頂系統(tǒng)

冷輻射吊頂空調(diào)技術(shù)具有良好的節(jié)能減排效果，在采用冷輻射吊頂空調(diào)技術(shù)的建筑中，為了保障其表面不產(chǎn)生水珠影響設(shè)備制冷，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)室內(nèi)采用多項(xiàng)保溫、遮陽(yáng)技術(shù)措施，避免因?yàn)閺?qiáng)烈的太陽(yáng)輻射影響冷輻射吊頂?shù)闹评湫Ч?，增加冷輻射吊頂技術(shù)的費(fèi)用[5]。冷輻射吊頂系統(tǒng)起源于歐洲，法蘭克福銀行大樓的背景空調(diào)中采用的空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)便是冷輻射吊頂技術(shù)，1998年日本東京竣工的索尼本部大廈采用的也是冷輻射吊頂空調(diào)設(shè)計(jì)。

4.3 蓄冷低溫送風(fēng)技術(shù)

蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)是現(xiàn)階段空調(diào)設(shè)計(jì)中廣泛采用的系統(tǒng)，除了使用水和冰蓄冷的應(yīng)用外，建筑本身的蓄冷也可以得到應(yīng)用。在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)周圍環(huán)境的改變,利用建筑外晚間溫差大的因素，通過(guò)晚間送風(fēng)技術(shù)對(duì)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行蓄冷操作，這種方式進(jìn)行的蓄冷操作為二次蓄冷，可以在空調(diào)使用時(shí)減少制冷設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，減少空調(diào)制冷產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷，提高設(shè)備用電效率。

4.4 蒸發(fā)冷卻和去濕系統(tǒng)

蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)是種綠色仿生空調(diào)技術(shù)，其原理是對(duì)空氣進(jìn)行直接蒸發(fā)冷卻和間接蒸發(fā)冷卻。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)采用水作為制冷劑，因此這種空調(diào)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染,而且進(jìn)行冷卻制冷時(shí)，不需要消耗壓縮功，它的COP值相比機(jī)械制冷大得多。因此，蒸發(fā)冷卻制冷是一種節(jié)能環(huán)保型的制冷，但因?yàn)槠浼夹g(shù)要求過(guò)高，現(xiàn)階段只在發(fā)達(dá)國(guó)家的大型工業(yè)和商業(yè)建筑中得到使用[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展過(guò)程中，人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng),暖通設(shè)計(jì)作為建筑設(shè)計(jì)中的重要組成部分，通過(guò)使用綠色建筑技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)暖通設(shè)計(jì)中使用可持續(xù)再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)電力能源，促進(jìn)我國(guó)建筑使用中的資源節(jié)約和保護(hù)，提高我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)生活的經(jīng)濟(jì)效益。為大力發(fā)展我國(guó)可持續(xù)能源的廣泛使用，設(shè)計(jì)人員應(yīng)具有足夠的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和能源節(jié)約意識(shí)，做到設(shè)計(jì)符合可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展政策貢獻(xiàn)一份力量。

[1]左釗.綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計(jì)[J].河南建材,2016(6):150-151.