探討綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計

曹濤

摘要：隨著人們對健康的重視，綠色施工理念正在逐漸地深入人們的工作和生活中，而綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計制造是綠色建筑居住性能的重要保障，因此暖通空調(diào)的設(shè)計也逐漸受到重視。文章針對綠色建筑中暖通空調(diào)的設(shè)計技術(shù)進(jìn)行論述，希望可以對節(jié)能空調(diào)道路打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計

在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計的過程中，要嚴(yán)格遵守綠色環(huán)保的設(shè)計原則，在設(shè)計工作中要保證建筑用戶的舒適性得到滿足，并且結(jié)合建筑的具體情況，選擇合理的暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)，為暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計技術(shù)的節(jié)能功能的發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。

一、綠色建筑的內(nèi)涵

所謂綠色建筑就是充分利用可再生的材料和能源，親和自然，盡量不破壞環(huán)境和文化傳統(tǒng)，保護(hù)居住者的健康，充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和人類回歸自然的理念。美國實(shí)驗與材料協(xié)會（ASTM）的綠色建筑定義是：“住宅、民用和工業(yè)建筑當(dāng)中，常以負(fù)責(zé)的態(tài)度并用細(xì)心保護(hù)環(huán)境的手法，設(shè)計、施工、運(yùn)用、修改、廢棄的構(gòu)造物。

二、綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計原則

（一）科學(xué)性原則

在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計制造的整個過程中都要貫徹科學(xué)性原則?？茖W(xué)性體現(xiàn)在很多方面，比如在進(jìn)行暖通空調(diào)的選擇時，需要對備選材料進(jìn)行科學(xué)的分析，如果材料選取不合適，就會使空調(diào)的節(jié)能性大打折扣，甚至不能保證空調(diào)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)、造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此在選材時要結(jié)合空調(diào)實(shí)際的運(yùn)營情況，在保證使用性能的基礎(chǔ)上選擇環(huán)境友好型的保溫材料。

（二）節(jié)能環(huán)保設(shè)計原則

綠色建筑暖通空調(diào)的建造與設(shè)計，在選材的時候應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格符合綠色環(huán)保的理念要求，杜絕使用質(zhì)量較差、不可再生或污染嚴(yán)重的原材料。在最大限度地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。在設(shè)計環(huán)節(jié)中，應(yīng)科學(xué)地選用綠色材料，實(shí)現(xiàn)環(huán)保目的和價值，這不僅有利于各種能源的節(jié)約，還可以大量減少對生態(tài)環(huán)境的破壞與污染。

（三）廣回收

廣回收應(yīng)包括暖通空調(diào)系統(tǒng)中的零部件和材料的回收，與回用的區(qū)別是其指對零部件及材料進(jìn)行分門別類的回收，并非籠統(tǒng)的回收，比如對系統(tǒng)管道、設(shè)備報廢后其在拆散或維修過程中對拆卸下來的零件進(jìn)行系統(tǒng)回收。

（四）循環(huán)利用性

循環(huán)再利用是節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的有效措施，不同于重復(fù)利用，是指將暖通空調(diào)中報廢的設(shè)備和材料進(jìn)行分類回收，然后分別送到相應(yīng)的工廠進(jìn)行再生產(chǎn)，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)原料-產(chǎn)品-廢品-原料之間的封閉性良性循環(huán)。

三、綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計的技術(shù)應(yīng)用

（一）地源熱泵技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在解決供熱和制冷方面，地源熱泵技術(shù)具備較強(qiáng)的節(jié)能經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，地源熱泵系統(tǒng)僅僅會影響土壤溫度，而并不會導(dǎo)致地面下沉或地下水位與水質(zhì)的下降，是當(dāng)下對環(huán)境影響不大的成熟取熱和散熱方式。在寒冷區(qū)域，為建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)增設(shè)輔助設(shè)施，用來提供熱量?？梢越柚⒙?lián)或串聯(lián)的形式，結(jié)合太陽能與地源熱泵的運(yùn)行為系統(tǒng)提供較多的熱量，從而滿足人們對建筑物內(nèi)部的采暖需要。在溫度較高的南方地區(qū)，可利用冷卻塔，通過串聯(lián)地源熱泵的運(yùn)行供冷和分擔(dān)一些負(fù)荷，在夜間時分帶走土壤中積蓄的熱量，以便達(dá)到降溫的目的。同時，地源熱泵無需除霜，也相應(yīng)減少了結(jié)霜和除霜造成的熱量損失。

（二）優(yōu)化冰蓄冷技術(shù)

冰蓄冷空調(diào)是利用夜間低谷負(fù)荷電力制冰儲存在蓄冰裝置中，白天融冰將所儲存冷量釋放出來，減少電網(wǎng)高峰時段空調(diào)用電負(fù)荷及空調(diào)系統(tǒng)裝機(jī)容量，它代表著當(dāng)今世界中央空調(diào)的發(fā)展方向。通過優(yōu)化冰蓄冷系統(tǒng)，能夠進(jìn)一步降低電能用量，降低能耗，提供高經(jīng)濟(jì)效益。在夜間，把冷量在水中蓄積，在白天用電高峰期釋放冷量，降低電費(fèi)開支。同時，冰的蓄冷量要超過水蓄冷量，且熱損失比較小。在1℃～4℃冷水環(huán)境下，可降低風(fēng)機(jī)動力，采用低溫送風(fēng)，有效起到制冷調(diào)節(jié)的效果。整個系統(tǒng)COP值不斷提高，特別是夜間溫度較低時，COP更高。制冷機(jī)處于滿負(fù)荷狀態(tài)，設(shè)備利用率、工作效率大幅度提高。

（三）太陽能節(jié)能技術(shù)

太陽能取之不盡，用之不竭，既不受地域限制，又綠色環(huán)保無污染，被認(rèn)為是人類可持續(xù)發(fā)展的首選資源。太陽能供暖系統(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能時，控制系統(tǒng)會自動轉(zhuǎn)到燃?xì)忮仩t設(shè)備對其輔助加熱，使人們在冬天也能享受溫暖，同時在其它季節(jié)還可以利用太陽能集熱設(shè)備提供大量熱水，大大地方便了人們生活。

（四）新型節(jié)能計算軟件的應(yīng)用

除去常規(guī)、傳統(tǒng)的暖通設(shè)計軟件之外，一些新型開發(fā)的計算軟件也能對綠色建筑設(shè)計帶來很大幫助，需要我們的重視和運(yùn)用，比如全年能耗分析計算軟件。不同的建筑形式、朝向、體形系數(shù)、窗墻比等因素都會造成各部分能耗的不同，進(jìn)而影響總能耗。比如，采用能耗軟件對一棟50000 m2的辦公樓進(jìn)行計算，結(jié)果表明，全年能耗最高的是照明，接下來依次是夏季空調(diào)、辦公設(shè)備、采暖。這個結(jié)果與我們普通的概念還是有很大出入的。因此，該分析軟件可以指導(dǎo)我們采取適當(dāng)?shù)拇胧?，最大限度地?jié)約能耗。

四、綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計要點(diǎn)

（一）充分利用綠色材料

綠色材料健康環(huán)保無污染，在現(xiàn)代暖通空調(diào)設(shè)計中應(yīng)被大量使用，而禁止禁止使用HCFCs及Halons產(chǎn)品，在選用制冷劑制冷方面要減少用CFCs進(jìn)行制冷，在保溫材料的使用中要禁止使用石棉類的保溫材料。應(yīng)盡量選用可回收利用及重復(fù)使用的管材及保溫材料，包括保溫材料、管道、密封材料等，與此同時，選用本土材料成為上乘之選，因為就地取材可以大大減少因材料運(yùn)輸對環(huán)境造成的污染。

（二）控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的噪聲

暖通空調(diào)噪聲控制的設(shè)計包括以下幾種：首先，提高線圈的加工精度。線圈的加工精度被提升之后，會減輕小葉輪的質(zhì)量，從而避免電動機(jī)和葉輪的震動，降低震動產(chǎn)生的噪聲。其次，使用噪聲低的配置，比如將風(fēng)機(jī)盤管安置在管道中間，把送風(fēng)口設(shè)置在房間過廳上部等，這種配置方式將噪音源與室內(nèi)環(huán)境相隔離，起到控制噪音的效果。第三，做好消聲處理。暖通空調(diào)的噪音總有一部分是無法避免的，對此，可以通過消聲處理的措施，比如在噪音產(chǎn)生空間內(nèi)安放吸聲體等措施，有效降低噪聲污染。

（三）綠色建筑中暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計

在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計中，應(yīng)該加強(qiáng)對變頻空調(diào)的使用，雖然會在一定程度上加大建設(shè)的投資成本，但節(jié)約的能源可以收回這部分增加的成本。在空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，最為主要的子系統(tǒng)是風(fēng)系統(tǒng)和水系統(tǒng)，這兩個子系統(tǒng)也是能源損耗較大的部分，對此，可以通過在暖通空調(diào)中加入變頻，來根據(jù)外部環(huán)境情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電機(jī)的工作狀態(tài)，避免轉(zhuǎn)速過高造成的能源浪費(fèi)或過低影響環(huán)境舒適性，起到節(jié)能效果。

五、結(jié)語

綠色建筑的興起為暖通空調(diào)的進(jìn)一步發(fā)展和完善帶來了機(jī)遇，我們應(yīng)改變傳統(tǒng)暖通空調(diào)的設(shè)計理念和運(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)計更健康舒適、更環(huán)保、更節(jié)能的暖通空調(diào)，為中國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。