綠色建筑技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

伍小倩

（廣東省建科建筑設(shè)計(jì)院有限公司，廣州510000）

1 引言

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)加強(qiáng)綠色建筑技術(shù)的運(yùn)用，盡可能減少空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，繼而為推動(dòng)行業(yè)的健康發(fā)展提供保障。

2 綠色建筑技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

2.1 綠色環(huán)保原則

應(yīng)用綠色建筑技術(shù)，需要遵循綠色環(huán)保原則，強(qiáng)化綠色材料的應(yīng)用。如制冷劑的選擇，應(yīng)著重考慮材料健康的環(huán)保性，拒絕使用CFCs（氯氟烴）等會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重污染的制冷劑，在確?？照{(diào)制冷效果的同時(shí)，減少空調(diào)設(shè)備運(yùn)行給人體和自然環(huán)境帶來的傷害。在設(shè)計(jì)階段，還應(yīng)考慮材料的易得性問題，以減少材料運(yùn)輸帶來的污染和能耗。另外，還應(yīng)在設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)減振降噪技術(shù)的運(yùn)用，減小暖通空調(diào)運(yùn)行期間的噪聲，如完成消聲靜壓箱的設(shè)置、采用軟木或橡膠底座等[1]。選擇消耗的能源時(shí)，應(yīng)盡量選擇可再生能源，如地源熱泵、生物沼氣等，在節(jié)約自然資源的同時(shí)，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，滿足綠色建筑的建設(shè)要求。

2.2 循環(huán)利用原則

遵循循環(huán)利用原則，能夠使資源得到節(jié)約的同時(shí)，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)保證空調(diào)系統(tǒng)中各組成部分的獨(dú)立性，某一部分出現(xiàn)問題或老化后，可以將其更換而不影響剩余部分的正常運(yùn)行，并對拆除部分進(jìn)行回收利用，以降低系統(tǒng)零部件更換成本。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡可能使用可回收的材料，以使各種資源得到充分利用，提高材料的利用率。

2.3 節(jié)能控制原則

在建筑系統(tǒng)中，暖通空調(diào)屬于能耗較高的部分，制冷、通風(fēng)、采暖等都將帶來較大的能耗，在不可再生能源損耗嚴(yán)重的情況下，還應(yīng)堅(jiān)持節(jié)能控制原則，加強(qiáng)對太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉吹睦?，減少不可再生能源的損耗。與此同時(shí)，還應(yīng)使用計(jì)算機(jī)能耗分析軟件對建筑全生命周期產(chǎn)生的空調(diào)能耗進(jìn)行分析，通過模擬設(shè)備運(yùn)行實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，提出效果更佳、能耗更低的設(shè)計(jì)方案。在現(xiàn)代暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，通常采用變頻技術(shù)，利用自控系統(tǒng)加強(qiáng)變頻設(shè)備的調(diào)節(jié)作用，避免空調(diào)始終全負(fù)荷運(yùn)行，使設(shè)備的運(yùn)行功率隨著溫度的變化得到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，減少制冷劑等材料的消耗，使空調(diào)運(yùn)行能耗大大降低。

4 綠色建筑技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

4.1 主動(dòng)式設(shè)計(jì)

實(shí)際對綠色建筑的暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以采用主動(dòng)式設(shè)計(jì)方法，加強(qiáng)各種自然資源的利用，減少空調(diào)的能耗和產(chǎn)生的污染物。目前在綠色建筑中，自然主動(dòng)式暖風(fēng)控制系統(tǒng)得到了普遍使用，能夠利用過渡季節(jié)的風(fēng)能實(shí)現(xiàn)建筑通風(fēng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能資源的充分利用，增加夏季建筑圍護(hù)與室內(nèi)空間的散熱量；還可以減少空調(diào)啟動(dòng)帶來的負(fù)荷量，使建筑本體能耗得到降低，保證室內(nèi)通風(fēng)良好，避免家具因潮濕變形，同時(shí)，使室內(nèi)在夏季快速降溫，減少空調(diào)運(yùn)行帶來的能耗和污染。

4.2 被動(dòng)式設(shè)計(jì)

采取被動(dòng)式暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方法，主要是對太陽能等可再生能源進(jìn)行有效利用，使空調(diào)能耗得到減少。實(shí)現(xiàn)人工被動(dòng)式設(shè)計(jì)，需要在建筑物最佳位置完成太陽能接收板的設(shè)置，用于對太陽能的收集，然后轉(zhuǎn)化為能夠使用的熱力資源，滿足建筑冬季供熱需求。直接將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，可以減少空調(diào)消耗的電能，使能源短缺的問題得到緩解。從建筑供暖方式上來看，太陽能系統(tǒng)包含溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖等部分，可以利用采集設(shè)備將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，再利用熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)傳遞至換熱中心，然后利用溫度控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)。若遭遇陰雨天氣，無法利用太陽能供熱，系統(tǒng)將自動(dòng)切換到市政管網(wǎng)或鍋爐輔助等常規(guī)供熱設(shè)備，保證建筑的正常供暖。在大型建筑暖通設(shè)計(jì)中，還可以采用被動(dòng)式太陽輻射技術(shù)，利用充滿惰性氣體的雙層玻璃遮擋長波輻射，控制室內(nèi)溫度。還可以應(yīng)用智能窗，根據(jù)室外太陽輻射強(qiáng)度進(jìn)行玻璃透明度調(diào)整。配合采用通風(fēng)窗技術(shù)，能夠?qū)⒖照{(diào)系統(tǒng)回風(fēng)帶入雙層玻璃，使中間層熱量得到抵消，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)熱量間接吸收，繼而使能源得到充分利用。

4.3 地源熱泵設(shè)計(jì)

在綠色建筑中，常采用地源熱泵系統(tǒng)作為暖通空調(diào)，能夠降低空調(diào)使用的成本。該系統(tǒng)同時(shí)具備供熱和制冷功能，可以滿足暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要在地下30~100m位置進(jìn)行換熱裝置的埋設(shè)，除了給地面溫度帶來一定影響，不會(huì)給地面生物或地下水帶來影響[2]。采用穩(wěn)定地源熱泵能夠使換熱器使用性能得到充分發(fā)揮，保證暖通空調(diào)在夏季和冬季能正常制冷和供熱。在夏季，換熱系統(tǒng)可以將室內(nèi)熱源輸送至地下，實(shí)現(xiàn)熱量積蓄，并在冬季通過熱交換提供熱能，使建筑室內(nèi)保持良好環(huán)境的同時(shí)，減少空調(diào)能耗的產(chǎn)生。相較于中央空調(diào)，地源熱泵空調(diào)對中央空調(diào)、地板采暖、生活熱水等功能進(jìn)行了集成，能夠利用先進(jìn)的熱泵技術(shù)和暖通技術(shù)實(shí)現(xiàn)地?zé)崮艿瓤稍偕茉吹拈_發(fā)利用。地源熱泵冷熱源溫度相對穩(wěn)定，夏季溫度較之環(huán)境低，可用于供冷，冬季相反，可提供熱源，因此，能夠使空調(diào)系統(tǒng)維持較高運(yùn)行效率。

4.4 水冰蓄冷設(shè)計(jì)

應(yīng)用水冰蓄冷設(shè)計(jì)技術(shù)，可使暖通空調(diào)設(shè)計(jì)得到優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)削峰填谷式用電，使電網(wǎng)運(yùn)行效率得到提高。設(shè)計(jì)時(shí)，需要在水冷機(jī)組中安裝蓄能裝置，在低谷期利用雙工況電制冷機(jī)生產(chǎn)冷量，并以冷水形式在蓄冰裝置中儲(chǔ)存，使空調(diào)白天的能耗得到降低。在建筑室內(nèi)需要制冷時(shí)，蓄冰裝置可以對存儲(chǔ)的冷量機(jī)械能轉(zhuǎn)化，在用電高峰時(shí)段釋放冷量，減輕空調(diào)運(yùn)行負(fù)荷，使機(jī)組保持穩(wěn)定運(yùn)行，繼而為空調(diào)設(shè)計(jì)和使用帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益[3]。該技術(shù)主要以水作為冷熱量載體，使水在換熱管道和機(jī)組間循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)熱量交換，用電低谷時(shí)，用電能使水的溫度降低，在用電高峰時(shí)段，冷水的供應(yīng)可以減少空調(diào)電能損耗，從而使空調(diào)系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，減少不必要的能源消耗。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，為降低機(jī)組能源消耗，應(yīng)加強(qiáng)水力平衡設(shè)置，在空調(diào)系統(tǒng)中完成水力平衡裝置的配備，結(jié)合情況進(jìn)行水利平衡系統(tǒng)調(diào)節(jié)。利用靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的水利平衡閥使系統(tǒng)內(nèi)水量和壓力的波動(dòng)得到減少，促使機(jī)組能夠穩(wěn)定供能。

5 結(jié)語

綜上所述，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)用綠色建筑技術(shù)，關(guān)鍵在于保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)體現(xiàn)綠色環(huán)保特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)能源循環(huán)利用和資源節(jié)約管理。在實(shí)踐工作中，可以完成主動(dòng)式與被動(dòng)式暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，也可以采取地源熱泵和水冰蓄冷等技術(shù)，確保設(shè)計(jì)出的暖通空調(diào)能夠體現(xiàn)綠色、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢，繼而使建筑整體建設(shè)水平得到提升。