綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法研究

洪 剛

（上海眾合地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，上海 201106）

綠色建筑是近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，建筑行業(yè)資源大量使用與建筑資源短缺之間的矛盾所催生出的，是一種促使建筑建設(shè)使用過(guò)程中盡可能地多使用環(huán)保型能源或可再生資源的、能夠有效提高資源利用效率的建筑模式。

綠色建筑在建筑行業(yè)的推廣能夠最大程度避免建筑建設(shè)過(guò)程對(duì)自然以及人文風(fēng)俗風(fēng)貌的破壞，保證建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑的發(fā)展給暖通空調(diào)控制方法的創(chuàng)新和調(diào)整帶來(lái)了機(jī)遇，同時(shí)也加大了暖通空調(diào)節(jié)能控制方法發(fā)展的挑戰(zhàn)。因此，相關(guān)部門(mén)必須加大資金、技術(shù)、人才等資源在節(jié)能控制方法研究中的投入，為暖通空調(diào)在綠色建筑中的發(fā)展創(chuàng)造良好的外部條件。

1 綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法研究的意義

1.1 有利于提高可再生能源的利用效率

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科技等發(fā)展速度的不斷加快，可再生能源循環(huán)利用技術(shù)的發(fā)展也日漸成熟。綠色建筑作為近年來(lái)我國(guó)建筑行業(yè)重要的發(fā)展方向之一，加大對(duì)綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法的研究力度有利于利用現(xiàn)有的可再生能源循環(huán)利用技術(shù)進(jìn)一步提高能源的利用效率。

從當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況來(lái)看，日常運(yùn)行和維護(hù)的費(fèi)用比較高。一方面，是因?yàn)榕照{(diào)系統(tǒng)所應(yīng)用的常規(guī)能源價(jià)格較高；另一方面，暖通空調(diào)系統(tǒng)在能源的利用與處理上能力不足，存在著較為明顯的能源損耗。

因此，暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制方法的完善和優(yōu)化，在一定程度上幫助暖通空調(diào)系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)常規(guī)能源的限制，運(yùn)用可再生能源即可滿足自身運(yùn)轉(zhuǎn)的能耗需求，也在客觀上提高了可再生能源的利用效率。

1.2 有利于提高綠色建筑材料的利用效率

綠色建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制方法的強(qiáng)化和完善直接影響系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和建設(shè)階段的材料選擇。比如，出于綠色建筑資源節(jié)約、綠色環(huán)保的建設(shè)要求，在暖通空調(diào)系統(tǒng)材料的選擇上，應(yīng)盡可能多地應(yīng)用對(duì)環(huán)境污染和影響較小或者材料自身就出自回收處理的管材或保溫材料，這些材料的應(yīng)用不僅能夠滿足暖通空調(diào)系統(tǒng)的基本要求，同時(shí)也能將建筑材料對(duì)環(huán)境、居住者的影響降到最低。

更為重要的是，出于節(jié)能和環(huán)保的考慮，系統(tǒng)在建設(shè)材料的獲取上也是最大程度地就近取材，極大地降低了運(yùn)輸成本和人工成本等，有利于進(jìn)一步提高綠色建筑材料的利用效率。

1.3 有利于強(qiáng)化冷熱回收利用

在暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，熱回收是指通過(guò)系統(tǒng)中的能量回收裝置，用排風(fēng)扇里的風(fēng)來(lái)處理新風(fēng)，進(jìn)而有效降低處理新風(fēng)所需要的成本和能量，冷回收也是如此。在現(xiàn)階段綠色建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)中，重視節(jié)能控制方法的優(yōu)化和更新有利于進(jìn)一步強(qiáng)化冷熱回收利用技術(shù)。

比如，暖通空調(diào)系統(tǒng)為達(dá)到節(jié)能控制的目標(biāo)，在選擇熱回收裝置時(shí)應(yīng)對(duì)綠色建筑所在的施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、氣候條件、經(jīng)濟(jì)狀況、工程的實(shí)際實(shí)施情況等進(jìn)行深入的調(diào)查和分析，并綜合考慮排風(fēng)中有害氣體的比重等諸多因素，最終形成較為完整的暖通空調(diào)系統(tǒng)。

以筆者參與的虹橋綠谷項(xiàng)目為例。在之前設(shè)計(jì)院一系列數(shù)據(jù)計(jì)算、參數(shù)比較的條件下，項(xiàng)目最終選擇了能體現(xiàn)各種相應(yīng)數(shù)據(jù)的全進(jìn)口Flakt Woods的全熱交換機(jī)組，不僅降低了暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，同時(shí)也為冷熱回收利用技術(shù)提供了經(jīng)驗(yàn)和新的思路。

2 綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法的優(yōu)化原則

2.1 堅(jiān)持遵循節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)理念

當(dāng)前暖通空調(diào)作為綠色建筑的主要能耗單元，在應(yīng)用過(guò)程中大致包括建筑采暖、建筑通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)三個(gè)方面，這就要求暖通空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要控制能源的浪費(fèi)與損耗，鑒于暖通空調(diào)系統(tǒng)整體的復(fù)雜性，需要最大程度降低系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、建設(shè)、材料運(yùn)輸、照明、設(shè)備以及人工等多個(gè)方面的成本，有效提高暖通空調(diào)系統(tǒng)與建筑物運(yùn)行過(guò)程中的協(xié)調(diào)性。

另外，受到環(huán)保設(shè)計(jì)理念的影響，在設(shè)計(jì)選擇內(nèi)部結(jié)構(gòu)的材料、設(shè)備時(shí)，要盡量選擇對(duì)環(huán)境影響較小、能源損耗率低的材料和設(shè)備，從而在保證人們生活質(zhì)量的前提下確保節(jié)能與環(huán)保。

2.2 堅(jiān)持遵循回收循環(huán)再利用的設(shè)計(jì)原則

暖通空調(diào)在綠色建筑中的應(yīng)用不僅需要考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜所決定的遵循節(jié)能環(huán)保原則，同時(shí)由于暖通空調(diào)系統(tǒng)所用的設(shè)備、材料、零部件等的實(shí)際使用壽命有限，在系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)過(guò)程中還要遵循回收循環(huán)再利用的設(shè)計(jì)原則。

一方面，保證暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備、零件等拆卸的靈活性。如果暖通空調(diào)系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中某一環(huán)節(jié)或零部件出現(xiàn)問(wèn)題和故障，能夠及時(shí)地將系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)聯(lián)的零部件拆卸下來(lái)進(jìn)行檢查、保養(yǎng)和維護(hù)，確保系統(tǒng)故障的排查和維修效率以及暖通空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部的正常運(yùn)行。

另一方面，如果系統(tǒng)內(nèi)部零部件出現(xiàn)損壞或報(bào)廢現(xiàn)象，要對(duì)替換下來(lái)的零部件或損壞的設(shè)備進(jìn)行分類回收。對(duì)于環(huán)境污染較大的設(shè)計(jì)材料或設(shè)備，可利用專門(mén)的處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)再利用，最大程度節(jié)省系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)的時(shí)間、人工和材料成本，提高了設(shè)計(jì)材料的使用效率，降低能源消耗。

2.3 堅(jiān)持技術(shù)更新和施工質(zhì)量嚴(yán)格保障的原則

隨著居民生活用電、用水量的不斷增加，進(jìn)一步加劇了可用資源緊張的局勢(shì)。因此，當(dāng)前綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法研究要堅(jiān)持的另一項(xiàng)原則即堅(jiān)持技術(shù)的不斷更新和施工質(zhì)量的嚴(yán)格保障。

比如，基于資源優(yōu)化配置的考慮，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中強(qiáng)化蓄冷技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)的主要原理是在夜間用電處于低谷階段時(shí)空調(diào)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行制冷，將冷水的能量?jī)?chǔ)存在蓄冷設(shè)備中，等到白天用電高峰階段即可以將冷氣釋放到空調(diào)的運(yùn)行過(guò)程中，繼而有效避免制冷設(shè)備在用電高峰階段的開(kāi)啟和運(yùn)行。

這一技術(shù)的更新和應(yīng)用將暖通空調(diào)的運(yùn)行壓力從用電高峰轉(zhuǎn)到了夜間用電低谷階段，緩解了電力資源的壓力，也保證了暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。同時(shí)，綠色建筑的施工質(zhì)量也直接關(guān)系到暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制方法在更新和優(yōu)化上的效率，所以必須堅(jiān)持遵循技術(shù)更新和施工質(zhì)量嚴(yán)格保障的原則。

3 綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法的優(yōu)化策略

3.1 強(qiáng)化自然通風(fēng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用比重

在建筑設(shè)計(jì)中，自然通風(fēng)能夠有效提高室內(nèi)空氣與室外空氣的置換效率，提升室內(nèi)空氣質(zhì)量和空氣舒適程度，而且自然通風(fēng)設(shè)計(jì)沒(méi)有能源消耗和設(shè)計(jì)污染，已經(jīng)成為當(dāng)前綠色建筑中暖通空調(diào)節(jié)能控制方法的一種重要手段。

比如，在綠色建筑的施工建設(shè)過(guò)程中，要充分考慮施工場(chǎng)地的自然環(huán)境和條件，在前期的設(shè)計(jì)階段也要將風(fēng)向、風(fēng)速等因素綜合考慮進(jìn)去，確保暖通空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型的準(zhǔn)確性，以保證風(fēng)壓通風(fēng)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用，改善綠色建筑內(nèi)部的室內(nèi)通風(fēng)效果和空氣質(zhì)量。綠谷項(xiàng)目在設(shè)計(jì)前期就對(duì)園區(qū)整個(gè)通風(fēng)走向布局做了相應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.2 強(qiáng)化地源熱泵技術(shù)和冷藏系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)前綠色建筑的暖通空調(diào)節(jié)能控制辦法中，除了有效利用自然通風(fēng)降低系統(tǒng)的能源消耗外，也可在技術(shù)層面進(jìn)行強(qiáng)化。

比如，積極加大地源熱泵技術(shù)、冷藏系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能與控制，最有效的辦法就是降低能源損耗，地源熱泵技術(shù)能夠快速冷卻或加熱，冷藏系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)能夠進(jìn)一步降低系統(tǒng)整體的能源消耗，降低送風(fēng)的溫度，以提高經(jīng)濟(jì)效益。最低的熱損失和快速的溫度控制技術(shù)兩者結(jié)合，既能夠滿足現(xiàn)階段綠色建筑建設(shè)過(guò)程中人們生活的基本要求，提高居住舒適度，同時(shí)也符合資源節(jié)約、綠色環(huán)保的理念，將能源損耗降到了最低，為實(shí)現(xiàn)綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展提供了新的技術(shù)思路。

3.3 提高暖通空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保證施工質(zhì)量

節(jié)能在綠色建筑的建設(shè)過(guò)程中占據(jù)重要地位，暖通空調(diào)作為實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制的良好途徑，不斷提高暖通空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確保施工質(zhì)量，也是當(dāng)前暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制的方法之一。

（1）依據(jù)現(xiàn)階段最新的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能效率作出分析和判斷，并進(jìn)行室內(nèi)空氣質(zhì)量的檢測(cè)。在此基礎(chǔ)上，相關(guān)部門(mén)要以當(dāng)前綠色建筑的發(fā)展前景和需求為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。比如，明確能源損耗率、自然通風(fēng)在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用比重等具體數(shù)據(jù)，為暖通空調(diào)節(jié)能控制方法提供良好的理論和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。

（2）在綠色建筑的施工期間要嚴(yán)格把控好施工質(zhì)量，最大程度避免施工質(zhì)量問(wèn)題造成的暖通空調(diào)系統(tǒng)材料污染、能源損耗率高等問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，能源和環(huán)境之間的問(wèn)題使得綠色建筑成為現(xiàn)階段建筑行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)熱點(diǎn)話題。暖通空調(diào)在綠色建筑中資源節(jié)約與環(huán)保的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)使其成為綠色建筑的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。從當(dāng)前暖通空調(diào)節(jié)能控制方法體系的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，相關(guān)部門(mén)及技術(shù)人員應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試以及運(yùn)行管理等方面進(jìn)行綜合考察和優(yōu)化，同時(shí)注重公眾節(jié)能與環(huán)保意識(shí)的宣傳和加強(qiáng)，為推動(dòng)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。