綠色理念在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王文輝

（北京維拓時(shí)代建筑設(shè)計(jì)股份有限公司太原分公司，山西太原 030006）

0 引言

現(xiàn)代化建設(shè)不斷發(fā)展過(guò)程中，公眾對(duì)于建筑的基本要求也逐漸發(fā)生改變，從只注重安全舒適向綠色化以及人性化轉(zhuǎn)變。為了有效滿足公眾對(duì)于房屋建筑的主要需求，并且響應(yīng)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的口號(hào)，一大批綠色建筑隨之產(chǎn)生。綠色建筑中最顯著的特征是以低排放以及低能耗為主，在達(dá)到公眾居住條件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的科學(xué)合理利用。建筑暖通空調(diào)的節(jié)能技術(shù)具有重要作用，是綠色理念中的重要設(shè)計(jì)以及有效應(yīng)用[1]。對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)是適合社會(huì)公眾生活的重要系統(tǒng)，建筑具有的人性化設(shè)計(jì)是目前市場(chǎng)上主要的需求，暖通空調(diào)節(jié)能技術(shù)能迎合消費(fèi)者的主要需求，并有效踐行綠色理念，從而有效提高綠色建筑整體建筑水平。

本文以某地區(qū)的建筑為例，該建筑的總面積是1.168×104m2，建筑的總體高度是229m，該建筑的整體結(jié)構(gòu)是地上共50層，地下結(jié)構(gòu)是兩層。地下二層主要作為地下車庫(kù)以及設(shè)備用房，地上的一層是大堂，地上二層和三層為商業(yè)區(qū)域，地上四層作為餐飲區(qū)域，地上第5~50層作為辦公區(qū)域，在辦公區(qū)域的第7層、第21層和第36層設(shè)置避難區(qū)。該建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能區(qū)域包含辦公區(qū)域以及餐飲區(qū)域和商鋪區(qū)域等三個(gè)功能室，依據(jù)季節(jié)存在的差異性，不同功能區(qū)對(duì)于溫度和濕度具有不同要求。

1 綠色理念的含義及應(yīng)用至暖通空調(diào)節(jié)能中的重要性

1.1 綠色理念的主要含義

綠色理念是近些年進(jìn)行生態(tài)建設(shè)具有引導(dǎo)作用的重要理念，主要源于歷史非理性的發(fā)展對(duì)社會(huì)公眾的生存以及自然環(huán)境產(chǎn)生威脅。從節(jié)能環(huán)保的角度來(lái)說(shuō)，綠色理念是以保護(hù)自然環(huán)境、回歸自然和資源節(jié)約作為宗旨進(jìn)行設(shè)計(jì)的理念，強(qiáng)調(diào)維護(hù)自然環(huán)境，在最大限度上利用資源，帶動(dòng)相應(yīng)參與者和自然協(xié)調(diào)更新的基礎(chǔ)上，踐行更加恰當(dāng)和更具科學(xué)化的生活方式，從而形成高尚的道德觀以及適度消費(fèi)的理念，推動(dòng)生產(chǎn)模式的發(fā)展，及產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化調(diào)整[2]。

1.2 應(yīng)用綠色理念具有的重要性

1.2.1 理念與商業(yè)以及環(huán)保相互均衡協(xié)調(diào)

綠色理念的有效應(yīng)用至暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的主要原則是：通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)推動(dòng)建筑能源的節(jié)約，致使居住的社會(huì)公眾能正確認(rèn)識(shí)到生態(tài)節(jié)能環(huán)保具有的價(jià)值。在相關(guān)原則的指引下，暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)不僅是社會(huì)公眾居住的功能要求，還與理念以及商業(yè)和環(huán)保性能具有緊密的聯(lián)系。將綠色理念有效應(yīng)用至暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)中去，能在一定程度上挖掘出建筑的內(nèi)部以及外部等多個(gè)模塊具有的節(jié)能環(huán)保潛力，推動(dòng)特定空間的居住人民能享受綠色生態(tài)環(huán)境，因此改變生活理念，實(shí)現(xiàn)商業(yè)和綠色理念以及環(huán)保意識(shí)的均衡性[3]。

1.2.2 減少不同類型能量因子無(wú)價(jià)值的損耗

在我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)變化以及更新的過(guò)程中，綠色建筑材料以及建設(shè)設(shè)備時(shí)是實(shí)現(xiàn)綠色理念的重要載體，得到飛速的發(fā)展。利用上述的重要載體應(yīng)用至建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)中，能較好的解決空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，推動(dòng)暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能展現(xiàn)出多樣化的能量因子損耗的特點(diǎn)。例如包含先進(jìn)的能量因子具有的高效價(jià)值應(yīng)用至燈泡中，能有效的規(guī)避因?yàn)槟芰恳蜃泳哂械臒o(wú)價(jià)值的損耗基礎(chǔ)上，確保光源照亮的面積和提出的要求相符合，而引入低危險(xiǎn)程度以及耐用性較高的新型材料，能有效減少建筑暖通空調(diào)應(yīng)用后運(yùn)行過(guò)程中維修的次數(shù)，確保建筑暖通空調(diào)的整體運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益保持在相對(duì)合理的水平。

2 建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)具有的特點(diǎn)

2.1 復(fù)雜性特點(diǎn)

建筑暖通的空調(diào)系統(tǒng)在建筑建設(shè)的過(guò)程中是非常重要的，會(huì)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹馁|(zhì)量產(chǎn)生直接影響。目前建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，建筑的數(shù)量逐漸增多，建筑物的規(guī)模也逐漸增大。建筑行業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)愈發(fā)復(fù)雜，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須對(duì)一些些細(xì)節(jié)問(wèn)題予以重點(diǎn)關(guān)注。暖通空調(diào)系統(tǒng)分為三大框架，分別是通風(fēng)和采暖與空調(diào)，三大框架之間具有緊密聯(lián)系，只有暖通空調(diào)全面運(yùn)行才能達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，暖通空調(diào)系統(tǒng)具有的復(fù)雜性特點(diǎn)導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度也隨之增加[4]。

2.2 多樣性特點(diǎn)

假如在其余情況未發(fā)生改變的前提下，相關(guān)設(shè)計(jì)人員采用不同方式對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的效果也會(huì)存在差異，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可采用豐富多樣的設(shè)計(jì)形式，以此滿足不用使用業(yè)主的不同需求。相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以與使用業(yè)主提前進(jìn)行交流和溝通，了解使用業(yè)主的述求，然后進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)。

2.3 對(duì)外界變化具有敏感性

建筑暖通空調(diào)的系統(tǒng)比較敏感，不同原因能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的效果發(fā)生改變，對(duì)暖通空調(diào)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須確定重心，提前制定好相應(yīng)解決的方案，增加對(duì)外界影響因素控制的力度。另外，暖通空調(diào)各個(gè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)必須進(jìn)行有效監(jiān)管，防止對(duì)實(shí)際應(yīng)用的效果以及項(xiàng)目的質(zhì)量產(chǎn)生影響[5]。暖通空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境變化非常敏感，因此，必須對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的變化進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，保證暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及完整性，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中綠色理念遵循的基本原則

3.1 靈活性原則

建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)是具有靈活性的，由于暖通空調(diào)具有強(qiáng)大的調(diào)節(jié)作用。暖通空調(diào)系統(tǒng)能依據(jù)季節(jié)變化進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，從而達(dá)到系統(tǒng)的多用途效果。主推的兩種空調(diào)系統(tǒng)的類型是可變送風(fēng)量的空調(diào)以及多聯(lián)機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)，可變送風(fēng)量的空調(diào)以及多聯(lián)機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)的可操作性能都很強(qiáng)，且運(yùn)行過(guò)程中能源消耗的比較低[6]。當(dāng)中，可變送的風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是節(jié)能率高達(dá)78%以及有效節(jié)省空調(diào)設(shè)備的容量、規(guī)避發(fā)生冷凝水現(xiàn)象和有效改善室內(nèi)空氣的質(zhì)量；多聯(lián)系空調(diào)系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是在使用過(guò)程中比較靈活，具有安裝便捷以及靈活調(diào)節(jié)容量、室內(nèi)溫度不會(huì)受到影響和低頻的消耗對(duì)電網(wǎng)與其他的用電設(shè)備產(chǎn)生的沖擊明顯降低。

3.2 經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則

經(jīng)濟(jì)實(shí)用非常符合社會(huì)公眾日常的需求，在對(duì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入節(jié)能實(shí)用性原則，例如使用能源價(jià)格以及系統(tǒng)設(shè)備的性價(jià)比和使用的周期長(zhǎng)度等等，還要進(jìn)行舒適性的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到實(shí)用性較高且能耗較低的主要目的，降低使用人員的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。另外建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)還要依據(jù)季節(jié)變化進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，設(shè)計(jì)出更具科學(xué)化以及人性化的空調(diào)系統(tǒng)，為空調(diào)相關(guān)設(shè)備后續(xù)保養(yǎng)和維護(hù)提前做好準(zhǔn)備。

3.3 環(huán)保性原則

在建筑施工建設(shè)能源的消耗過(guò)程中，暖通空調(diào)的安裝是建筑建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，因此，對(duì)暖通空調(diào)存在能源消耗問(wèn)題進(jìn)行控制是順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效途徑。建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)在實(shí)際情況中存在能耗比較高的問(wèn)題，因此需要相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)人員進(jìn)行不斷地創(chuàng)新，積極采取先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)降低暖通空調(diào)能耗較高的問(wèn)題[7]。但實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)是非常艱辛的，想要快速實(shí)現(xiàn)需要國(guó)家制定相關(guān)法律法規(guī)為建筑暖通空調(diào)走可持續(xù)發(fā)展道路保駕護(hù)航。

4 綠色理念應(yīng)用至暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的相應(yīng)途徑

4.1 科學(xué)選取熱源

熱量來(lái)源是建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)的額過(guò)程中存在非常重要的作用。目前，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用的熱源主要來(lái)源于自備的熱源以及城市的供熱和工廠余熱等，能量的消耗與利用效率依據(jù)熱源來(lái)源的不同而存在差異性。選取高效的能源控制系統(tǒng)能改善系統(tǒng)的損耗以及提升能源使用效率尤其關(guān)鍵。熱點(diǎn)的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)以及熱泵技術(shù)是近幾年來(lái)使用比較廣泛的綠色熱源的供應(yīng)技術(shù)，經(jīng)過(guò)不斷實(shí)踐與研究，發(fā)現(xiàn)將這兩種熱源技術(shù)應(yīng)用至建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中去，不僅能降低能耗，還能提升能源的利用效率[8]。此外，使用熱點(diǎn)的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與熱泵技術(shù)能有效降低二氧化碳以及二氧化硫等一些空氣污染物排放，實(shí)現(xiàn)低排放與低消耗綠色理念，并有效遵循了靈活性以及實(shí)用性和環(huán)保性原則。

4.2 使用可再生的能源與清潔能源

對(duì)于暖通空調(diào)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能源是確保空調(diào)正常穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。因此，首先選取可再生能源和清潔能源，對(duì)暖通空調(diào)節(jié)能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，采取新型的能源以此滿足綠色理念要求，減輕暖通空調(diào)的碳排放量。將暖通空調(diào)系統(tǒng)和太陽(yáng)能或是地源熱泵技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，使用太陽(yáng)能的過(guò)程中，將暖通空調(diào)內(nèi)的集熱器安置和熱水箱進(jìn)行連接，將集熱器安裝的位置放置在距離光照比較近的位置，確保換熱水箱的水溫一直為常溫，使太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能時(shí)產(chǎn)生的損耗得到有效控制。將地源熱泵技術(shù)應(yīng)用至暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中，對(duì)冰蓄進(jìn)行優(yōu)化后產(chǎn)生的蓄冷量比水的溫度低的原理，有效減少熱量的流失[9]。在暖通空調(diào)的內(nèi)部有效形成低溫送風(fēng)效果，對(duì)暖通空調(diào)制冷和供熱方面存在的關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，使暖通空調(diào)制冷與供熱能源消耗利用率得到規(guī)劃，控制暖通空調(diào)排放廢氣時(shí)產(chǎn)生污染物，從而對(duì)建筑外部的環(huán)境起到保護(hù)作用。

4.3 明確暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)與四周環(huán)境的協(xié)調(diào)性

在建筑暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)以及實(shí)施節(jié)能理念的過(guò)程中，相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)人員必須了解建筑物所在地區(qū)能耗的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，并利用能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)建筑產(chǎn)生的能耗進(jìn)行控制。規(guī)避因?yàn)槟茉唇Y(jié)構(gòu)存在不合理利用，從而產(chǎn)生能源消耗。對(duì)能源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中采取可再生能源和清潔能源予以重視。另外在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，了解暖通空調(diào)的性能狀態(tài)和所在地區(qū)資源與環(huán)境間的具體關(guān)系，與建筑工程項(xiàng)目附近環(huán)境分析相結(jié)合，將環(huán)境保護(hù)理念融入至暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)中去。對(duì)建筑物附近環(huán)境條件的分析在一定程度上能降低外部環(huán)境對(duì)于建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。

4.4 對(duì)建筑暖通空調(diào)的熱工性能進(jìn)行優(yōu)化

暖通空調(diào)應(yīng)用在建筑物中的注重要的功能就是用于保溫，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行保溫時(shí)，暖通空調(diào)的內(nèi)部存留的冷水因?yàn)榭照{(diào)外部環(huán)境溫度發(fā)生了變化，從而起到吸熱作用，使暖通空調(diào)內(nèi)部的溫度產(chǎn)生破壞，因此，在對(duì)暖通空調(diào)包含的熱工性能優(yōu)化的過(guò)程中，將保溫的性能與節(jié)能效果作為暖通空調(diào)來(lái)自外部溫度產(chǎn)生的干擾因素進(jìn)行綜合考慮，主要包含太陽(yáng)能發(fā)熱板的放置超想以及建筑物布局結(jié)構(gòu)的形態(tài)系數(shù)與建筑建設(shè)的導(dǎo)熱材料[10]。在暖通空調(diào)包含的熱工構(gòu)件的基礎(chǔ)上，配合窗戶滲透至建筑物內(nèi)部的太陽(yáng)光，而再建筑內(nèi)部墻壁結(jié)構(gòu)的建設(shè)上，必須選取具有光熱能轉(zhuǎn)換的建筑材料，間接的降低空調(diào)管道的溫度。

4.5 合理運(yùn)用蓄冷技術(shù)

利用綠色理念完成對(duì)建筑暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)，還要有效運(yùn)用蓄冷技術(shù)。蓄冷技術(shù)具有調(diào)節(jié)能源使用的水平，及有效緩解能源供應(yīng)的壓力，體現(xiàn)出較好的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益，使能源消耗水平明顯降低，建筑室內(nèi)溫度得到有效保障。比如，在合適的時(shí)候?qū)⑺畠龀杀帽诨瘡亩a(chǎn)生冷氣，因此降低其他的能源消耗的水平。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展有效帶動(dòng)了建筑行業(yè)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)生活水平的逐步提升，社會(huì)公眾對(duì)于建筑設(shè)計(jì)的要求也隨之發(fā)生改變，在我國(guó)大力推廣可持續(xù)發(fā)展的觀念下，綠色建筑的設(shè)計(jì)理念是順應(yīng)國(guó)家的號(hào)召以及時(shí)代發(fā)展的唯一選擇，但當(dāng)前綠色理念在暖通空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，還存在一些不足，為此需要相關(guān)節(jié)能設(shè)計(jì)人員進(jìn)行深入研究，對(duì)其進(jìn)行不斷的完善，才能實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。