綠色建筑暖通設(shè)計存在的問題與對策淺析

劉塘斌

（長沙市建筑設(shè)計院有限責(zé)任公司，湖南 長沙 410007）

建筑能耗在各個行業(yè)中已居首位。在綠色環(huán)保和資源節(jié)約的今天，系統(tǒng)的能耗日益引起人們的關(guān)注，因此，節(jié)能的工作方式日益受到人們的青睞。特別是現(xiàn)代建筑，投資巨大，能耗高，如果暖通空調(diào)設(shè)計合理，既能節(jié)省能源，又能提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。建筑暖通空調(diào)與國計民生密切相關(guān)，在確定設(shè)計方案時，應(yīng)著重從暖通空調(diào)系統(tǒng)的科學(xué)建設(shè)和節(jié)能減排2 個方面進(jìn)行深入的探討。但由于我國綠色建筑起步較晚，一些技術(shù)問題尚未解決。目前，我國的綠色建筑設(shè)計存在許多亟待解決的問題，解決這些問題將會推動我國綠色建筑的發(fā)展。

1 暖通設(shè)計對綠色建筑的重要意義

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活質(zhì)量不斷提高，對居住環(huán)境的需求也越來越大，這對建筑業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。同時，人們對居住環(huán)境的需求不斷提高，使得建筑行業(yè)朝著多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。同時，建設(shè)單位也從單純的追求數(shù)量上的優(yōu)勢，轉(zhuǎn)向了提高建筑品質(zhì)、營造綠色人居環(huán)境，以更好地滿足人們的心理需要。

在實(shí)際工程中，暖通系統(tǒng)的建設(shè)往往需要耗費(fèi)大量的資源和能量，而且會對周圍的環(huán)境造成一定的破壞和污染。在這種情況下，建筑公司若能把綠色建筑的概念引入到建筑的設(shè)計中，就可以使各種資源的合理分配，從而降低能耗的負(fù)面效應(yīng)。只有這樣，才能使建筑行業(yè)的核心競爭力得到進(jìn)一步的提高，才能更好地適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的雙贏發(fā)展。

2 綠色建筑暖通設(shè)計存在的問題

2.1 綠色建筑概念理解問題

綠色建筑是指在設(shè)計一個建筑的過程中，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，充分利用土地、能源等，在各個環(huán)節(jié)都能充分體現(xiàn)建筑設(shè)計中的綠色生態(tài)理念。綠色建筑是多個系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，在暖通空調(diào)的設(shè)計中，由于一些設(shè)計人員對綠色建筑的內(nèi)容理解不夠全面，或?qū)G色建筑的理解太過片面，致使實(shí)際設(shè)計中的一些細(xì)節(jié)不能很好的把握，致使其設(shè)計環(huán)境與實(shí)際環(huán)境不符，進(jìn)而對后續(xù)的施工、運(yùn)維等產(chǎn)生不利的影響。

2.2 規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)理解問題

綠色建筑相關(guān)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計的依據(jù)，包括國家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及地方規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。在工作過程中，設(shè)計人員需要理解、吃透國標(biāo)和地標(biāo)的區(qū)別，同時還需將兩者有機(jī)結(jié)合起來，我國地域遼闊，各地地方規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)相差較大，這樣很容易導(dǎo)致一些設(shè)計人員對地方規(guī)范條文的內(nèi)容不夠熟悉，或?qū)Σ糠謼l款理解太過片面，將會使得設(shè)計出來的產(chǎn)品不能滿足綠色建筑的要求。

2.3 設(shè)計團(tuán)隊專業(yè)之間的協(xié)作意識不強(qiáng)

綠色建筑的評估涉及很多方面的內(nèi)容，這就要求每個專業(yè)的設(shè)計人員必須相互協(xié)作，有些項目需要專業(yè)廠家配合，并且專業(yè)廠家需在合適的時機(jī)介入，這樣有利于項目的各個系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，從而達(dá)到更好的效果。例如，在傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)設(shè)計中，通常是在工程后期才有專業(yè)的生產(chǎn)廠家參與，導(dǎo)致在方案階段專業(yè)生產(chǎn)廠家與暖通設(shè)計人員缺少必要的交流。再者產(chǎn)品更新?lián)Q代非?？?，容易出現(xiàn)設(shè)計人員對最新的技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)識不夠透徹的情況，設(shè)備選型與實(shí)際需求存在較大偏差，這樣將會導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行時能耗偏高，不滿足設(shè)計要求。

2.4 設(shè)計方案中的問題

由于暖通系統(tǒng)的能耗在建筑能耗中的占比很高，所以暖通是建筑節(jié)能的重中之重。方案設(shè)計階段，如果沒有充分考慮建筑物自身的實(shí)際情況、環(huán)境條件、節(jié)能理念、資源狀況等因素，將會產(chǎn)生一些不合理的設(shè)計，甚至有可能導(dǎo)致設(shè)計產(chǎn)品成為高能耗建筑。例如，大型公共建筑的內(nèi)、外區(qū)空調(diào)負(fù)荷特性相差很大，假如內(nèi)區(qū)與外區(qū)采用相同的空調(diào)系統(tǒng)，在過渡季節(jié)和冬季會出現(xiàn)內(nèi)外區(qū)房間溫差過大的情況，即在同一時間外區(qū)覺得冷，內(nèi)區(qū)覺得熱，所以必須按兩套空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。

2.5 設(shè)計方案缺乏安全性

在綠色建筑的暖通系統(tǒng)設(shè)計中，系統(tǒng)的安全性是設(shè)計者必須首先考慮的問題。所以，設(shè)計者必須嚴(yán)格遵循規(guī)范，通過細(xì)致的分析和精確的計算，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以確保其運(yùn)行時的安全。但是，從目前的情況來看，部分設(shè)計者沒有意識到安全問題的重要性，從而忽略了應(yīng)有的安全設(shè)計，導(dǎo)致系統(tǒng)存在安全隱患，將來有可能造成嚴(yán)重的安全事故。這明顯違背了當(dāng)前環(huán)境下的綠色環(huán)保設(shè)計思想，對我國暖通設(shè)計產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成了很大的影響。

3 綠色建筑中暖通設(shè)計對策

3.1 提升設(shè)計的系統(tǒng)性

暖通系統(tǒng)的設(shè)計受到多種因素的影響，所以在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)從多個角度進(jìn)行綜合分析，以保證其系統(tǒng)性、全面性。北方的住宅項目包括通風(fēng)、排油煙、供暖三大系統(tǒng)，設(shè)計者要從整體考慮，使得整個大系統(tǒng)運(yùn)行最優(yōu)。需要設(shè)計師了解住戶的具體要求，設(shè)計合理的排油煙系統(tǒng)，最大程度上滿足居民生活排放的要求。在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計時，在滿足住戶的通風(fēng)要求的同時盡可能減少通風(fēng)系統(tǒng)帶走的室內(nèi)熱量，從而保證其設(shè)計符合節(jié)能的要求。在供暖系統(tǒng)設(shè)計時，要充分考慮供熱管網(wǎng)的維修和管理，并結(jié)合實(shí)際需要，在管網(wǎng)分支處設(shè)置相應(yīng)的閥門，提高供熱管網(wǎng)的整體運(yùn)行效率。

3.2 合理利用太陽能

太陽能是一種取之不盡，用之不竭的新型清潔能源，在這一低碳、節(jié)能、環(huán)保的綠色領(lǐng)域，設(shè)計出好的暖通系統(tǒng)，對綠色建筑的推行起到積極的促進(jìn)作用。太陽能采暖系統(tǒng)分為主動型和被動型兩種形式。太陽能也可以應(yīng)用于制冷系統(tǒng)中，即利用太陽能作為動力，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)驅(qū)動，通過直接利用太陽能，進(jìn)行吸收制冷。太陽能制冷系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于它具有很好的季節(jié)匹配性，夏天空調(diào)系統(tǒng)制冷量需求大的時候，太陽輻射條件最好。太陽能制冷常見的工作方式有吸收式、吸附式、除濕空調(diào)及噴射式制冷。根據(jù)項目所在地實(shí)際情況，選擇合理的太陽能制冷系統(tǒng)，優(yōu)化太陽能制冷機(jī)與太陽能集熱器的搭配，不僅可以提高太陽能制冷系統(tǒng)的效率，還可以降低整個系統(tǒng)的造價，這對發(fā)揮太陽能制冷系統(tǒng)的優(yōu)勢和推廣運(yùn)用尤為重要?？紤]到太陽能制冷是多個系統(tǒng)的組合，這就要求系統(tǒng)間的智能化控制必須要簡約、合理、有效，保障整個大系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。

3.3 合理應(yīng)用暖通節(jié)能科技

風(fēng)量調(diào)節(jié)和分區(qū)調(diào)節(jié)在空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行中也尤為重要。通過采集室內(nèi)的溫度、濕度、CO 濃度等信息，控制系統(tǒng)根據(jù)傳感系統(tǒng)反饋的情況，自動調(diào)節(jié)送風(fēng)的溫度和送風(fēng)量，從而達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的狀態(tài)。而分區(qū)控制系統(tǒng)可以根據(jù)內(nèi)部的空間布局和功能劃分，在合理利用自然風(fēng)的情況下，對各區(qū)域的風(fēng)量進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié)，從而減少系統(tǒng)負(fù)荷，降低資源消耗。此外，新型的節(jié)能技術(shù)如熱回收和蓄冷技術(shù)，在最近幾年已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，這些技術(shù)都為綠色建筑的暖通設(shè)計帶來了更多的選項。

3.4 可再生能源設(shè)計利用

隨著科技的飛速發(fā)展，應(yīng)將可再生的潔凈能源納入暖通空調(diào)設(shè)計中?？稍偕茉床坏芴岣吖?jié)能效果，還能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，我國現(xiàn)有的可再生能源有太陽能、潮汐能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?。這些能源取之不盡用之不竭，且對環(huán)境無害或者危害極小，而且資源分布廣泛，適合就地開發(fā)利用。例如，水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是利用地球水體所儲藏的能量作為冷熱源，該系統(tǒng)具有舒適度高、一機(jī)多用、環(huán)境效益顯著及運(yùn)行穩(wěn)定可靠且運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。將其用于暖通系統(tǒng)，成為我國綠色建筑發(fā)展的必然趨勢。我們將會有更多的清潔可再生能源的研發(fā)與使用。所以，我們必須加強(qiáng)新技術(shù)的研發(fā)，把潔凈的可再生能源與暖通空調(diào)緊密結(jié)合起來，讓生活和工作更加便捷、舒適。

3.5 提升設(shè)計的規(guī)范性

綠色建筑中的暖通設(shè)計，需要設(shè)計者依據(jù)行業(yè)規(guī)范和準(zhǔn)則，制定詳細(xì)、可行的暖通設(shè)計方案，提高整個建筑的品質(zhì)，從而推動暖通產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了提高自己的專業(yè)水準(zhǔn)，設(shè)計者必須重視和掌握綠色建筑設(shè)計規(guī)范。在具體實(shí)施過程中，設(shè)計者要保證設(shè)計的產(chǎn)品與綠色建筑設(shè)計規(guī)范的要求保持一致，對暖通設(shè)計進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范的審查，以免因?qū)υO(shè)計規(guī)范的掌握、理解不到位而導(dǎo)致的質(zhì)量問題。對審查中發(fā)現(xiàn)的不合理因素，設(shè)計者應(yīng)引起的高度重視，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行合理優(yōu)化，提高系統(tǒng)的可靠性，確保其滿足綠色建筑和業(yè)主的使用要求。

3.6 注重?zé)峄厥占夹g(shù)的應(yīng)用

空調(diào)系統(tǒng)通過控制室內(nèi)的溫度、濕度、新風(fēng)量等參數(shù)，滿足人們的舒適性要求。而空調(diào)系統(tǒng)中的制冷機(jī)組經(jīng)冷凝器放出的熱量通常被冷卻塔或冷卻風(fēng)機(jī)排向周圍環(huán)境中，對需要用熱的場所如賓館、工廠、醫(yī)院等是一種巨大的浪費(fèi)，同時給周圍環(huán)境也帶來一定的廢熱污染。采用熱回收技術(shù)，將這部分冷凝熱加以利用，可以用于提供生活熱水，或是作為用戶的初級熱源?？諝鉄峄厥昭b置利用回風(fēng)的冷（熱）量對新風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱處理，滿足衛(wèi)生的同時也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能運(yùn)行。按照熱回收裝置的工作原理分類，空氣-空氣熱回收裝置可分為溶液吸收式換熱器、中間媒體式換熱器、熱管換熱器、板式和板翅式換熱器、轉(zhuǎn)輪式換熱器等幾種常見形式的換熱器。設(shè)計者需要根據(jù)每個項目的實(shí)際情況，選擇合適的熱回收裝置，控制項目成本的同時實(shí)現(xiàn)能量的循環(huán)再利用，滿足節(jié)能和環(huán)保的要求。

3.7 運(yùn)用新型節(jié)能設(shè)計理念優(yōu)化蓄冷以及變頻系統(tǒng)

近年來，新型節(jié)能設(shè)計理念主要包括三大要點(diǎn)，即低碳性設(shè)計、協(xié)調(diào)性設(shè)計和可循環(huán)設(shè)計。尤其以低碳性設(shè)計最為火熱。暖通設(shè)計者將新理念融入設(shè)計中，對推動行業(yè)的發(fā)展將起到積極作用。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，蓄冷系統(tǒng)和變頻系統(tǒng)的設(shè)計是目前應(yīng)用比較頻繁的系統(tǒng)。

（1）蓄冷是在電力系統(tǒng)處于低谷時進(jìn)行制冷，將所生成的冰塊或冷空氣存儲于儲藏裝置中，在用電高峰期將所儲存的冰塊和冷空氣排出，從而達(dá)到制冷的目的，并降低電力消耗，從而達(dá)到節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的目的。蓄冷設(shè)計的關(guān)鍵是要充分考慮到冷庫的智能化和儲冷效果。同時，要保證制冷機(jī)和蓄冷裝置在最優(yōu)的組合下運(yùn)行。在滿足使用要求的前提下，減少總投資。

（2）變頻調(diào)速對于暖通系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行有著重大意義。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，冷熱負(fù)荷是必須考慮的重要因素，在設(shè)計時，一方面，要運(yùn)用專業(yè)的負(fù)荷計算軟件準(zhǔn)確計算出各個空調(diào)房間的逐時冷熱負(fù)荷；另一方面，還要結(jié)合項目的具體情況，選擇合適的控制方式。但是空調(diào)房間的負(fù)荷是隨著時間不斷變化的，影響的因素有很多。比如，季節(jié)變化、建筑內(nèi)外濕度變化、建筑內(nèi)外溫度變化、人員數(shù)量變化等等，當(dāng)受影響的空調(diào)總面積比較大的時候，空調(diào)負(fù)荷的變化總量也很大。空調(diào)系統(tǒng)如何準(zhǔn)確匹配實(shí)時負(fù)荷就顯得尤為重要，這就需要變頻控制來實(shí)現(xiàn)，暖通空調(diào)控制系統(tǒng)包括空調(diào)機(jī)組的群控、新風(fēng)機(jī)組監(jiān)控、空調(diào)機(jī)組監(jiān)控、變風(fēng)量監(jiān)控等。通過變頻控制可以有效地降低系統(tǒng)能耗，達(dá)到節(jié)能效果，而且還能節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。

3.8 提升設(shè)計的安全性

為提高綠色建筑的安全性，在進(jìn)行設(shè)計時，必須對綠色建筑的各種指標(biāo)及具體工程的具體條件進(jìn)行分析，并根據(jù)總結(jié)的工程經(jīng)驗，對可能存在的安全隱患進(jìn)行分析。暖通系統(tǒng)的合理設(shè)計一方面可以降低安全事故，另一方面還可以減少資源浪費(fèi)，降低建設(shè)成本及周期。所以，為了提高建筑的安全性，必須把綠色、環(huán)保和安全的設(shè)計思想引入到綠色建筑設(shè)計中去。另外，設(shè)計者也要不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)，以更加飽滿的工作熱情，積極借鑒、運(yùn)用綠色環(huán)保的設(shè)計思想，并加強(qiáng)安全風(fēng)險防范意識，進(jìn)而全面提升綠色建筑暖通設(shè)計方案的整體性和安全性。

4 結(jié)語

總之，物質(zhì)生活水平的提高，使得人們越來越注重居住環(huán)境的舒適，而暖通設(shè)計作為綠色建筑的一個重要部分，其科學(xué)與否也成了提高綠色建筑適宜度的一個重要因素。因此，要提高綠色建筑的科學(xué)水平，充分發(fā)揮其在改善人類生活環(huán)境方面的功能，就必須加強(qiáng)對暖通空調(diào)設(shè)計工作的關(guān)注。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時，必須堅持綠色環(huán)保的設(shè)計思想，充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)和實(shí)際建設(shè)目標(biāo)，適時進(jìn)行優(yōu)化，提高其科學(xué)性和可靠性，提高綠色建筑的居住舒適性。