淺談建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗

林偉華

【摘 要】全球所有區(qū)域的建筑都是人類(lèi)與環(huán)境互動(dòng)的結(jié)果，從極寒地區(qū)愛(ài)斯基摩人的冰屋到極熱地區(qū)熱帶雨林的樹(shù)屋，無(wú)不是人類(lèi)利用環(huán)境改造人居環(huán)境的結(jié)果。現(xiàn)代建筑也是如此，在暖通空調(diào)的配合，建筑所營(yíng)造出來(lái)的環(huán)境已經(jīng)能夠與自然環(huán)境媲美。

【關(guān)鍵詞】建筑環(huán)境；暖通空調(diào)；能源消耗；生態(tài)環(huán)境；節(jié)能減排

隨著人類(lèi)對(duì)居住環(huán)境的改造，現(xiàn)代建筑在人居舒適方面已經(jīng)有了巨大的進(jìn)步，從過(guò)去的非智能建筑到智能建筑，從過(guò)去的非生態(tài)建筑到生態(tài)建筑、綠色建筑。暖通空調(diào)的供熱制冷隨氣候與人居舒適度而自動(dòng)調(diào)節(jié)，在既已滿足建筑的基本功能的前提下，暖通空調(diào)已經(jīng)開(kāi)始考慮到建筑環(huán)境問(wèn)題。

一、建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗概述

（1）我國(guó)傳統(tǒng)的建筑業(yè)對(duì)于環(huán)境的破壞與污染非常大，傳

統(tǒng)的建筑業(yè)與環(huán)境的關(guān)系是純粹的予取予奪，是自然反過(guò)來(lái)適應(yīng)建筑，這樣做的惡果必然是人類(lèi)激怒自然，自然以災(zāi)難對(duì)人類(lèi)還以顏色。建筑與生態(tài)之間的正確關(guān)系，應(yīng)該是建筑較少擾動(dòng)生態(tài)，建筑與生態(tài)融為一體。這種做法雖然看似較為困難，但是，實(shí)際上卻是可行的。尤其是在暖通空調(diào)領(lǐng)域中有許多方法可以將建筑與生態(tài)之間的關(guān)系形成協(xié)調(diào)的自然關(guān)系。二者之間互相聯(lián)系，互相促進(jìn)。進(jìn)行深層研究，我們發(fā)現(xiàn)暖通空調(diào)的最大能耗就是供熱與制冷，而這兩點(diǎn)的決定因素就是暖通空調(diào)系統(tǒng)中由用戶產(chǎn)生的冷熱負(fù)荷參數(shù)，這兩項(xiàng)參數(shù)決定了空調(diào)的運(yùn)行工況與系統(tǒng)配置。內(nèi)部用戶的需求是一種內(nèi)部負(fù)荷，而外部環(huán)境的影響則構(gòu)成了暖通空調(diào)的外界負(fù)荷。所以針對(duì)暖通空調(diào)的節(jié)能降耗必須從這兩方面入手加以解決。在實(shí)際施工過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)建筑物的朝向位置，以及建筑過(guò)程中的圍護(hù)、門(mén)的材料、窗的密封狀況大小以及形狀等都會(huì)對(duì)暖通空調(diào)的負(fù)荷產(chǎn)生極其重要的影響，而綠色建筑正是在這些方面下足了功夫。（2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外圍結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。外圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括屋面、外墻和窗戶；內(nèi)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在采暖建筑中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的，在北京地區(qū)，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%；通過(guò)門(mén)窗縫隙的空氣滲透熱損失約占23%；在哈爾濱地區(qū)，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的71%；通過(guò)門(mén)窗縫隙的空氣滲透熱損失約占29%。由此可見(jiàn)改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能對(duì)于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意義。（3）規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要方面，規(guī)劃節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽(yáng)輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究。以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境；有利于節(jié)能，充分重視和利用太陽(yáng)能、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、地形和地貌，利用自然因素。節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)就是分析成氣候的決定因素、輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響，通過(guò)建筑的規(guī)劃布局對(duì)上述因素進(jìn)行充分利用、改造，形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。

二、建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗的節(jié)能

（1）在室內(nèi)環(huán)境方面的改善對(duì)于人居尤為重要，宜居的環(huán)境是建筑與暖通空調(diào)必須首先加以保證的最重要的關(guān)鍵點(diǎn)，因?yàn)榄h(huán)境品質(zhì)的高低直接決定了人居的體驗(yàn)。室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)包括聲、光、熱等諸多環(huán)境物理因素以及室內(nèi)空氣品質(zhì)中的諸多物理、化學(xué)因素。綠色建筑的室內(nèi)環(huán)境應(yīng)與地球生物圈的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)、融合。“以人為本”的室內(nèi)環(huán)境首先要滿足人的生物特性，即節(jié)能和環(huán)保并不是以影響居住者的健康和降低居住者的工作效率為代價(jià)。因此，綠色建筑是資源和能源的有效利用、保護(hù)環(huán)境、親和自然、舒適、健康、安全的建筑。在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，人們已經(jīng)能夠從制冷方式和空調(diào)方式出發(fā)采取許多降低能耗和提高能源利用效率的措施。（2）空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境的影響很大，一部分原因是與監(jiān)測(cè)以及維護(hù)的缺乏有關(guān)，在我國(guó)目前的物業(yè)管理隊(duì)伍之中還很難找到較為專(zhuān)業(yè)的精通暖通空調(diào)的管理人員，因此，對(duì)于暖通空調(diào)的一些較為專(zhuān)業(yè)的維護(hù)工作無(wú)法按照預(yù)理順利完成。同時(shí)，暖通空調(diào)的降耗節(jié)能與建筑物的環(huán)境的友好卻是工作過(guò)程中所不可或缺的一個(gè)過(guò)程。（3）在解決暖通空調(diào)的高能耗問(wèn)題的道路上并無(wú)一定之規(guī)，但是尋求政府在法律法規(guī)與政策上的支持是首先必須解決的大問(wèn)題。一則表示政府重視和鼓勵(lì)；二則可以為節(jié)能工作的開(kāi)展提供法律依據(jù)。我國(guó)近年來(lái)頻發(fā)的自然災(zāi)害已經(jīng)給我們敲響了警鐘。建筑環(huán)境已經(jīng)成為影響可持續(xù)發(fā)展的大問(wèn)題，因此，研究建筑環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，研究暖通空調(diào)的節(jié)能降耗，以最大限度的節(jié)能改善建筑環(huán)境才是未來(lái)建筑來(lái)及暖通行業(yè)的真正的可持續(xù)發(fā)展的道路，只有端正了保護(hù)環(huán)境、綠色生態(tài)的意識(shí)，才能擁有真正的科學(xué)發(fā)展觀。（4）自從20世紀(jì)90年代以來(lái)，人類(lèi)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段，與此同時(shí)，生態(tài)環(huán)境也在飛速發(fā)展的同時(shí)受到了亙古未有的嚴(yán)重破壞，全球氣候持續(xù)變溫，碳排放的超標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了令人發(fā)指的程度，異常天氣在發(fā)達(dá)國(guó)家以及生態(tài)破壞程度最大的國(guó)家的周邊長(zhǎng)期出現(xiàn)，而且越來(lái)越頻繁。科學(xué)的發(fā)展觀是在保護(hù)環(huán)境、保護(hù)生態(tài)的前提之下的發(fā)展，這種發(fā)展觀才是我國(guó)的建筑業(yè)與暖通領(lǐng)域必須形成足夠認(rèn)識(shí)的發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。人口的急劇膨脹，生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重失衡，各種資源的枯竭已經(jīng)開(kāi)始對(duì)人類(lèi)的生存與發(fā)展形成了巨大的反差，只是人類(lèi)還沒(méi)有意識(shí)到這些問(wèn)題的嚴(yán)重性，仍然在肆無(wú)忌憚地對(duì)生態(tài)刀砍斧斫、橫加掠奪。（5）今天，世界的有識(shí)之士們已經(jīng)開(kāi)始就建筑環(huán)境與暖通空調(diào)對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響問(wèn)題進(jìn)行了廣泛的研究。聯(lián)合國(guó)的環(huán)境開(kāi)發(fā)署已經(jīng)多次向全球通報(bào)環(huán)境的問(wèn)題的嚴(yán)重性，我們?nèi)祟?lèi)共同的地球每一個(gè)人都有義務(wù)對(duì)其加以愛(ài)護(hù)，減少暖通空調(diào)的能耗，保護(hù)建筑環(huán)境，促進(jìn)人類(lèi)與自然、與環(huán)境的和諧發(fā)展人類(lèi)的未來(lái)才能夠得以生存與發(fā)展。縱觀世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在工業(yè)革命之后的短短百年，人類(lèi)已經(jīng)創(chuàng)造出了以往全部歷史都未能創(chuàng)造出來(lái)的巨大的物質(zhì)文明，但是在這強(qiáng)大的物質(zhì)文明的背后，是自然與生態(tài)的無(wú)聲哭泣，這種無(wú)聲的哭泣只有給人類(lèi)帶來(lái)巨大的災(zāi)難的瞬間，人類(lèi)才能暫時(shí)的警醒，當(dāng)災(zāi)難過(guò)去，人類(lèi)就又開(kāi)始了我行我素的下一輪對(duì)生態(tài)與環(huán)境的破壞。對(duì)比某些歷史資料片，我們可以清晰看到百年前的自然是野性的自然，而現(xiàn)在的自然則是完全被人類(lèi)破壞了的自然。也許會(huì)有人有疑問(wèn)，為什么要針對(duì)建筑與暖通大談生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題，這個(gè)疑問(wèn)在看了全球能耗比例就會(huì)釋然，在全球的能耗比例之中，人類(lèi)消耗于建筑之中的能耗是全部能耗的百分之五十，在這百分之五十之中，暖通空調(diào)所占的比重已經(jīng)高達(dá)百分之三十至百分之五十，由此可見(jiàn)，研究建筑環(huán)境的能耗問(wèn)題，研究暖通空調(diào)的能耗問(wèn)題對(duì)于節(jié)能減排至關(guān)重要。（6）國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)在建筑環(huán)境與暖通空調(diào)的減排降耗方面做出了研究與努力。比如，發(fā)達(dá)國(guó)家的空調(diào)的靠墻的背板都使用了高反射的金屬材料，這樣就可以把暖通空調(diào)的全部能量都鎖定在室內(nèi)而不是通過(guò)墻壁的冷橋效應(yīng)流失到戶外，同時(shí)，更換密封的加氣加膜窗戶也可以減少室內(nèi)能量的流失與向外輻射，此外通過(guò)減低風(fēng)量與運(yùn)行功率以及對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行智能化控制也能極大地降低能耗。這樣就可以把節(jié)能與環(huán)保同時(shí)放在了一條并行的軌道上來(lái)，二者并行不悖。我國(guó)目前在某些發(fā)達(dá)地區(qū)積極推行的綠色建筑就是充分地發(fā)揮節(jié)能環(huán)保作用的典范之作，不僅建筑內(nèi)部大量使用了可再生的材料，而且建筑內(nèi)部所需的能源也盡可能地使用可循環(huán)、環(huán)保的能源。盡量減少對(duì)環(huán)境的破壞。綠色建筑既保證了人居的舒適度，又保證了人居的健康度，而且還符合了可持續(xù)發(fā)展的光輝論斷，更符合和諧自然的生態(tài)理念。

三、結(jié)語(yǔ)

建筑生態(tài)環(huán)境是一種基于生態(tài)的建筑環(huán)境觀，要求在建筑的范圍內(nèi)形成一種良性的生態(tài)循環(huán)，暖通空調(diào)系統(tǒng)在建立這種生態(tài)平衡中，發(fā)揮著重要的作用。建筑生態(tài)環(huán)境與暖通空調(diào)系統(tǒng)是相互影響著的，明確它們之間的相互影響，其目的是為協(xié)調(diào)這種矛盾服務(wù)的。建筑生態(tài)環(huán)境的觀念在我國(guó)建筑設(shè)計(jì)特別是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的地位還不突出，人們只是在口頭上呼喊著建筑環(huán)境的惡化，期盼所謂的生態(tài)建筑。但是在實(shí)際工程中，建筑設(shè)計(jì)、施工人員卻很難真正滿足所謂生態(tài)建筑的要求。一個(gè)很重要的原因，就是建筑生態(tài)環(huán)境的觀念深如人心，沒(méi)有得到足夠的重視。建筑生態(tài)環(huán)境的指導(dǎo)觀念，是建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]姚江波，白蔚君.綠色建筑與建筑節(jié)能[J].華中建筑.2000

[2]魏東杰，胡彤.綠色建筑中暖通空調(diào)的應(yīng)用[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào).2003