探析綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

摘要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口數(shù)量的逐漸增長(zhǎng)，資源問(wèn)題已經(jīng)是影響國(guó)家發(fā)展的重要因素。為了盡可能滿足人們對(duì)資源的需求，所以我們?cè)谂ㄔO(shè)計(jì)中也應(yīng)盡可能的將綠色節(jié)能的理念在整個(gè)工程建設(shè)中體現(xiàn)出來(lái)。建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)以人為本，將滿足人的舒適性要求放在首位，其對(duì)于室內(nèi)熱濕環(huán)境、噪聲控制、空氣質(zhì)量等方面要有更高的要求。只有與其他各專(zhuān)業(yè)相互配合，才能使建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)達(dá)到較好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：綠色建筑;暖通空調(diào)設(shè)計(jì);探討

1.綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的原則

1.1節(jié)能原則

節(jié)能不僅指節(jié)約能源，還要節(jié)約材料。從整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部所涉及到的水泵、制冷機(jī)、控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等各個(gè)結(jié)構(gòu)的投資過(guò)程，控制其原材料和能源涉及材料的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。而對(duì)于現(xiàn)代新型綠色建筑來(lái)說(shuō)，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用，還要與綠色建筑物內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)照明等系統(tǒng)互相結(jié)合、互相協(xié)調(diào)、互相關(guān)系。

1.2回用原則

綠色建筑設(shè)計(jì)的暖通空調(diào)系統(tǒng)中各部分具有相對(duì)的獨(dú)立性，其大部分可以拆卸，在其經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行甚至報(bào)廢后，其中的諸如管材、運(yùn)行設(shè)備中的部分非運(yùn)轉(zhuǎn)件等部分設(shè)備及材料經(jīng)過(guò)維修、保養(yǎng)以及清洗等過(guò)程仍可回收再利用。

1.3廣回收原則

廣回收應(yīng)包括暖通空調(diào)系統(tǒng)中的零部件和材料的回收，與回用的區(qū)別是其指對(duì)零部件及材料進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)的回收，并非籠統(tǒng)的回收，比如對(duì)系統(tǒng)管道、設(shè)備報(bào)廢后其在拆散或維修過(guò)程中對(duì)拆卸下來(lái)的零件進(jìn)行系統(tǒng)回收。

1.4循環(huán)原則

對(duì)暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的材料設(shè)備等進(jìn)行回收、回用等后將廢料送到專(zhuān)門(mén)的工廠進(jìn)行再生，從而實(shí)現(xiàn)原料——產(chǎn)品——廢料——原料為閉環(huán)的良性循環(huán)，而對(duì)于諸如玻璃鋼、巖棉等不能回收或回收利用成本過(guò)高的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中則應(yīng)最大限度的限制其使用量。

2.暖通空調(diào)設(shè)計(jì)在綠色建筑的具體應(yīng)用

2.1主動(dòng)式方法

所謂主動(dòng)式手法，就是利用建筑自身和天然能源來(lái)保障室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。用主動(dòng)式措施改善室內(nèi)生態(tài)環(huán)境，主要是做好太陽(yáng)輻射和自然通風(fēng)這兩項(xiàng)工作。基本思路是使日光、熱、空氣僅在有益時(shí)進(jìn)入建筑，其目的是控制陽(yáng)光和空氣于恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)入建筑，以及儲(chǔ)存和分配熱空氣和冷空氣以備需要。

控制太陽(yáng)輻射：太陽(yáng)輻射對(duì)于暖通空調(diào)而言是一柄雙刃劍：一方面增加進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射可以充分利用晝光照明，減少電氣照明的能耗，也減少照明引起的夏季空調(diào)冷負(fù)荷，減少冬季采暖負(fù)荷。另一方面，增加進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射又會(huì)引起空調(diào)日射冷負(fù)荷的增加。控制太陽(yáng)輻射所采取的具體措施有：

a）選用節(jié)能玻璃窗。例如，在采暖為主的地區(qū)，可選用雙層中充惰性氣體、內(nèi)層低輻射Low-E鍍膜的玻璃窗，能有效地透過(guò)可見(jiàn)光、遮擋室內(nèi)長(zhǎng)波輻射，發(fā)揮溫室效應(yīng);而在供冷為主的地區(qū)，可選用外層Low-E鍍膜玻璃或單層鍍膜玻璃，能有效地透過(guò)可見(jiàn)光、遮擋直射日射和室外長(zhǎng)波輻射。國(guó)外最新利用液晶技術(shù)的智能窗（又稱(chēng)開(kāi)關(guān)窗，SwitchGlassing），利用晶體在不同電壓下改變排列形狀的特性，可以根據(jù)室外日射強(qiáng)度改變窗的透明程度。

b）采用將可見(jiàn)光引進(jìn)建筑物內(nèi)區(qū)，同時(shí)遮擋對(duì)周邊區(qū)直射日射的遮檐。

c）采用通風(fēng)窗技術(shù)，將空調(diào)回風(fēng)引入雙層窗夾層空間，帶走由日射引起的中間層百葉溫度升高的對(duì)流熱量。中間層百葉在光電控制下自動(dòng)改變角度，遮擋直射陽(yáng)光，透過(guò)散射可見(jiàn)光。

d）利用建筑物中庭，將晝光引入建筑物內(nèi)區(qū)。

e）利用光導(dǎo)纖維將光能引入內(nèi)區(qū)，而將熱能擯棄在室外[。

f）最簡(jiǎn)單易行但又是最有效的方法是設(shè)建筑外遮陽(yáng)板，也可將外遮陽(yáng)板與太陽(yáng)能電池（又稱(chēng)光伏電池）結(jié)合，不但降低空調(diào)負(fù)荷，而且還能為室內(nèi)照明提供補(bǔ)充能源。

（2）利用有組織的自然通風(fēng)：自然通風(fēng)是當(dāng)今生態(tài)建筑中廣泛采用的一項(xiàng)技術(shù)措施。它是一項(xiàng)久遠(yuǎn)的技術(shù)，我國(guó)傳統(tǒng)建筑平面布局坐北朝南，講究穿堂風(fēng)，都是自然通風(fēng)，節(jié)省能源的樸素運(yùn)用。只不過(guò)當(dāng)現(xiàn)代人們?cè)俅我庾R(shí)到它時(shí)，才感到更加珍貴，與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，從理論到實(shí)踐都提高到一個(gè)新的高度。在建筑設(shè)計(jì)中自然通風(fēng)涉及建筑形式、熱壓、風(fēng)壓、室外空氣的熱濕狀態(tài)和污染情況等諸多因素。自然通風(fēng)可以在過(guò)渡季節(jié)提供新鮮空氣和降溫，也可以在空調(diào)供冷季節(jié)利用夜間通風(fēng)，降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家俱的蓄熱量，減少第二天空調(diào)的啟動(dòng)負(fù)荷。實(shí)驗(yàn)表明，充分的夜間通風(fēng)可使白天室溫低2～4℃。

2.2被動(dòng)式方法

（1）置換式送風(fēng)系統(tǒng)

置換式送風(fēng)系統(tǒng)主要有以下幾種形式（a）背景空調(diào)與個(gè)人空調(diào)相結(jié)合的下送風(fēng)或桌面送風(fēng);（b）用作全場(chǎng)空調(diào)的地板送風(fēng);（c）置換式頂送頂回系統(tǒng)。第一種形式又可以分成桌面可調(diào)球形風(fēng)口和通過(guò)圍擋屏靜壓箱的條縫風(fēng)口送風(fēng)兩種形式。空調(diào)送風(fēng)通過(guò)架空地板送到各工作站。一般每個(gè)工作站自帶一臺(tái)將送回風(fēng)混合的循環(huán)小風(fēng)機(jī)，根據(jù)各人的習(xí)慣和愛(ài)好可以調(diào)節(jié)桌面風(fēng)口，以達(dá)到每個(gè)人最為滿意的環(huán)境狀態(tài)。工作站帶有人體傳感器，當(dāng)人離開(kāi)后經(jīng)延時(shí)自動(dòng)切斷風(fēng)機(jī)和工作照明的電源。

第二種形式可以采用地面送風(fēng)柱（可帶再熱）送風(fēng)和地板送風(fēng)口送風(fēng)。如德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行的辦公室部分就是采用了地板送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)。

第三種方式是利用噴嘴將空氣送到地板附近，通過(guò)人體之后從上部燈具回風(fēng)，起到置換作用，人可以通過(guò)遙控器控制風(fēng)量和風(fēng)溫。

下送風(fēng)先經(jīng)過(guò)人體，將人體周?chē)奈廴究諝夂蜔釢窨諝庵脫Q掉，提高了通風(fēng)效率，縮短了“空氣齡“。由于下送風(fēng)只需保證人體周?chē)?biāo)高2m以下）的環(huán)境品質(zhì)，因此也減少了空調(diào)負(fù)荷。

（2）冷輻射吊頂系統(tǒng)：今天的辦公建筑中主要內(nèi)熱源是設(shè)備、照明形成的顯熱，而其中輻射成分又占了50%以上。因此，用輻射形式供冷可以平衡掉這部分熱量。實(shí)驗(yàn)證明，輻射形式供冷可以提高人體舒適性。1998年日本東京竣工的SANKYO本部大廈和德國(guó)杜依斯堡的商業(yè)促進(jìn)中心等均采用了將輻射板與室內(nèi)吊頂結(jié)合的冷輻射吊頂空調(diào)方式。冷輻射具有出色的環(huán)境品質(zhì)特性，冷吊頂空調(diào)具有良好的節(jié)能特性。但是采用冷吊頂系統(tǒng)的建筑有幾個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)值得注意：第一，用冷輻射吊頂?shù)姆块g窗戶必須采取外遮陽(yáng)措施，以減少太陽(yáng)輻射對(duì)室內(nèi)冷輻射效果的影響;第二，在我國(guó)南方高溫高濕地區(qū)，必須采取一系列技術(shù)措施，確保冷輻射吊頂不結(jié)露;第三，室內(nèi)氣流組織應(yīng)作仔細(xì)考慮，室內(nèi)空氣如果沒(méi)有一點(diǎn)流速，居住者也會(huì)產(chǎn)生不舒適感。

（3）結(jié)合冰蓄冷的低溫送風(fēng)系統(tǒng)：蓄冷低溫送風(fēng)系統(tǒng)目前已在空調(diào)設(shè)計(jì)中被廣泛采用。該系統(tǒng)雖然起不到節(jié)能的作用，但卻能平衡市區(qū)用電負(fù)荷，提高發(fā)電效率，對(duì)環(huán)境負(fù)荷的降低是有利的。

（4）蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)：蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)是一種綠色仿生空調(diào)技術(shù)，包括直接蒸發(fā)冷卻（DEC）和間接蒸發(fā)冷卻（IEC）。它采用水作為制冷劑，對(duì)環(huán)境無(wú)污染;另外，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)制冷不需消耗壓縮功，它的COP值比機(jī)械制冷大的多，因此，是一種節(jié)能環(huán)保型綠色空調(diào)產(chǎn)品。目前在我國(guó)新疆等西部地區(qū)的大型工業(yè)及商業(yè)建筑中得到廣泛應(yīng)用。

（5）去濕空調(diào)系統(tǒng)：去濕空調(diào)（DesiccantCooling）的原理很簡(jiǎn)單，室外新風(fēng)先經(jīng)過(guò)去濕轉(zhuǎn)輪，由其中的固體去濕劑進(jìn)行去濕處理，然后經(jīng)過(guò)第二個(gè)轉(zhuǎn)輪（熱回收轉(zhuǎn)輪），與室內(nèi)排風(fēng)進(jìn)行全熱或顯熱交換，回收排風(fēng)能量。經(jīng)過(guò)去濕降溫的新風(fēng)再與回風(fēng)混合，經(jīng)表冷器處理（此時(shí)表冷器處理基本上已是干冷過(guò)程）后送入室內(nèi)。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)生存環(huán)境不斷認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)，能及時(shí)把新技術(shù)，新材料應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中，使我們的建筑成為真正意義上的“生態(tài)建筑”和“綠色建筑”綠色建筑的興起為暖通空調(diào)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇，同時(shí)，暖通空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代建筑的可持續(xù)發(fā)展，為現(xiàn)代建筑的發(fā)展注入了生機(jī)和活力。

參考文獻(xiàn)：

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