試論綠色建筑的暖通空調設計要點

摘要：社會經濟的快速發展提高了人們的生活質量，但也導致資源、能源大量損耗，由此對社會的可持續發展造成了巨大威脅，而綠色建筑的興起為暖通空調的進一步發展和完善帶來了機遇，我們應改變傳統暖通空調的設計理念和運行觀念，以可持續發展為原則，在技術上勇敢創新，設計更健康舒適、更環保、更節能的暖通空調，為中國的社會主義現代化建設作出更大的貢獻。

關鍵詞： 綠色建筑；暖通空調；技術

1 綠色建筑概述

綠色建筑以可持續發展為原則，要求在設計之初充分考慮環境因素，不違背自然規律，不破壞自然環境，在建造過程中充分利用可再生材料和資源，就地取材，不浪費，在使用過程中，最大限度地減少空調通風，在滿足建筑各項功能的基礎上節約資源，保護環境。總體來說有7 項基本原則，分別是與外界環境相協調；緊密結合地域環境、因地制宜；提高資源和能源利用率；保護生態環境；利于人類身心健康；經濟性原則；彈性原則。綠色建筑象征著人們摒棄了“人定勝天”錯誤觀念，是回歸自然，與自然和諧相處的最直接體現。

2 綠色建筑暖通空調的設計原則

2.1 綠化性

a） 選材要綠色環保。對于暖通空調而言材料選擇很重要，一旦選擇不當，其性能就會受到影響，阻礙整個系統的正常運作，甚至造成環境污染，如低劣的保溫材料、密封材料、管道等，會造成熱量的大量損失，影響溫度調節，CFCS 和HCFCS 制冷劑的大量使用嚴重破壞了大氣臭氧層，所以要盡量就地取材，慎重選擇材料，使用可再生資料，選擇優質環保的橡塑保溫材料，禁止使用CFCS 和HCFCS 等；

b） 便于回用和廣回收。綠色建筑系統的回用與暖通空調系統息息相關，因此應保證暖通空調具有相對獨立的系統構成，使多數零部件能單獨拆卸、更換。暖通空調系統龐大，很可能在運行過程中出現局部問題，此時可將其拆卸，對其中可利用的材料或設備進行維修、保養，使其回收再用。廣回收和回用不一樣，是指對整個系統的所有零件和材料的分類回收，不能重復利用，這樣可以節約資源和避免環境污染。

2.2 節能性

在最大限度地降低能源消耗的基礎上再節能是綠色建筑的基本要求，這里的節能不僅包括能源的節約，還包括材料的節約。在暖通空調系統中，要控制通風、采暖、制冷等系統的能源消耗，注意建筑物內部系統的協調統一和與外部環境的和諧相處，盡量使用可再生資源和高性能材料，提高資源和材料的利用率，以降低費用支出，減少資源浪費和環境污染。

2.3 循環利用性

循環再利用是節約資源、保護環境的有效措施，不同于重復利用，是指將暖通空調中報廢的設備和材料進行分類回收，然后分別送到相應的工廠進行再生產，變廢為寶，實現原料- 產品- 廢品- 原料之間的封閉性良性循環。

3 實現綠色建筑暖通空調設計的技術措施

3.1 太陽能節能技術

太陽能取之不盡，用之不竭，既不受地域限制，又綠色環保無污染，被認為是人類可持續發展的首選資源。太陽能供暖系統由集熱器和循環控制系統組成，其中集熱器包括換熱水箱及其他加熱設備，循環控制系統包括溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖三部分，其工作原理如下，首先利用特定的設備直接采集源源不斷的太陽光，將其轉化為熱能，然后在熱導循環系統的處理下將熱量傳至換熱中心，轉換成熱水后再進入地板采暖系統，最后通過電子儀器來控制、調節室內溫度。出現陰天、雨雪天氣不利于直接獲取太陽能時，控制系統會自動轉到燃氣鍋爐設備對其輔助加熱，使人們在冬天也能享受溫暖，同時在其它季節還可以利用太陽能集熱設備提供大量熱水，大大地方便了人們生活。

據統計太陽能供暖系統的成本回收大概需要5 a，而其使用壽命一般在20 a 以上，即我們可以免費利用15 a，這期間節約的資源和創造的經濟效益難以計量。太陽能節能技術在暖通空調系統上的利用實施，大大降低了生產成本，節約了大量的資源，而且大幅度地減少了環境污染，是實現綠色建筑暖通空調的有效途徑。

3.2 地源熱泵應用

地源熱泵技術在解決供熱、制冷方面具有較高的經濟和節能優勢，相對空氣熱源泵來說，優點更顯著，因為地源熱泵系統只影響土壤溫度，并不會造成地面下沉和地下水位下降、水質，是目前較為成熟的、對環境影響較小的取熱、散熱方式。

事實上，位于地下30 m～100 m 的豎直埋管換熱器是地下土壤溫度變化的本質所在。在冬季，地泵會通過熱交換器將地下的熱量提取到地上實現供熱，同時降低了地埋管周圍的土壤溫度；在夏季，地泵則把地上熱量傳送到地下，提高了地埋管周圍溫度。顯而易見，溫度的或高或低會在一定程度上影響地埋管換熱器的性能，但如果冬季吸收的熱量和夏季排除的熱量平衡，那么它的性能就不會受到影響，也不會影響地源熱泵的運作效果，因此在夏熱冬冷和冬夏熱量相當的地區適用。但在寒冷區域冬季吸熱大于夏季排熱，在炎熱區域夏季排熱大于冬季吸熱，都會造成冷熱負荷失衡，影響地埋熱管換熱器性能，造成熱泵耗能高，效率低。

3.3 冰蓄冷系統優化

冰蓄冷系統的優化不僅可以減少用電量，有著良好的經濟效益，還能降低能耗，實現低溫送風，實現節能。一方面是在用電低谷的夜間將冷量蓄積在水中，在用電高峰期的白天釋放冷量用于供冷，降低了電費支出。另一方面是同等條件下冰的蓄冷量遠高于水的蓄冷量，所以蓄冷池的容積相對較小，熱損失較小，一定程度上節約了耗能。當冷水溫度在1 ℃～4 ℃左右時，可采用低溫送風，減小風機動力和風量，自然起到節能效果，雖然冰蓄冷系統中的冷凍機的制冷效率降低，但是整個系統的COP 值增大，尤其是在夜間室外溫度較低的時候，COP 值較高，此外制冷劑基本處于滿負荷工作，工作效率和設備利用率也較高，即冰蓄冷系統的優化具有良好的節能效果。

3.4 自然通風

自然通風是人類調節室內環境的原始手段，具有節能、改善室內環境舒適度和空氣質量的優點，所以應盡量使用自然通風，目前通風方式主要有以下幾種。

3.4.1 風壓實現的自然通風

風壓是自然通風的基本動力之一，也是主要手段之一。要想實現自然通風，建筑物外部的風環境是關鍵，所以建筑物要有利于通風的朝向和格局，其次，為了更好地實現風進入室內，應減小氣流的阻力，多考慮建筑的平面、剖面等細節，如盡可能將門窗設計在一條直線上，開口面積盡量要大等，此外由于風向、風速極不穩定，應通過安裝可調節的百葉窗戶、合理地設計開口構造等調節室內氣流，以達到良好的自然通風效果。

3.4.2 熱壓實現的自然通風

利用熱壓差自然通風的原理就是所謂的“煙囪效應”，當內外空氣溫度不同引起空氣密度的不同，進而形成壓力差，引起空氣流動，實現室內污濁的熱空氣從頂部排出和室外清新的冷空氣由底部進入。所以應在建筑物內部多設置如中廳、樓梯間等豎向空腔，并在其頂部安置可調節的開口，進而有效地實現室內空氣的排出，達到自然通風。

3.4.3 風壓和熱壓共同作用下的自然通風

風壓和熱壓是相輔相成、密不可分的，風壓易受外部環境影響，相對不穩定，而熱壓作用容易實現且穩定性較強，當兩者作用方向相同時，會促進自然通風效果，反之就會削弱通風效果。雖然在暖通空調設計規定中，一般不考慮風壓作用，但是為保證良好的通風效果，風壓對自然通風的影響不容忽視，必須予以定性的考慮。

4 結語

隨著生活水平大幅提高和對健康生活的不斷追求，人們在對建筑物的要求除實用性和舒適度之外，更提倡節能環保，以實現自身生活質量的提高，所以人們逐漸將視線轉移到了智能化建筑核心的暖通空調身上，它是否能更好地發揮綠色性，致力于人們長遠的生存和發展尤為關鍵。