淺析暖通空調系統在綠色建筑中的設計與應用

段永

南京中央商場（集團）股份有限公司 江蘇 南京 210041

1 綠色建筑的定義

依照我國現行的國家標準GB50378-2014《綠色建筑評價標準》，它是由中國綠色建筑委員會推行實施的。綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內，最大限度地節約資源、節能、節地、節水、節材、保護環境以及減少污染，同時為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。

綠色建筑是指建筑設計與當地氣候特征，自然環境高度協調，減少各類建筑材料，不可再生能源的消耗，同時充分利用新型的可再生能源和材料，利用回收材料，設置和完善廢棄物分類回收利用系統，甚至在條件允許時再次使用舊材料，減少粉塵和化學污染物的排放，追求最小的環境污染與最大的資源利用，以最小的代價實現最大的收益，以期達到建筑、人文與生態的和諧統一[1]。雖然當前國際上對綠色建筑的定義及做法沒有統一，特別是對室內環境的執行標準大不相同，但通過比較分析可以看出綠色建筑基本包含可持續化、健康化與自然化幾個方面。

2 綠色建筑中暖通空調系統的節能

在建筑能耗中，暖通空調系統耗能占有相當大的比重。一般來說，可達到建筑能耗的40%～50%。為此，暖通空調系統的節能設計在綠色建筑項目中占據不可或缺的重要地位。

2.1 利用有組織的自然通風

自然通風是當今綠色建筑中廣泛使用的一種技術措施，是人類歷史上長期賴于調節室內環境的原始手段，是一種有著悠久歷史的傳統建筑防熱技術，是改善室內空氣品質的基本方法之一。自然通風既有利于降低空調能耗，減少污染，又能滿足室內空氣品質的要求，同時提供一個健康舒適的辦公環境，自然通風既能在過渡季節提供清新的冷空氣，又可以在空調供冷季節充分利用夜間通風，降低圍護結構的蓄熱量，減少次日空調的啟動冷負荷，在資源和能源愈加緊缺的今天，為了滿足建筑“可持續化”的要求。

2.2 遮陽與采光的優化設計

遮陽不僅能豐富立面形態而且是南方建筑節能的主要措施，因此，南方建筑大多只關注了建筑的遮陽設計，而忽視了無太陽直射時段及陰天情況下室內的光環境，很不利于人的視覺健康。室內充足的自然光線可減緩視覺疲勞，提高工作效率的同時可降低建筑照明能耗。鑒于采光對人類身心健康及節約能源的重要性，GB50033-2013《建筑采光設計標準》對住宅、教室、病房等的平均采光系數提出了強制性的要求[2]，建筑設計應充分重視節能和采光問題。采光口設計是建筑遮陽設計和采光設計關注的要點，是一個包含了視覺和建筑節能目標的系統性設計[3]，不僅要滿足建筑節能設計標準限定的遮陽系數，同時，仍需滿足室內建筑采光設計標準中平均采光系數的要求。如何滿足晴天工況下的遮陽系數及全陰天工況下室內的平均采光系數做到兼顧遮陽與采光便具有一定的現實意義。

2.3 改進建筑熱工性能

改進建筑的熱工性能是綠色建筑設計中的重要一環。建筑的熱工性能涉及建筑的體形系數、建筑保溫、建筑形體氣密性、建筑遮陽等多個方面。圍護結構作為建筑熱工性能指標的重要一環，通過建筑圍護結構的傳熱量及傳熱速度與建筑外表面面積息息相關，簡單來說，隨著建筑體形系數的增加，建筑采暖能耗隨之增大，因此，按照我國現行?民用建筑設計標準?劃分了不同分區、不同類型的建筑體形系數標準，一般建議0.3以下。

建筑節能與建筑保溫材料有著密不可分的關系，采用新型綠色保溫材料對于充分利用建筑物蓄冷蓄熱特性，增加建筑的熱慣性，降低采暖能耗，節約能源有著重要意義。通常我們將密度小于350kg/m3、導熱系數低于0.12W/(m·k)的建筑材料定義為保溫材料，常見的保溫材料有巖棉、礦渣棉及制品、玻璃棉及制品、聚苯乙烯泡沫板、硬質聚氨酯、膨脹珍珠巖及其制品、膨脹蛭石及其制品、硅酸鈣制品和金屬箔等。

由于建筑的氣密性不良所引起的空氣滲透損耗熱量高達整個采暖能耗的30%～40%具有很大的節能潛力。這部分損耗熱量主要是通過建筑外門窗、管道管線的出入口、風道以及部分建筑之間的接縫等部位實現。因此，選用密封性能好的新型材料及加強門窗制作及安裝精度是減少空氣滲透耗熱量的有效措施。

2.4 增加可再生能源的使用

地源熱泵空調系統的應用是當今綠色生態建筑的核心技術手段之一。該系統主要利用土壤、地下水及地表水源常年溫度的穩定性，通過閉式埋管管路換熱系統及熱泵機組向土壤源及水源取熱、放熱，以達到對建筑物實現供暖或制冷的目的。土壤源作為一種理想的冷熱源，位于地下約10m厚的土壤溫度常年保持不變，夏季土壤溫度比空氣平均溫度低，而冬季土壤溫度又高于空氣平均溫度。

近年來隨著地源熱泵技術的不斷應用，該技術越來越成熟，將其進行實踐應用，有效緩解了北方城市季節變化過程中太陽能稀缺的問題，而且具有較好的制冷功能。在地源熱泵技術應用過程中，其不會對環境帶來較大的影響。利用地源熱泵技術在冬季太陽能資源較少的時段來進行取熱散熱工作。

2.5 空調設備和系統

（1）做好暖通空調系統的選擇。暖通空調系統的選擇是一個復雜的工作，其選擇指標較為繁雜，不同的建筑物選擇的側重點有所不同，所以，做好暖通空調系統的選擇十分重要。在進行綠色建筑的暖通空調選擇時，為避免單一目標造成的某方面不足，影響綠色建筑的效果，在選擇過程中，采取的通常是多目標決策法，其多從能源，效率方面著手選擇。

（2）做好綠色建筑中暖通空調的節能設計。在科學技術不斷發展進步的情況下，空調節能水平有了很大提升，變頻空調的出現解決空調高能耗的弊端，對于實現綠色建筑設計目標有著重要意義。因此，在綠色建筑暖通空調設計中，應該加強對變頻空調的使用。

3 結束語

綠色建筑技術在暖通空調設計中的應用，不僅能夠使得施工材料能夠進行回收再利用，而且推動暖通空調整體技術水平的提高，在進行暖通空調設計過程中，設計人員必須要遵循可持續發展的設計理念，最大限度的實現節能的效果，在改善環境的同時，促進暖通空調企業的健康發展。