綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計

張永歡 郭兵杰

摘要：綠色建筑提倡以人為本，親近環(huán)境、自然舒適、健康安全的且是有效利用資源和能源的建筑一種。隨著人均建筑面積的不斷增大，暖通空調(diào)系統(tǒng)廣泛應用，用于暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗將進一步增大。因此在綠色建筑暖通設(shè)計中必須充分體現(xiàn)綠色理念和環(huán)境保護的宗旨，同時綠色建筑的興起為暖通空調(diào)技術(shù)的進步和發(fā)展，提供前所未有的機遇，促進建筑行業(yè)的發(fā)展。就此，本文簡要結(jié)合綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計的現(xiàn)狀，提出綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計的有效措施。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；暖通；節(jié)能設(shè)計

1引言

綠色建筑主要是充分利用可再生的材料和能源，將自然環(huán)境和文化傳統(tǒng)進行緊密結(jié)合，以確保居住者的身體健康，從而體現(xiàn)堅持環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理念。而美國實驗與材料協(xié)會（ASTM）的綠色建筑定義是：“住宅、民用和工業(yè)建筑當中，常以負責的態(tài)度并用細心保護環(huán)境的手法，設(shè)計、施工、運用、修改、廢棄的構(gòu)造物。”隨著暖通空調(diào)的被廣泛使用，在充分肯定暖通空調(diào)多方面優(yōu)勢的同時，也要重視現(xiàn)有暖通空調(diào)工程中存在的問題，特別是貫穿于整個暖通空調(diào)安裝的設(shè)計問題，其中一旦出現(xiàn)問題，就會對暖通空調(diào)的使用產(chǎn)生嚴重影響。

2綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計原則分析

2.1節(jié)省原則

涉及在整個空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)涉及的制冷機、水泵、風機及控制系統(tǒng)等方面的初投資過程中對原材料以及能源涉及材料的運行費用的節(jié)省，涉及整個空調(diào)通風系統(tǒng)的所有環(huán)節(jié)，而不是其中某個環(huán)節(jié)，對于新型的綠色建筑而言，其暖通空調(diào)系統(tǒng)應充分與建筑物圍護結(jié)構(gòu)、室內(nèi)照明等與暖通空調(diào)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。

2.2回用原則

綠色建筑設(shè)計的暖通空調(diào)系統(tǒng)中各部分具有相對的獨立性，其大部分可以拆卸，在其經(jīng)過一段時間運行甚至報廢后，其中如管材、運行設(shè)備中的部分非運轉(zhuǎn)件等部分設(shè)備及材料經(jīng)過維修、保養(yǎng)及清洗等過程仍可回收再利用。

2.3廣回收原則

廣回收應包括暖通空調(diào)系統(tǒng)中的零部件和材料的回收，與回用的區(qū)別是其指對零部件及材料進行分門別類的回收，并非籠統(tǒng)的回收，如對系統(tǒng)管道、設(shè)備報廢后其在拆散或維修過程中對拆卸下來的零件進行系統(tǒng)回收。

2.4循環(huán)原則

對暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)計的材料設(shè)備等進行回收、回用等后將廢料送到專門的工廠進行再生，從而實現(xiàn)原料——產(chǎn)品——廢料——原料為閉環(huán)的良性循環(huán)，而對如玻璃鋼、巖棉等不能回收或回收利用成本過高的產(chǎn)品在設(shè)計過程中則應最大限度的限制其使用量。

3暖通空調(diào)具體設(shè)計問題分析

3.1改善建筑維護結(jié)構(gòu)的保溫性能，減少冷熱損失

對于暖通空調(diào)系統(tǒng)而言，通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷占有很大比例，而維護結(jié)構(gòu)的保溫性能決定維護結(jié)構(gòu)綜合傳熱系數(shù)的大小，即決定通過維護結(jié)構(gòu)的空調(diào)負荷的大小。因此在國家出臺的建筑節(jié)能設(shè)計規(guī)范和標準中，首先要求的是提高維護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能。提高系統(tǒng)控制水平，調(diào)整室內(nèi)熱濕環(huán)境參數(shù)，盡可能降低空調(diào)系統(tǒng)能耗。空調(diào)系統(tǒng)特別是舒適性空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用主要是通過空氣溫度、濕度、風速、環(huán)境平均輻射溫度進行的，人體對環(huán)境的冷熱感覺是這些環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。如空調(diào)系統(tǒng)對人體的作用不直接、當環(huán)境變化時對環(huán)境的調(diào)控不迅速、人體感到不舒適、空調(diào)系統(tǒng)的這種調(diào)控方式不節(jié)能。熱濕環(huán)境研究成果的應用，為我們采用新的控制方式方法提供理論基礎(chǔ)。如果采用舒適性評價指標即體感指標作為空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)控參數(shù)，如采用PMV-PPD指標對空調(diào)系統(tǒng)進行調(diào)控，可使空調(diào)系統(tǒng)在人體舒適的條件下節(jié)能30%左右。

3.2減少熱媒介輸送過程中的能源消耗的設(shè)計

暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計應在各環(huán)節(jié)上減少能源的消耗，建立整體的節(jié)能空調(diào)體系。熱媒介輸送系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計應在材料的選擇熱能輸送系統(tǒng)等方面的設(shè)計上實現(xiàn)。

利用算機系統(tǒng)對空調(diào)供暖系統(tǒng)進行全面測試，采用平衡閥以及智能管網(wǎng)，實現(xiàn)對管流量的科學分配和有效管理，通過提高傳輸效率實現(xiàn)節(jié)能。空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計應建立有效的動力傳輸系統(tǒng)，從而為建立效的空調(diào)系統(tǒng)的施工和節(jié)能奠定良好的基礎(chǔ)。

動力系統(tǒng)可選擇效率較高、負荷特好，具有大溫差、低流速以及低摩阻的動力供應管道，運用輸送效率較高的載能的動力設(shè)備，有效提高輸送效率，建立節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)運行模式。

3.3空調(diào)系統(tǒng)中的熱回收利用

空調(diào)系統(tǒng)中熱回收，即利用換熱方法將空調(diào)系統(tǒng)中廢棄的熱量重新回收利用。具體方法主要是在風系統(tǒng)中通過使用新風換氣機等熱回收裝置，使用排除的室內(nèi)低溫（高溫）空氣對引進的室外新風進行預加熱，據(jù)目前國內(nèi)此類廠家的檢測，換熱效率一般可達70%以上，進而減少用于處理新風的冷熱量損失。空調(diào)水的熱回收利用是對制冷機的冷凝器稍作改動，可以同時供應35℃-40℃的熱水。不需要或用不完熱水時，可以從冷卻塔排出；大量供熱水時，由于進水由自來水補充，水溫較低，使制冷量適當增加，不會有負面影響，同時有效地減少排放的熱量對大氣的熱污染。對已有的制冷機而言，改造工作量很小，在國外已有大量的應用。

3.3.1新風系統(tǒng)變頻變風量控制

在夏季中央空調(diào)運行過程中，主機40%的能耗用于冷卻新風，因此，對新風量進行合理的調(diào)節(jié)，使主機消耗功率降低。新風的作用是為樓宇提供清潔、衛(wèi)生的新鮮空氣，保障樓宇環(huán)境的健康舒適，但是樓宇外部氣溫高或濕度大時新風過多會將更多的外部熱濕空氣帶入樓宇，增加主機制冷功率、運行時間和新風設(shè)備電能消耗：外部氣候涼爽時新風減少不利于涼爽空氣進入樓宇，也會增加主機的制冷功率和運行時間；而冷天新風過多會使樓字過冷，不利于新風機節(jié)能。

3.3.2冷卻塔風機變頻變風量控制

冷卻風機作用是對冷卻水進行冷卻。因冷卻塔安裝位置遠離值班室，操作人員會在停止冷卻塔時忽略關(guān)閉冷卻塔進出水閥門，造成停開冷卻塔進出水短路，影響散熱效果，采用電動閥成本接近變頻器但無節(jié)能效果。

4結(jié)語

綜上所述，建筑是人類生存的居所，作為生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，需要與周圍的環(huán)境和諧的存在，才能有美得價值所在。新時期綠色建筑設(shè)計理念深入人心，從而滿足人們對居住條件的舒適性、健康性、節(jié)約性。重視綠色建筑中的暖通空調(diào)設(shè)計，能夠有效的減少環(huán)境資源的浪費，滿足建筑行業(yè)整體可持續(xù)發(fā)展的目標。

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（作者單位：河北博華建筑設(shè)計有限公司1

愛科空氣處理技術(shù)（蘇州）有限公司2）