談綠色建筑設計中暖通空調技術的應用

黃燁然

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

1 綠色建筑和暖通空調的定義

根據綠色建筑評價標準，綠色建筑是指在全壽命期內，節約資源、保護環境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度地實現人與自然和諧共生的高質量建筑。標準還提出了綠色性能的概念：涉及建筑安全耐久、健康舒適、生活便利、資源節約（節地、節能、節水、節材）和環境宜居等方面的綜合性能。空調系統，是對空氣進行調節的通風系統，與周邊環境相結合，將建筑內部釋放出的空氣，進行過濾、凈化、排放。隨時代發展，越來越多建筑項目對綠建有更高的要求。我國過去大多數的空調技術，只是考慮保證現行規范下限要求，而隨著綠色建筑評價標準的使用和推行，不單單對氣溫和濕度有要求，還對過濾有害物質，凈化室內空氣有著更高的標準。現在的暖通空調設計應以創造適合人類居住和生活的舒適環境為目標。

2 綠色建筑技術在暖通空調設計中的應用原則

2.1 循環性原則

在進行新型的暖通空調技術應用時，必須遵循循環性的應用原則。這項原則要求對暖通空調系統的各個零部件進行回收利用，并且對這些零部件進行分類整理。在整理的過程中如果發現存在能夠繼續利用的零部件，就要將其統一回收，收納到循環可用的系統環境中。如果零部件無法進行循環利用，就要對其進行加工和處理。可以將一些廢棄的物品轉化為后續的生產原料，實現變廢為寶的應用原則。但是在對這些零部件進行處理的過程中要明確，并非所有類型的材料都能進行回收和利用，一些巖棉和玻璃鋼等應用成本比較高的材料無法進行回收和利用。又如過程中的冷卻水，可采取設置平衡管、加大集水盤或設置平衡水箱的方式，避免冷卻水泵停泵時冷卻水的溢出。因此在對系統進行設計的過程中，必須對這些材料的使用進行嚴格的限制。設計人員在應用這項新型技術時，要嚴格按照新型技術的應用原則進行系統的設計，要保證系統在運行的過程中更加節能環保。而且要盡可能提高材料的回收利用率，才能保證系統的運行效果更好，避免在進行系統設計和安裝的過程中出現資源浪費等情況。

2.2 節能性原則

將暖通空調技術應用到綠色建筑物的建設過程中，應以實現節能和環保的建設為原則選擇暖通空調系統所采取的形式。在現科技可行的前提下，設計中具體可采取：①不采用電加熱設備為供暖空調系統的供暖熱源和空氣加濕熱源（現行綠建標準已對該項作明確要求）；②采取全新風運行措施降低過渡季節通風與空調系統能耗；③按房間的朝向、功能及使用時間等要素細化空調系統管理區域。對系統進行分區控制；④合理選配空調冷、熱源機組臺數與容量，制定實施根據負荷變化調節制冷（熱）量的控制策略，且空調冷源的部分負荷性能符合現行國家標準《公共建筑節能設計標準》（GB 50189—2015）的規定；⑤水系統、風系統采用變頻技術，且采取相應的措施，使風系統和水系統保持水力平衡。

而在進行技術應用的過程中，離不開暖通空調系統的建設，這項系統指的不僅是空調設備，還包含具體的施工方案。在對設備的類型進行選擇和安裝時，要對各個環節進行具體的規劃，其中還包含后期的系統檢修和養護等工作。在對系統進行建設時，要對周邊的環境影響情況進行統一的調控。從表面上來看，將這項技術應用到綠色建筑的建設中，可以對系統的設計方案進行優化和完善，但也在一定程度上提高了系統安裝的成本。實際上，系統在運行的過程中，如果系統的性能不斷地優化，就可以降低運行成本。這兩項成本在系統具體使用的過程中是可以相互抵消的，因此從主體上來看這項新型的技術與其他技術形式相比較，所節約的成本更多。尤其是這項技術與綠色建筑的建設相結合之后，甚至可以抵消掉50%的運行成本。施工企業一定要認識到這項技術應用的重要性，在進行工程建設的過程中，要將新型的暖通空調技術融合到綠色建筑建設的各個環節中。在對其進行具體的設計時，也要嚴格遵循節能性的建設原則。只有這樣才能保證設計出來的暖通空調系統在應用時更高效節能，為主機的運行提供良好的支持。

2.3 回用性原則

在進行綠色建筑工程建設時，整個建筑系統的回收利用都離不開暖通空調系統的設計和建設。因為暖通空調系統內部的各個零件都比較獨立，在應用的過程中絕大部分的零部件都可以進行拆卸。如果系統在長期使用之后，一些個別的零部件無法繼續使用，出現老化的現象，就需要對系統的管材和運行設備以及原材料進行檢修和養護，這些操作也不影響后續的回收利用。因此在進行空調系統設計的過程中，必須遵循回應性的建設原則，在應用新型暖通空調技術時，也要遵循這項原則進行具體的操作，才能保證系統的使用壽命能夠不斷延長，為系統的養護和檢修工作開展奠定良好的基礎。在進行暖通空調系統設計時，設計人員可以應用一些新型的材料。在進行材料選擇的過程中，必須保證這些材料的應用符合節能環保的要求，尤其是在對這些材料進行更換時，要保證更換下來的材料能夠重新利用。因為暖通空調系統在使用一段時間后就會出現老化等現象，一些零部件需要進行及時的更換，才能保證系統能夠始終保持穩定的運行狀態。在對這些零部件進行更換時，會花費較高的維修費用，施工企業要想節約建設成本，就要盡可能選擇一些可回收利用的綠色環保材料進行系統的建設。在進行具體操作時，施工人員也要對這些材料的使用要求進行深入的了解，要嚴格遵循回用性原則對這些材料進行安裝。

3 綠色建筑技術在暖通空調設計中的應用方法

3.1 太陽能暖通節能技術的應用

太陽能本身是一種可再生資源，而且是自然界中最主要的熱能以及光能，還屬于清潔型能源，因此，其在綠色建筑中的有效應用，不僅能夠節省不可再生能源的使用，還能夠在較大程度上避免環境污染問題的出現。對于太陽能暖通技術來說，其自身的主要工作原理就是結合實際情況，合理使用集熱設備對太陽輻射熱量予以有效采集，通過換熱設備加熱熱水，制取的熱水可以作為建筑物暖通空調系統熱源供應建筑物所需熱負荷，也可以作為生活熱水提供生活用熱負荷。這樣既能夠節省傳統能源消耗，還能夠取得良好的供暖效果。

3.2 能耗傳輸的設計

在暖通空調系統運行期間，可以發現暖通空調使用的能源有很大的一部分損耗在系統傳遞上，為了盡可能的獲得良好的節能效果，在設計的過程中應特別注意冷量在傳輸中的散失，如：①合理布置空調系統主機位置，盡量縮短輸送管道長度；②減少管道翻彎，以減少管道局部阻力；③與建筑專業配合，合理布置管道路由，以減少管道需要設置的閥門；④與先進廠家多多深入研究，多接納并使用新技術等。

3.3 建筑熱工性能

建筑熱工影響空調的能耗，對空調的效果也有很大的影響。為保證空調使用效果，應注重建筑物的保溫性、氣密性等方面。假如此類項目出現問題，將消耗巨量的能源，才能達到讓用戶滿意的室內溫度。另外還需在氣密性較差的部位，選擇合適的建筑材料，提升建筑內部的密封性能，降低空氣滲透對空調效果的影響。

3.4 地源熱泵系統

地源熱泵系統是以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統，如圖1 為地源熱泵系統示意圖。地源熱泵系統利用的是地球表面淺層地熱資源（通常小于400m 深）作為冷熱源，因此十分符合節能減排的原則。地源熱泵系統在夏季利用熱泵吸收土壤中的熱量進行制冷工作，降低冷卻塔制冷的能耗，同時還能承擔部分的制冷的負荷，從而讓暖通空調處于高效運行的狀態。在冬天，暖通空調在地源熱泵作用下可以將熱泵系統直接與供暖系統相連接，這樣便能有效地縮減供熱工作中的能耗，有效地降低制熱工作消耗的無用能源，達到良好的節能效果。

圖1 地源熱泵系統

3.5 對自然風進行充分利用

暖通空調系統在節能設計方面，除了運用新技術降低能源消耗外，也不能忽視對于自然風的利用。在綠色建筑中提高自然風的運用比例，不僅可以有效降低暖通空調系統在運行時的壓力，而且可以減少系統運行時產生的能源消耗，更符合節能環保的要求。這就要求我們首先要做好現場的勘察工作，收集當地的自然氣候等數據，結合建筑自身的門窗等結構進行合理的布局，提高自然風的通風效率，以更好地達到利用自然風對室內進行除熱、除濕的效果，從而有效減少暖通空調系統在運行時產生的能量損耗。通過建筑設計來實現對風力方向和風速的調節，保障自然通風效果的同時，還能降低暖通空調系統的能源消耗。此外，還可以通過新風系統的優化，增強自然通風時對室內空氣達到的凈化效果。

4 結語

綜上所述，隨著我國綠色環保相關理念的興起，更多的工程項目需要進行綠色建筑評級，我們作為暖通空調設計師，在設計過程中應將綠色建筑技術與暖通空調的設計和應用加以結合，結合建筑周圍的環境條件，采取合適系統方案的前提下，進一步減少傳統建筑空調的耗能，提高暖通空調的資源利用率。