实现绿色建筑暖通空调设计的技术刘义成姚盼

实现绿色建筑暖通空调设计的技术刘义成姚盼

刘义成姚盼

（四川省建筑设计研究院，四川成都610000）

摘要：暖通空调是一个兼具污染和耗费能源的工程，因此，研究暖通空调的绿色化设计，不但可以从一定程度上缓解对能源的消耗，还能在很大程度上保护环境，保护我们赖以生存的家园。因此，研究绿色建筑中暖通空调的设计是一项非常有意义的工作。本文根据笔者工作实践，对绿色建筑暖通空调设计现状、暖通空调设计原则及绿色建筑暖通空调设计的技术进行了分析和探讨。

关键词：绿色建筑；暖通空调；设计

1.绿色建筑设计的概念和内涵

1.1绿色建筑设计的概念

绿色建筑是现代建筑领域中的设计方向，在实际建造的过程中要尽可能多地使用可再生材料或能源，选取能够降解的资源。在建筑设计的时候，要充分考虑自然规律和环境影响，做到不破坏环境、不浪费能源，绿色建筑设计要更加贴近自然，遵循自然发展的规律，形成建筑与环境、建筑与自然的和谐统一，践行绿色建筑的要求和宗旨，将绿色建筑暖通空调设计向合理化、科学化推进。

1.2绿色建筑设计

绿色建筑设计是一门综合性设计，又是动态设计，对于建筑物的测量和计算一定要精准。在选取材料或建造的时候，应该充分利用生态材料和能源，保持室内环境舒适的同时更要保护外在环境。建筑设计师应当及时掌握绿色建筑的动态和发展趋势，提升自身的专业技能和知识，将环保、经济和能源有机结合起来，形成新的设计思路，更好地为建筑行业出谋划策。

2.绿色建筑暖通空调设计的原则

绿色建筑是一项新兴的概念，其是社会与建筑行业不断发展的产物，这一概念的提出，体现了人们对环境保护的重视程度。绿色建筑提倡在设计中体现可持续发展的理念，要使建筑工程与外界环境更加协调，还做做到因地制宜，保护当地的生态环境，结合建筑所在区域的气候、资源生态环境、经济和人文等特点进行。在编制建筑工程施工方案时，要尽量不破坏当地的生态环境，而且不能违背自然发展的规律，在施工时也要尽量采用可再生的资源，最好就地取材，避免在施工时出现材料或者资源浪费的情况，还要提高资源的利用率，降低施工的成本。基于绿色建筑的这些特点与要求，在暖通空调设计中应遵循以下原则：

2.1绿化性

在进行建筑物的绿色设计时，要选择绿色环保的建筑材料，尤其是在暖通空调工程中，一定要按照使用要求，选择适合的材料，否则会极大的影响建筑的性能。选择绿色施工技术还能降低环境污染，有的施工单位为了节省资金，会选择一些价格低廉的材料，这不但降低了绿色建筑暖通的性能，还可能降低建筑的质量与安全性。选择绿色环保的材料，可以降低建筑冷热负荷，减少建筑传热损失，从而减少暖通空调的装机容量，即可节材同时减少运行设备运行能耗。如选择一些含氟的制冷剂，则会破坏大气臭氧层，影响当地的生态气候。所以，绿色建筑一定要严格把关选材工作，减少对不可再生能源的使用，还要避免使用CFCS等破坏性较强的制冷剂。

2.2节能性

暖通空调是建筑的耗能大户，降低暖通空调能耗对于降低整个建筑总能耗有非常积极的意义。绿色建筑提倡降低能源损耗，倡议选择经济节能的设计方案，而且在施工的过程中，强调杜绝资源浪费，这对降低材料浪费以及施工成本有着积极的作用。在暖通空调系统中，要尽量控制资源的消耗率，还要使建筑内部结构与外界环境更加和谐、统一，在施工中，要选择一些性能比较高的材料，提高对材料的利用率，采用经济节能的技术措施实现绿色建筑各项功能的发挥。

2.3循环利用性

循环利用是指进行加工后循环再生，对报废的材料进行循环再利用，逐渐形成良性的原材料到废料再加工成新原材料循环。但其中也有一些成本过高或者没有再回收价值的材料，例如玻璃钢、岩棉等诸多材料，这时在绿色建筑中暖通空调的设计一定要合理的控制其用量，避免不可循环材料的浪费。

3.绿色建筑暖通空调设计的现状

随着人们文化水平的提高以及对社会环境生态现状认识的加深，对绿色居住环境、商业环境、工作环境的要求随之得以进一步提升。人们对生活环境的需求将成为现代暖通空调行业未来的发展方向，顺应绿色建筑的发展，未来暖通空调也需要朝着研究和应用新材料新技术的目标发展。虽然目标明确，但由于我国先天的空调企业技术研发力量不足以及成本耗费过高等问题，导致暖通空调设计在向未来新技术发展的道路上行进缓慢。同时就目前而言，市场上所谓的节能空调基本上均是通过变频实现的。随着社会环境的发展，暖通空调设计技术的研发也必须紧锣密鼓的进行，以便于满足当代社会保护环境节约资源的迫切需求。

4.实现绿色建筑中暖通空调设计的有效措施

4.1太阳能节能技术

在众多可持续发展的能源中，太阳能无疑是最好的选择，取之不尽用之不竭，不仅没有地域限制，而且环保无污染。组成太阳能供暖系统的主要有两部分，分别是集热器和循环控制系统。集热器只要包含换热水箱等其他加热设备，而循环控制系统则由温度控制器、生活热水体系和地板采暖等三部分组成。

太阳能供暖系统的主要工作原理为：源源不断的应用设备对太阳光予以采集，并将太阳光转化成热能；由热导循环系统将热能处理之后传至换热中心，到达换热中心并成功转换成热水后便可进入地板采暖系统；最后一步便是通过电子仪器对室内温度加以控制和调节。天气是变化无常的，当出现阴天、雨雪天气时，对太阳能的获取则会出现困难，但这时控制系统将会自动进行转换，进入到燃气炉设备对其进行辅导加热，这时即便在冬季居民也可以享受到温暖，在其他季节太阳能充足时还可以为人们提供热水，便利了居民生活。

4.2地源热泵技术在建筑暖通空调系统中的应用

地源热泵技术在解决供热、制冷方面具有较高的经济和节能优势，地源热泵系统只影响土壤温度，并不会造成地面下沉和地下水位下降、水质，是目前较为成熟的、对环境影响较小的取热、散热方式。在寒冷地区为建筑暖通空调系统增设1个辅助设备用以提供热量，取之不尽的太阳能是首选，可以通用串联或并联的方式联合运行地源热泵和太阳能，向系统提供更多的热量，进而满足建筑物内人们的采暖需求。在南方等温度较高区域可以利用冷却塔供冷，通过和地源热泵的串联运行分担部分负荷，在夜间将土壤中积蓄的热量带走，实现降温的效果，保证热泵性能处于较高的运行和利用状态。

4.3空调冷热水系统的节能设计

冷热水系统的设计过程中，为降低能耗有以下几种措施可以选择：应优先选择应用闭式循环的模式，采用了这种模式不但能避免管道和设备被腐蚀，同时还能大大的降低静水力所需要的输送能耗，也延长了空调系统的使用寿命；在确保满足空气调节的条件下，单位制冷的能耗量是与制冷机的蒸发温度以及冷冻水的供水温度成反比的；在建筑物中，可能有些区域的空调是要冷热水交替供应的，而有的区域是要全年供应冷水的，因此就建议采用两管分区制水系统，而如果是冷热水需要同时使用或是交替较为频繁时，则应采用四管分区制水系统；

4.4空调冷却水系统的节能设计工作

很多暖通空调系统安装的区域自然水源十分匮乏，所以设计时建议采用冷却塔循环使用的模式，其主要目的就是有效的减少循环水泵的能耗和扬程，而其在冬天时也可以作为冷源设备。设置冷却塔的过程中，环境中必须具备良好的通风条件，同时其工作环境也应干净整洁，与高温区域相互隔开，从而提高其冷却的效率。如果是并联使用多台冷却塔，为保证其出水和补水间的平衡型，就应在相邻的冷却塔之间加装连通水槽或连通管。另外，低温的冷却水对冷水机组还会起到保护作用，因此在冷却塔的回水管以及总供水管之间应设置通管，控制时采用三通调节阀。另外，控制风机的启停时，可以利用变频调速的方式控制，也可以利用出水温度控制，但都要注意节约电能。

4.5自然通风

自然通风是人类调节室内环境的原始手段，具有节能、改善室内环境舒适度和空气质量的优点，所以应尽量使用自然通风，目前通风方式主要有以下几种：

4.5.1风压实现的自然通风

风压是自然通风的基本动力之一，也是主要手段之一。要想实现自然通风，建筑物外部的风环境是关键，所以建筑物要有利于通风的朝向和格局，其次，为了更好地实现风进入室内，应减小气流的阻力，多考虑建筑的平面、剖面等细节，如尽可能将门窗设计在一条直线上，开口面积尽量要大等，此外由于风向、风速极不稳定，应通过安装可，节的百叶窗户、合理的设计开口构造等调节室内气流，以达到良好的自然通风效果。

4.5.2热压实现的自然通风

利用热压差自然通风的原理就是所谓的“烟囱效应”，当内外空气温度不同引起空气密度的不同，进而形成压力差，引起空气流动，实现室内污浊的热空气从顶部排出和室外清新的冷空气由底部进入。所以应在建筑物内部多设置如中庭、楼梯间等竖向空腔，并在其顶部安置可调节的开口，进而有效的实现室内空气的排出，达到自然通风。

4.5.3风压和热压共同作用下的自然通风

风压和热压是相辅相成、密不可分的，风压易受外部环境影响，相对不稳定，而热压作用容易实现且稳定性较强，当两者作用方向相同时，会促进自然通风效果，反之就会削弱通风效果。虽然在暖通空调设计规定中，一般不考虑风压作用，但是为为保证良好的通风效果，风压对自然通风的影响不容忽视，必须予以定性的考虑。

5.暖通空调技术在绿色建筑中的应用前景

针对现代节能减排需求，我国暖通空调技术正向着节能、以及多元化能源供应的方向发展。通过节能技术设计与运用降低暖通空调运行能耗，为我国节约型社会的建设提供更多的空调选择。在此基础上，暖通空调还针对电力紧张问题，加快了太阳能光伏能源的利用。通过与建筑设计的有机结合使建筑物能够为光伏太阳能技术提供更多的载体，以此为暖通空调提供能源，缓解电力紧张问题。另外，风力发电与建筑、空调的有机结合也是现代暖通空调技术发展的重要方向。通过多元化能源的综合利用、空调技术与建筑技术的有机结合促进暖通空调技术的发展、促进我国空调行业的发展。“绿色”、“生态”已经成为现代建筑的必然发展趋势，而现代建筑在环境友好的基础上，又是以“功用性”和“舒适性”为目标的，这在建筑中，暖通空调技术的发展与应用就成为了重要的因素。为了进一步提高生活的舒适性、增进身体健康，在建筑中应尽力保护自然资源和节约能源，降低环境污染，减少温室气体的排放，减轻环境负荷，大力提倡以建造绿色生态建筑为主题，创造舒适、健康、方便的生活环境是人类的共同愿望，也是建造绿色生态建筑的基础和目标。

结束语

在当今社会中，建筑行业已经逐渐趋向于绿色化，绿色建筑使建筑物更加富有生命力和活力，使室内生态环境的质量得到良好保障。只有将绿色观念融入到建筑暖通空调设计之中，使其全面地在建筑暖通空调建设中得以体现，这样才能有效地发挥绿色观念和绿色技术的优势，达到建筑暖通空调科学、集约、绿色的建设。

参考文献

[1]康智.实现绿色建筑暖通空调设计的技术[J].科技与企业，2014，07：189.

[2]毛威.绿色建筑中的暖通空调设计[J].建筑设计管理，2014，07：76-78.

[3]李灏.绿色建筑中暖通空调设计[J].中华民居（下旬刊），2013，06：180-181.