谈暖通空调技术在绿色建筑中的应用

孙树辉

摘 要：本文针对我国的气候特点，实验分析不同暖通方式、模拟分析典型影响因素对建筑引起的节能率并比较其节能效果，从而找到一些关键的暖通节能措施，以期指导我国的建筑暖通节能方式，在节能的基础上给建筑设计师们留出更大的设计空间。

关键词：暖通空调技术；绿色建筑；应用

我国近几年城市建设加速发展，人们的经济和生活水平不断提高，建筑能耗也随之快速增长，室内环境急需得到改善，加之建筑暖通装置的投资与收益比甚微这一优势，因而研究其节能效果具有重要意义。

1 国内暖通空调技术在绿色建筑中的应用研究

近几年来，随着国家建筑节能政策的开展和不断深入，国内许多的学者已经或正在关注建筑暖通的节能效果研究，无论是对暖通节能效果的理论研究还是关于相关监测和节能效果评价研究都取得了一定成果，但也有其不足之处。

清华大学的简毅文，王苏颖在江亿院士的指导下对暖通空调的安装位置和构造尺寸对冬夏季暖通效果的影响程度进行了定量分析，并在综合考虑冬夏季不同需求的基础上，给出了暖通空调合理的安装位置和构造尺寸的推荐值。华中科技大学的李保峰等研究了暖通百叶对室内温度的影响，他们通过建立两组正南北向的七组不同的对比实验房实验研究了武汉地区建筑外暖通对室内温度的影响，得出了几个定性的结论，目前仍在研究外暖通百叶间层的尺度、百叶及其开启的角度以及不同角度的组合因素对室内温度的影响。

龙恩深等研究发现了暖通措施与空调能耗和取暖能耗的不同关系，具有重要意义。由于冬季有无太阳辐射各时刻的供暖能耗差别不大，故暖通措施对取暖总能耗的影响不显著，而夏季有太阳辐射各时刻空调能耗远大于无太阳辐射各时刻空调能耗，故暖通措施对空调总能耗及节能率的有很大影响。高垫等通过论述玻璃幕墙暖通的必要性以及作用与效果，提出了适合于玻璃幕墙的暖通形式及构造设计，以及暖通系统的智能化设计趋势。

程凯等主要分析了夏热冬冷地区外窗（包括玻璃幕墙）设置外暖通的必要性和设计要点，通过对上海某全玻璃幕墙办公室建筑的改造工程进行多种暖通方案的比较，表明不同的建筑可以采用不同外暖通形式的组合来达到最佳的暖通效果，即最大程度地降低建筑能耗。充分考虑节能环保、生态优先是广州大学城建设的理念，外暖通技术是广州大学城制定的《广州大学城建筑节能设计标准》中的亮点之一。冯林东等分析了广州大学城建筑外暖通节能效果，提出了各类窗口暖通的设计参考。外窗设置暖通构件时其节能潜力很大，节电可达11.6%左右，大大降低了空调的建筑能耗。南京万科金色家园采用对比实测法对基准户型起居室的暖通效果（深圳院）进行了测试，测试结果显示空调耗电量平均节省0.44kw/h，减少了30%。通过对节能检测与和能效评价的实施，使得人们全面而充分的认识了暖通的节能效果，为促进暖通节能的实践并确定合适的暖通方案提供了强有力的技术依据。

解勇等采用由中国建筑科学研究院建筑物理研究所开发的建筑能耗动态模拟分析计算软件Doe2IN，模拟计算并对比分析了北京、上海、广州三地的一座多层居住建筑模型的典型房间的外窗系统分别在未设与设置暖通卷帘时房间的夏季能耗，不同地区各种情况的暖通节能效果由此得出。在实践上，夏季气候炎热、日照辐射强是我国大部分地区具有的气候特点，但建筑暖通在建筑设计中普遍不够重视。在我国广州地区制定的节能目标中，建筑暖通部分的节能率占到20%，由此指标可见暖通节能的巨大潜力，而在我国还需要一个很漫长的过程来实现这一目标。

2 国外暖通空调技术在绿色建筑中的应用研究

暖通在国外建筑的发展过程中，一直是建筑的重要组成部分，从古代的砖木建筑结构到现代的高科技智能化屋宇，暖通因素无处不在。特别是一直以来已经形成了自己的较为成熟的一套暖通理论和实验测试方法，对暖通效果进行了积极的研究，并出台了许多相关标准。

日本熊本大学的石原教授和天津大学的王荣光教授分别通过实验测试内外暖通板的暖通系数对两者的暖通效果进行了比较，测试结果表明外暖通板的暖通效果优于内暖通板。两个并排的正面装有 3mm 标准玻璃的实验箱构成了一个实验装置，其中左箱玻璃外侧安装有测试的外暖通装置。实验分别测试了 30℃、45℃、60℃、75℃和 90℃五个不同暖通角度时的暖通系数。

Aniekan offiong 等通过实验研究，表明外墙与窗之间的窗侧能减少窗户得热，而且水平外暖通板比垂直挡板更具有节能效果。Marion 等应用 TRNSHD软件模拟了水平式、垂直式和综合式三种形式外暖通板的暖通效果，该软件模拟结果与实际实验比较相符，是可靠度较高的一个模拟计算工具。Athanassios 等对暖通板的采光和能耗分别进行了分析，发现采用暖通板后夏季冷负荷降低了50%，考虑其对冬季采暖能耗增加的因素，全年能耗依然可以降低 12%。

加拿大国家太阳能实验室在加拿大标准及评价组织和加拿大自然资源协会资助下建立了上述检测门窗系统的太阳辐射得热系数和传热系数。该装置利用太阳模拟发生器发出的150～1100w/m2的辐射光源，以一定的入射角照射热箱内已装备了太阳能吸收板的的朝向试件，太阳能吸收板与水循环系统相连，通过热箱传递的热量便可由其精确测量。

瑞士联邦材料测试与研究实验室（EMPA）研发的上面建筑外暖通系统性能的实验台由并排左右两个独立测试的中间加有聚氨酯绝热材料的木质箱体组成，测试箱南向安装外暖通构件和中间充有氩气的雙层玻璃，测试系统放置在自然环境中，利用自然光作为辐射光源，可同时测试有无暖通时系统的太阳能得热量。

在实践上，地处热带地区的东南亚国家的公共和民用建筑都广泛的采用了主动的暖通措施，暖通设计新颖独特，这不仅创造了舒适的室内环境，其节能效果也显而易见，目前，部分东南亚的国家和地区的暖通节能率已经占其总节能率的 10%-24%。与我国同纬度地区相比，年太阳辐射总量要比我国低得多的欧洲国家非常重视夏季的建筑暖通隔热，因此其夏季平均气温要低 1.3-2.5℃。德国柏林的纬度要高于我国最北的省会城市哈尔滨，但当地却大量采用各种暖通措施，可见其非常重视建筑物的夏季防热。

3 结论

上述可见，随着暖通空调技术研究范围的日益扩大，目前国内外对建筑暖通节能效果的研究已经成为建筑节能领域的研究热点，而且国外对这方面的研究相对较早，他们在手段和方法上的领先技术研究对我国建筑暖通节能效果研究也具有着很好的借鉴意义。建筑暖通节能效果的分析及评价涉及到很多学科和领域，如何准确的检测和评价其节能效果、确定合理的暖通策略并真正普及推广到实际运用中，还需要投入大量的研究工作。

参考文献

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