浅谈绿色建筑与暖通空调设计

鲍彦昌

摘要：绿色建筑提倡以人为本，它提出要建设一种有效利用资源和能源的、亲近环境、亲近自然、舒适、健康、安全的建筑。在建筑中使用可再生能源的暖通空调新技术，是实现可持发展，贯彻绿色建筑理念的必然选择。本文阐述了绿色建筑和暖通空调的基本概念，分析了绿色建筑中暖通空调设计原则，探讨了绿色建筑中暖通空调设计措施。

关键词：绿色建筑；暖通空调；设计原则；设计措施

近年来，地球变暖的进程不断加速，全球异常气候出现的周期缩短、频率增加，地球的环境问题越来越突出的显现出来。而建筑内的暖通空调系统消耗了大量的能源，它还和臭氧层破坏及温室效应密切相关。针对“暖通空调”的环境污染问题，再结合绿色建筑的理念，在暖通空调系统的设计中，采取必要的节能措施，是降低建筑能耗、建设节约型社会的重要举措和迫切需要。

一、绿色建筑和暖通空调的基本概念概述

1.绿色建筑的基本概念

绿色建筑就是对建筑赋予绿色的充满生机的生命力，使建筑成为可持续发展的建筑。具体来说，是指依据建筑所在地原本的自然环境状况，运用生态学、建筑学等方面的基本原理，采用现代的科技手段，对建筑同其他相关因素之间的关系进行科学合理的安排和组织，以在最大程度上节约资源能源、保护环境及减少污染，为人们提供健康、清新、舒适的生活空间以及同大自然和谐共生的建筑。绿色建筑有利于减少工程中资源和能源的消耗，防止或减少对自然环境的污染和破坏，并且其采用的相关新型技术及建筑材料有利于提高建筑的居住品质和居住者的生活质量，是近年来在建筑行业中发展迅速的一种节能环保、舒适度高、健康的住宅生产方式，也是一种符合现代社会可持续发展的居住生活方式。

2.暖通空调的相关概念

暖通空调属于中央空调的概念，然而暖通空调与普通意义上的中央空调又是有所区别的，它实际上是一种分户中央空调。暖通空调具有采暖、通风和空气调节三个方面的功能，这个功能的综合简称就是暖通空调。与传统的只能进行制冷或是制热的空调不同，暖通空调还能够对空气进行处理，使空气得到净化。暖通空调对周边的天然空气进行过滤、冷却及除尘等处理，无论多么细微的灰尘颗粒它都能够过滤，并且消除部分细菌、病毒等，充分改善居民周边的天然空气质量，给人们提供更加适宜、清新和相对湿润的生活环境。

二、绿色建筑中暖通空调设计原则

1.节能环保原则

节能不仅指节约能源，还要节约材料，从整个空調系统内部所涉及到的水泵、制冷机、控制系统、风机等各个结构的投资过程，控制其原材料和能源涉及材料的投资费用和运行费用。除了使用一般的“通风窗”、“节能窗”、“智能窗”和新型玻璃结构改善窗际环境外，还开发有调整外部负荷能力的围护结构。而对于现代新型绿色建筑来说，暖通空调系统的设计、应用，还要与绿色建筑物内的围护结构，室内照明等系统互相结合，互相协调，互相关系。例如建筑物中庭通过科学的、合理的技术手段，利用光导纤维将可见光引入建筑物内区，可以提高照明质量，而又将热能摒弃在室外；同时，中庭又是利用烟囱效应进行自然通风的良好措施。另外一个最简单易行且有效的方法是设计建筑外遮阳板，也可将外遮阳板与太阳能电池结合，不但可降低空调负荷，而且还能为室内照明提供补充能源。

2.回收利用原则

绿色建筑中整个系统的回收利用都与暖通空调系统有关。其暖通空调系统中的各部分都有相对的独立性，大多数零部件可以进行拆卸。经过一定时间的运行后如果某个局部结构报废，其中的运行设备、管材等非运转件或者材料经过一定的保养和维修，仍可以进行回收再用。

3.循环使用原则

经过以上暖通空调系统中设备材料的回用和回收，废料经过专门的处理后要可以再生，实现从原料到产品到废料最后再变为原料的闭式良性循环。对于岩棉、玻璃钢等相对成本较高但却不能回收利用的，在设计时就要尽量少用，最大限度的限制其使用量。

三、绿色建筑中暖通空调设计措施

1.认真进行暖通空调设计计算

应根据工程具体情况对暖通空调运行进行全工况、全过程的分析计算。寻找出一个比较合理的设计方案，使暖通空调系统在不同的室外气象参数或室内状况下都能经济合理地运行，为在运行中节能奠定基础。并且要认真、合理地确定系统冷、热负荷及风、水管道阻力，选择合适的冷、热源设备和水泵、风机等动力设备，确保所选择的各项设备能恰好在最佳工况状态下运行。不经计算只按照水泵或风机的特性曲线选择设备，或按照水泵和风机样本的铭牌参数选择流量、扬程等都会在运行中造成不必要的能量损耗。另外，在有条件或系统允许的情况下，应综合进行总能耗的比较，合理增大系统的介质温差，以减少系统的水流和送风量，降低输送过程中的能耗。

2.降低输送过程中能耗

选用保温性能好的新型保温材料对管道进行处理更有利于节能。对供暖系统进行全面的水力平衡调试，为改善供暖质量主要利用计算机相应的控制软件程序，采用以平衡阀及其专用智能仪表为核心的管网水力平衡技术，实现管网动态流量的合理分配，提高输送能量的效率。在满足空调精度、人体舒适度和工艺要求的前提下，通过提高供回水温差、选用低流速、输送效率高的载能介质和效率高、部分负荷特性好的动力设备，可以减少输送过程的能耗，从而提高输送效率。

3.设置合理的水利平衡装置

暖通空调水系统中水力平衡系统的设置的合理性，将直接影响着水力是否平衡、系统能耗是否降低等诸多方面，这就要求我们在进行水力系统平衡设计的时候，要尽量遵循科学的方法来设计。一是对于定流量系统，我们要做到“设计平衡”，即在设计的时候要做到各个环路的水力平衡，当由于某些不可避免的外力因素造成确实无法做到“设计平衡”的时候，我们应当采用手动出调的方式来使得水力尽可能的平衡。在设计系统中考虑可能会出现由于运行管理原因导致水量波动较大时，我们应当采用动态流量平衡阀来对其进行有效的控制。二是对于定流量系统我们采用上述的方法，但是对于变流量系统来说，我们在设计上要格外注意一点的是，除了某些需要特定流量的场所或特殊要求外。不应在系统中设置动态流量平衡阀，而应设置动态压差控制阀。三是在组合式空调器、新风机组的供回水管路上宜设置动态平衡电动调节阀，该阀比采用普通的电动调节阀具有更好的调节特性。

4.改进建筑热工性能

建筑物热工性能涉及到建筑形体系数、气密性、建筑保温、建筑遮阳等方面，建筑内部绝大多数的热量是通过建筑围护结构传导散失的，因此热量传递速度与建筑外表面散热面积大小关系密切。由于建筑采暖能耗随体形系数的增大而增高，同时采暖建筑内通过空气渗透消耗热量达到30%～40%左右，热量消耗形式主要是由于建筑围护结构的耗热量大，外门、窗的气密性不佳以及部分结构连接缝隙等部位，因此为降低该部分能耗可以通过提高门窗制作及安装精度、选用新型材料、加强密封措施等来减少空气渗透。同时建筑保温新型材料可以在一定程度上增强其保温效果，对于节约能源具有重要意义。为避免夏季不同方位造成的直接或间接的强太阳能辐射对室内温度造成较大影响，可采用可调节的通风双层玻璃窗内置百页的形式来减缓该现象，由于百叶窗可以根据太阳辐射角度及强度来调节遮阳高度，从而可大幅度的降低暖通空调系统的使用功率。

参考文献：

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

[3]赖齐好.浅谈绿色建筑与暖通空调设计[J].科技创新与应用，2014（16）