绿色建筑与暖通空调设计

田启明

福建兆翔临港置业有限公司（361000）

绿色建筑与暖通空调设计

田启明

福建兆翔临港置业有限公司（361000）

绿色建筑是将对太阳能和风能等可持续再生能源的利用运用到室内设计的一种形式。暖通空调系统想要在满足室内空气质量要求的前提下对空调系统的安装、设计、环保和节能方面进行技术性的革新，通过对绿色建筑理念的科学结合，将建筑用户的工作效率和经济运行进行完善设计。文章通过对绿色建筑理念和暖通空调设计结合进行讨论，希望对未来我国绿色建筑发展提供相关参考。

绿色建筑；暖通空调；设计

0 引言

人类建筑的发展历史大致经历了四个阶段:第一阶段为最初的“掩蔽体”阶段，这种建筑阶段中，建筑对于人类来说是遮风挡雨，抵御自然恶劣环境的掩蔽场所；第二阶段是“舒适建筑”阶段，这种建筑阶段出现在工业革命之后，在混凝土和钢筋投入建筑建设使用之后，建筑变得更加坚固，玻璃和电灯的出现使得人们对于寒冷和黑暗的抗性越来越强，空调的发明使得室内温度得到更大的改善，大量人造合成的材料应用于室内装潢。但是舒适型建筑却给人们带来了一定的负面影响，“空调病、建筑综合症、大楼并发症、富贵病和军团病”成为舒适型建筑带给人们的致命缺陷；第三阶段是“健康建筑”阶段，自上世纪70年代以后，室内空气质量问题开始逐渐凸显出来，人们开始有意识的加大空调新风的供应频率，减少有害化学品的使用，试图营造一种理想的健康建筑；第四阶段是“绿色建筑”阶段。上世纪90年代之后，全球变暖现象日益严重，地球生态环境严重失衡，尤其是在工业革命之后，大量不可再生资源的不合理使用，使人类的生存环境愈发恶劣，为了和自然和谐共处，学者们提出了“绿色建筑”、“环境共生建筑”等一系列可持续发展建筑的概念。

1 绿色建筑的概述

绿色建筑的定义是：住宅、民用或工业建筑中，以对自然负责的心态进行设计、施工、使用、修改和废弃的构造建筑。有人对绿色建筑的定义进行归纳，简述绿色建筑为“4R 建筑”，即:即“Reduce”减少建设施工中建筑材料的各种资源和不可再生资源的使用；“Renewable”建筑过程中尽量使用各种可再生能源和材料；“Recycle”对回收材料和中水废弃物设置相应回收系统；“Reuse”在建筑结构允许的情况下合理使用回收材料[1]。目前世界各地对绿色建筑的观点和做法并没有统一，而且由于文化差异,各地人民对建筑内部环境存在不同程度的要求。但是，从根本上讲绿色建筑的定义是自然化和可持续发展两大方面在建筑工程的有机结合。所谓绿色建筑是对自然资源的有效化利用，节能环保，回归自然和健康的可持续发展建筑。

2 绿色建筑中暖通空调设计的特点及要求

绿色建筑的设计是综合和动态设计相结合的，其设计原则为:健康的室内环境，对能量合理的使用，对可持续发展材料的使用，建筑的环保形态和建筑的精良设计。因此，绿色建筑在设计方面提出很高的要求，尤其是对于暖通空调的设计，需要设计人员掌握很多方面的知识，具有大局意识，在设计时应从环保、能源和经济的角度把握设计思路，同时设计人员应熟悉计算流体力学、能耗分析和系统模拟工具的使用，对现代直接数字控制的运行逻辑有一定了解。在暖通空调使用过程中，暖通空调工程师应在室内环境、室内能源和其他一切资源的有效化利用方面对建筑用户负责，使工程师的责任感得到社会的全面认同。

3 绿色建筑中暖通空调设计措施

3.1 被动太阳能辐射措施

暖通空调的被动太阳辐射设计的目的是为了有效利用能源，增加人们居住的舒适感。这个概念强调建筑设计中对家庭常用用能设备设计时，对其的能耗进行综合考虑,减少建筑使用过程中的能耗。简单讲，被动太阳能辐射设计是对建筑中设备用能的所有方面进行平衡，通过使用可再生能源和提高用能效率的方法达到节能环保的效果[2]。

3.2 利用自然通风

在绿色建筑设计过程中，自然通风是降低空调能耗，改善室内空气质量的重要措施。当然，这里指的自然通风不是传统意义上的开窗通风，而是对建筑进行设计时，充分考虑能源消耗问题和使用空气流体力学计算软件进行计算分析，对建筑设计进行可持续发展的全面思考，在对室内进行良好空气置换的基础上，最大限度的借用自然条件节能减排，达到绿色建筑的标准。

3.3 自然能源和新能源的合理使用

绿色建筑设计中，对自然能源的利用已经被广泛关注和使用。燃料电池和太阳能电池也逐渐在工程项目中应用:杜伊斯堡的商务促进中心已经在运营过程中使用太阳能电池和太阳能集水器；德国新国会大厦的能源系统采用的是应用生物能和并水热能；日本大阪燃气公司的NEXT21住宅楼也开始应用燃料电池[3]。

4 绿色建筑规划设计中的暖通空调技术措施

在保障室空气质量的前提下，还要做到节能减排的效果，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统、蒸发冷却和去湿空调系统以及免费供冷系统成为绿色建筑中流行的空调设计使用方案。

4.1 置换式送风系统

置换式送风系统一般分为背景空调和个人空调结合进行下送风、桌面送风、置换式顶送顶回系统或者空调地板送风的方式三种形式。下送风方式是对人体周围的热湿空气和污染空气进行置换，提高通风效率。因为下送风方式只对人体周围的环境品质进行改善，降低了空调负荷，在目前绿色建筑中得到广泛的使用，在许多国家中都有应用[4]。

4.2 冷辐射吊顶系统

冷辐射吊顶空调技术具有良好的节能减排效果，在采用冷辐射吊顶空调技术的建筑中，为了保障其表面不产生水珠影响设备制冷，在设计时对室内采用多项保温、遮阳技术措施，避免因为强烈的太阳辐射影响冷辐射吊顶的制冷效果，增加冷辐射吊顶技术的费用[5]。冷辐射吊顶系统起源于欧洲，法兰克福银行大楼的背景空调中采用的空调设计技术便是冷辐射吊顶技术，1998年日本东京竣工的索尼本部大厦采用的也是冷辐射吊顶空调设计。

4.3 蓄冷低温送风技术

蓄冷低温送风系统是现阶段空调设计中广泛采用的系统，除了使用水和冰蓄冷的应用外，建筑本身的蓄冷也可以得到应用。在建筑设计过程中通过周围环境的改变,利用建筑外晚间温差大的因素，通过晚间送风技术对空调设备进行蓄冷操作，这种方式进行的蓄冷操作为二次蓄冷，可以在空调使用时减少制冷设备的运行时间，减少空调制冷产生的环境负荷，提高设备用电效率。

4.4 蒸发冷却和去湿系统

蒸发冷却空调技术是种绿色仿生空调技术，其原理是对空气进行直接蒸发冷却和间接蒸发冷却。蒸发冷却系统采用水作为制冷剂，因此这种空调系统对环境没有任何污染,而且进行冷却制冷时，不需要消耗压缩功，它的COP值相比机械制冷大得多。因此，蒸发冷却制冷是一种节能环保型的制冷，但因为其技术要求过高，现阶段只在发达国家的大型工业和商业建筑中得到使用[6]。

5 结语

现代社会的发展过程中，人们节能环保意识不断加强,暖通设计作为建筑设计中的重要组成部分，通过使用绿色建筑技术对其进行优化，实现暖通设计中使用可持续再生能源代替传统电力能源，促进我国建筑使用中的资源节约和保护，提高我国社会生产生活的经济效益。为大力发展我国可持续能源的广泛使用，设计人员应具有足够的环境保护意识和能源节约意识，做到设计符合可持续发展的社会价值和环境价值，为我国可持续发展政策贡献一份力量。

[1]左钊.绿色建筑与暖通空调设计[J].河南建材,2016(6):150-151.