谈绿色建筑设计中暖通空调技术的应用

黄烨然

（广东省建筑设计研究院有限公司，广东广州 510010）

1 绿色建筑和暖通空调的定义

根据绿色建筑评价标准，绿色建筑是指在全寿命期内，节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度地实现人与自然和谐共生的高质量建筑。标准还提出了绿色性能的概念：涉及建筑安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约（节地、节能、节水、节材）和环境宜居等方面的综合性能。空调系统，是对空气进行调节的通风系统，与周边环境相结合，将建筑内部释放出的空气，进行过滤、净化、排放。随时代发展，越来越多建筑项目对绿建有更高的要求。我国过去大多数的空调技术，只是考虑保证现行规范下限要求，而随着绿色建筑评价标准的使用和推行，不单单对气温和湿度有要求，还对过滤有害物质，净化室内空气有着更高的标准。现在的暖通空调设计应以创造适合人类居住和生活的舒适环境为目标。

2 绿色建筑技术在暖通空调设计中的应用原则

2.1 循环性原则

在进行新型的暖通空调技术应用时，必须遵循循环性的应用原则。这项原则要求对暖通空调系统的各个零部件进行回收利用，并且对这些零部件进行分类整理。在整理的过程中如果发现存在能够继续利用的零部件，就要将其统一回收，收纳到循环可用的系统环境中。如果零部件无法进行循环利用，就要对其进行加工和处理。可以将一些废弃的物品转化为后续的生产原料，实现变废为宝的应用原则。但是在对这些零部件进行处理的过程中要明确，并非所有类型的材料都能进行回收和利用，一些岩棉和玻璃钢等应用成本比较高的材料无法进行回收和利用。又如过程中的冷却水，可采取设置平衡管、加大集水盘或设置平衡水箱的方式，避免冷却水泵停泵时冷却水的溢出。因此在对系统进行设计的过程中，必须对这些材料的使用进行严格的限制。设计人员在应用这项新型技术时，要严格按照新型技术的应用原则进行系统的设计，要保证系统在运行的过程中更加节能环保。而且要尽可能提高材料的回收利用率，才能保证系统的运行效果更好，避免在进行系统设计和安装的过程中出现资源浪费等情况。

2.2 节能性原则

将暖通空调技术应用到绿色建筑物的建设过程中，应以实现节能和环保的建设为原则选择暖通空调系统所采取的形式。在现科技可行的前提下，设计中具体可采取：①不采用电加热设备为供暖空调系统的供暖热源和空气加湿热源（现行绿建标准已对该项作明确要求）；②采取全新风运行措施降低过渡季节通风与空调系统能耗；③按房间的朝向、功能及使用时间等要素细化空调系统管理区域。对系统进行分区控制；④合理选配空调冷、热源机组台数与容量，制定实施根据负荷变化调节制冷（热）量的控制策略，且空调冷源的部分负荷性能符合现行国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB 50189—2015）的规定；⑤水系统、风系统采用变频技术，且采取相应的措施，使风系统和水系统保持水力平衡。

而在进行技术应用的过程中，离不开暖通空调系统的建设，这项系统指的不仅是空调设备，还包含具体的施工方案。在对设备的类型进行选择和安装时，要对各个环节进行具体的规划，其中还包含后期的系统检修和养护等工作。在对系统进行建设时，要对周边的环境影响情况进行统一的调控。从表面上来看，将这项技术应用到绿色建筑的建设中，可以对系统的设计方案进行优化和完善，但也在一定程度上提高了系统安装的成本。实际上，系统在运行的过程中，如果系统的性能不断地优化，就可以降低运行成本。这两项成本在系统具体使用的过程中是可以相互抵消的，因此从主体上来看这项新型的技术与其他技术形式相比较，所节约的成本更多。尤其是这项技术与绿色建筑的建设相结合之后，甚至可以抵消掉50%的运行成本。施工企业一定要认识到这项技术应用的重要性，在进行工程建设的过程中，要将新型的暖通空调技术融合到绿色建筑建设的各个环节中。在对其进行具体的设计时，也要严格遵循节能性的建设原则。只有这样才能保证设计出来的暖通空调系统在应用时更高效节能，为主机的运行提供良好的支持。

2.3 回用性原则

在进行绿色建筑工程建设时，整个建筑系统的回收利用都离不开暖通空调系统的设计和建设。因为暖通空调系统内部的各个零件都比较独立，在应用的过程中绝大部分的零部件都可以进行拆卸。如果系统在长期使用之后，一些个别的零部件无法继续使用，出现老化的现象，就需要对系统的管材和运行设备以及原材料进行检修和养护，这些操作也不影响后续的回收利用。因此在进行空调系统设计的过程中，必须遵循回应性的建设原则，在应用新型暖通空调技术时，也要遵循这项原则进行具体的操作，才能保证系统的使用寿命能够不断延长，为系统的养护和检修工作开展奠定良好的基础。在进行暖通空调系统设计时，设计人员可以应用一些新型的材料。在进行材料选择的过程中，必须保证这些材料的应用符合节能环保的要求，尤其是在对这些材料进行更换时，要保证更换下来的材料能够重新利用。因为暖通空调系统在使用一段时间后就会出现老化等现象，一些零部件需要进行及时的更换，才能保证系统能够始终保持稳定的运行状态。在对这些零部件进行更换时，会花费较高的维修费用，施工企业要想节约建设成本，就要尽可能选择一些可回收利用的绿色环保材料进行系统的建设。在进行具体操作时，施工人员也要对这些材料的使用要求进行深入的了解，要严格遵循回用性原则对这些材料进行安装。

3 绿色建筑技术在暖通空调设计中的应用方法

3.1 太阳能暖通节能技术的应用

太阳能本身是一种可再生资源，而且是自然界中最主要的热能以及光能，还属于清洁型能源，因此，其在绿色建筑中的有效应用，不仅能够节省不可再生能源的使用，还能够在较大程度上避免环境污染问题的出现。对于太阳能暖通技术来说，其自身的主要工作原理就是结合实际情况，合理使用集热设备对太阳辐射热量予以有效采集，通过换热设备加热热水，制取的热水可以作为建筑物暖通空调系统热源供应建筑物所需热负荷，也可以作为生活热水提供生活用热负荷。这样既能够节省传统能源消耗，还能够取得良好的供暖效果。

3.2 能耗传输的设计

在暖通空调系统运行期间，可以发现暖通空调使用的能源有很大的一部分损耗在系统传递上，为了尽可能的获得良好的节能效果，在设计的过程中应特别注意冷量在传输中的散失，如：①合理布置空调系统主机位置，尽量缩短输送管道长度；②减少管道翻弯，以减少管道局部阻力；③与建筑专业配合，合理布置管道路由，以减少管道需要设置的阀门；④与先进厂家多多深入研究，多接纳并使用新技术等。

3.3 建筑热工性能

建筑热工影响空调的能耗，对空调的效果也有很大的影响。为保证空调使用效果，应注重建筑物的保温性、气密性等方面。假如此类项目出现问题，将消耗巨量的能源，才能达到让用户满意的室内温度。另外还需在气密性较差的部位，选择合适的建筑材料，提升建筑内部的密封性能，降低空气渗透对空调效果的影响。

3.4 地源热泵系统

地源热泵系统是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统，如图1 为地源热泵系统示意图。地源热泵系统利用的是地球表面浅层地热资源（通常小于400m 深）作为冷热源，因此十分符合节能减排的原则。地源热泵系统在夏季利用热泵吸收土壤中的热量进行制冷工作，降低冷却塔制冷的能耗，同时还能承担部分的制冷的负荷，从而让暖通空调处于高效运行的状态。在冬天，暖通空调在地源热泵作用下可以将热泵系统直接与供暖系统相连接，这样便能有效地缩减供热工作中的能耗，有效地降低制热工作消耗的无用能源，达到良好的节能效果。

图1 地源热泵系统

3.5 对自然风进行充分利用

暖通空调系统在节能设计方面，除了运用新技术降低能源消耗外，也不能忽视对于自然风的利用。在绿色建筑中提高自然风的运用比例，不仅可以有效降低暖通空调系统在运行时的压力，而且可以减少系统运行时产生的能源消耗，更符合节能环保的要求。这就要求我们首先要做好现场的勘察工作，收集当地的自然气候等数据，结合建筑自身的门窗等结构进行合理的布局，提高自然风的通风效率，以更好地达到利用自然风对室内进行除热、除湿的效果，从而有效减少暖通空调系统在运行时产生的能量损耗。通过建筑设计来实现对风力方向和风速的调节，保障自然通风效果的同时，还能降低暖通空调系统的能源消耗。此外，还可以通过新风系统的优化，增强自然通风时对室内空气达到的净化效果。

4 结语

综上所述，随着我国绿色环保相关理念的兴起，更多的工程项目需要进行绿色建筑评级，我们作为暖通空调设计师，在设计过程中应将绿色建筑技术与暖通空调的设计和应用加以结合，结合建筑周围的环境条件，采取合适系统方案的前提下，进一步减少传统建筑空调的耗能，提高暖通空调的资源利用率。