淺析綠色建筑與暖通空調(diào)設(shè)計

姚振興　王青松　張恒

摘要：隨著社會的發(fā)展，人們對居住環(huán)境的要求也是越來越高，為響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，本文將對綠色建筑進行論述，簡要說明綠色建筑的要點，重點討論了人們比較關(guān)心的暖通空調(diào)的設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：綠色建筑；暖通空調(diào)；設(shè)計原則

一、前言

在社會進步的同時，人們對生活質(zhì)量的要求也是越來越高，對健康程度的重視程度也是如此，所以綠色環(huán)境的建設(shè)就成為了目前迫在眉睫的事情。綠色施工是指在施工過程中注意材料的使用，以及對施工過程的管理，盡可能把對人體有害的物質(zhì)使用率降到最低，利用綠色設(shè)計充分實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展目標，在設(shè)計過程中充分利用各種自然因素，降低能源消耗并合理設(shè)計暖通空調(diào)，不濫用空調(diào)系統(tǒng)，實現(xiàn)人與社會的可持續(xù)發(fā)展。

二、簡要論述綠色建筑

綠色建筑是在可持續(xù)、綜合性發(fā)展原則基礎(chǔ)上提出的，它結(jié)合當?shù)氐淖匀画h(huán)境、地理環(huán)境，充分運用高新科學(xué)技術(shù)以及建筑學(xué)、生態(tài)學(xué)理論，合理安排建筑物與其他因素之間的相互關(guān)系，并進行實時操作，從而最大限度地節(jié)約水資源、土地資源、能量資源等各種資源，降低污染、保護環(huán)境，更好地為人們提供安全、舒適的建筑物使用空間，促進建筑與自然的和諧相處。綠色建筑，顧名思義其核心是為了進一步降低對環(huán)境的污染、降低對各種資源的消耗，充分利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)提高建筑物品質(zhì)。綠色建筑是未來社會發(fā)展所必須的建筑形式，也是講究效率、健康舒適、節(jié)能環(huán)保的生活方式。現(xiàn)階段，我國的建筑總面積已經(jīng)超過了400多億平方米，預(yù)計到2020年建筑物總面積會超過700多億平方米，我國建筑業(yè)未來發(fā)展前景非常樂觀。但是，建筑需要耗費大量的人力、物力、財力，在建筑物的建造以及使用過程中，會消耗約30%的總能源，消耗16.7%的使用材料，消耗47%的城市用水。綠色建筑在整體上體現(xiàn)的是一種人與自然的和諧、可持續(xù)的發(fā)展理念，為人們呈現(xiàn)出的是一幅安全、健康、舒適而溫馨的畫面。

綠色建筑之所以越來越受到人們的青睞，是因為它的身上有著傳統(tǒng)建筑無法比擬的優(yōu)勢，它使用了天然的施工材料，最大限度的節(jié)約資源，做到愛護環(huán)境為第一，減少污染，凈化空氣和環(huán)境質(zhì)量。讓人、建筑和環(huán)境和諧發(fā)展，共同生存。其內(nèi)涵可以說成是減少了材料運用的高負荷，節(jié)省了資源的使用，為人們提供了一個舒適、健康、安全可靠的生態(tài)環(huán)境空間。讓舒適的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，能源消耗降低，人們的生活質(zhì)量也在不斷提升。

三、暖通空調(diào)設(shè)計的原則與要求分析

暖通空調(diào)有采暖、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)三個重要功能，且功能之間相互聯(lián)系，是為了在合理通風(fēng)、運轉(zhuǎn)、安裝下，提供優(yōu)良的室內(nèi)空氣品質(zhì)與舒適溫度。暖通空調(diào)提供良好的通風(fēng)功能，降低空氣滲透，有效維持不同房間或房間內(nèi)外的壓力關(guān)系、空氣分布。隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)明，其在多個國家、多個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在綠色建筑體系要求下，暖通空調(diào)設(shè)計需要貫徹環(huán)保型原則，從而更好地為綠色建筑提供高質(zhì)量、環(huán)保特性，使綠色建筑更深入人心。

1、暖通空調(diào)設(shè)計的原則

（1）綠化性原則。首先，對材料的選擇要注意環(huán)保性，一旦材料選擇不當，會對暖通空調(diào)性能造成嚴重影響，甚至阻礙整個暖通系統(tǒng)的正常運行，進而造成嚴重的環(huán)境污染與資源浪費。因此，要就地取材，重視材料的選擇，多使用可再生資源，盡量選擇環(huán)保、質(zhì)優(yōu)的保溫材料，嚴禁使用HCFCS與CFCS。其次，便于回收與再利用。暖通空調(diào)設(shè)計與綠色建筑的回收再利用有密切關(guān)系，所以說，暖通空調(diào)需要為獨立的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，大部分零部件能夠更換、拆卸。眾所周知，暖通空調(diào)的系統(tǒng)比較龐大，在運行中會不可避免地出現(xiàn)各種問題，能夠通過零部件拆卸，進行設(shè)備的保養(yǎng)與維修，促進其可回收利用。

（2）節(jié)能性原則。綠色建筑最基本的要求就是最大限度地減少能源消耗。因此，在暖通空調(diào)設(shè)計時，需要充分考慮到制冷系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)的消耗能源問題，注意建筑物內(nèi)外部環(huán)境的協(xié)調(diào)一致性，盡可能使用高性能材料與可再生材料，提高原材料的使用效率，從而降低環(huán)境污染與能源浪費。

（3）再循環(huán)利用原則。保護環(huán)境、節(jié)約資源的重要途徑就是循環(huán)再利用，這不等同于原材料的重復(fù)性使用，而是將暖通空調(diào)系統(tǒng)中報廢的材料、設(shè)備統(tǒng)一進行回收，再輸送到相應(yīng)工廠，變廢為寶，進行再循環(huán)利用，有效實現(xiàn)原材料、產(chǎn)品、廢品、原材料良性運轉(zhuǎn)的過程。

2、綠色建筑系統(tǒng)暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)

（1）被動太陽輻射

設(shè)計被動太陽輻射的最重要目的是為了最大限度地有效利用能源資源，并提高人們的舒適性能。強調(diào)了建筑設(shè)計的重點：把風(fēng)機、電氣泵等高效能的設(shè)備與被動設(shè)計環(huán)節(jié)相聯(lián)系（增加熱量、增加光照、適量窗戶、高效維護、設(shè)計選址等），最大限度降低建筑耗能。被動太陽輻射，有效平衡了建筑的通風(fēng)系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、供冷系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)。被動太陽設(shè)計，指的是將陽光和空氣在適合的時間進行存儲與冷熱空氣的分配。這對暖通空調(diào)的設(shè)計有利也有弊：一方面，通過太陽輻射設(shè)計，能夠響應(yīng)增加室內(nèi)的太陽輻射，充分利用晝光、降低電能消耗，進而降低空調(diào)夏季制冷負荷以及冬季采暖負荷。另一方面，太陽輻射被動設(shè)計會導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)日射冷負荷的提高。從整體上說，被動太陽輻射適用于大部分大型建筑以及小型建筑，非常適合重大項目工程的改造以及新建工程?，F(xiàn)階段，美國的酒店、倉庫、學(xué)校、辦公樓、機場、圖書館等等，都廣泛應(yīng)用太陽輻射設(shè)計。所以說，在綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計中，必須要首先考慮被動太陽輻射，綜合協(xié)調(diào)建筑專業(yè)與暖通專業(yè)的力量統(tǒng)統(tǒng)實現(xiàn)。具體操作有以下四方面：第一，有效改善窗際環(huán)境與外圍負荷控制，除了使用一般的智能窗、節(jié)能窗、通風(fēng)窗之外，積極開發(fā)圍護結(jié)構(gòu)，進一步調(diào)整外部負荷能力。第二，充分利用建筑物中庭，將自然風(fēng)以及晝光積極引入建筑物中。第三，設(shè)計建筑物外遮陽板是最為簡易的方式，還可以把太陽能電池與外遮陽板充分結(jié)合，在減少空調(diào)負荷的同時，為照明系統(tǒng)提供能源。第四，引入可見光的同時，遮擋對周圍地區(qū)的直射，提高照明質(zhì)量。上述措施有效解決了空調(diào)負荷與晝光照明之間的矛盾。

（2）有效利用自然通風(fēng)

在綠色建筑系統(tǒng)中，利用自然通風(fēng)是改善空氣質(zhì)量、降低能耗的重要措施。充分利用計算機技術(shù)以及相關(guān)軟件分析，進行自然通風(fēng)設(shè)計。比如說，日本很多建筑物都采用自然通風(fēng)系統(tǒng)，有效避免了過渡季節(jié)的空調(diào)使用。夏季晚上停運空調(diào)后，有效吸入夜間冷空氣，降低空調(diào)的啟動負荷。英國設(shè)計人員通過五個煙囪的設(shè)計，在無風(fēng)環(huán)境下，充分利用煙囪頂部引風(fēng)機以及煙囪效應(yīng)，將新鮮空氣帶入室內(nèi)。

（3）優(yōu)化冰蓄冷系統(tǒng)

通過優(yōu)化冰蓄冷系統(tǒng)，能夠進一步降低電能用量，降低能耗，提供高經(jīng)濟效益。在夜間，把冷量在水中蓄積，在白天用電高峰期釋放冷量，降低電費開支。同時，冰的蓄冷量要超過水蓄冷量，且熱損失比較小。在1℃～4℃冷水環(huán)境下，可降低風(fēng)機動力，采用低溫送風(fēng)，有效起到制冷調(diào)節(jié)的效果。整個系統(tǒng)COP值不斷提高，特別是夜間溫度較低時，COP更高。制冷機處于滿負荷狀態(tài)，設(shè)備利用率、工作效率大幅度提高。

（4）應(yīng)用地源熱泵

地源熱泵在解決制冷、供熱等方面，有著顯著的節(jié)能優(yōu)勢與經(jīng)濟優(yōu)勢。相比于空氣熱源泵，其使用優(yōu)點更加顯著。地源熱泵系統(tǒng)不會對地下水質(zhì)、地面沉降造成影響，只會影響土壤溫度，是現(xiàn)階段比較完善的散熱、取熱方式，對環(huán)境影響比較小。埋在地下的換熱器是導(dǎo)致土壤溫度變化的根本原因。為了最大限度保證埋管的排除熱量與吸收熱量平衡，保證高效運作，可以在非常寒冷的地區(qū)增加太陽能輔助供熱設(shè)備。

四、結(jié)語

根據(jù)上文所述，本文以綠色建筑的現(xiàn)狀開始分析，重點對綠色建設(shè)中的暖風(fēng)設(shè)計進行重點說明，積極響應(yīng)我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，用綠色建筑來使人們享受高品質(zhì)的生活。

參考文獻：

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