暖通空調(diào)設(shè)計(jì)在綠色建筑中的運(yùn)用

齊亞茹 任美桃

（榆林學(xué)院， 陜西 榆林 719000）

溫室效應(yīng)加劇為人們敲響了保護(hù)環(huán)境的警鐘，各行各業(yè)都在努力節(jié)能減排，建筑行業(yè)亦是如此。綠色建筑設(shè)計(jì)是建筑行業(yè)節(jié)能減排的主要設(shè)計(jì)理念，該設(shè)計(jì)理念與可持續(xù)發(fā)展理念十分一致[1]。在綠色建筑室內(nèi)環(huán)境調(diào)控方面，主要以暖通空調(diào)為主，結(jié)合地區(qū)環(huán)境與氣候特征設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的溫控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅具備溫度調(diào)控功能，而且還具備空氣交換功能[2]。通過集成性的溫控與空氣交換系統(tǒng)對建筑環(huán)境進(jìn)行綜合性調(diào)節(jié)能夠降低能源消耗，提升建筑的節(jié)能效果，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的意義

在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，能源的消耗速度非?？?，很多國家都面臨著很大的能源供應(yīng)壓力。與此同時(shí)，能源浪費(fèi)問題廣泛存在，人們?yōu)榱双@得良好的環(huán)境體驗(yàn)感，在建筑內(nèi)安裝大量的制冷與供暖設(shè)備，而這些溫控設(shè)備的不合理應(yīng)用導(dǎo)致大量能源被浪費(fèi)，進(jìn)而增加了能耗[3]。溫控系統(tǒng)在建筑能源總消耗量中占據(jù)了非常大的比重，隨著城市化進(jìn)程推進(jìn)，將會有更多的建筑出現(xiàn)，這意味著溫控設(shè)備的應(yīng)用比例將會繼續(xù)上升。如果不采取措施控制建筑溫控系統(tǒng)的建設(shè)，能源浪費(fèi)問題將會日益突出[4]。所以優(yōu)化暖通空調(diào)設(shè)計(jì)，可以降低能源消耗量，提升能源的利用率，解決綠色建筑能源短缺問題，這對于緩解能源供應(yīng)問題發(fā)揮了重要作用。因此，深入探析暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)利國利民的工作。

2 暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)原則

想要確保綠色建筑理念得到更好的落實(shí)，則需要在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中遵循一定的設(shè)計(jì)原則。在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該切實(shí)將節(jié)能環(huán)保理念深度融入其中，確保整個(gè)設(shè)計(jì)流程的科學(xué)性。首先，要滿足綠色建筑設(shè)計(jì)要求，確保暖通空調(diào)的基本功能得以實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上滿足節(jié)能環(huán)保要求；其次，暖通空調(diào)系統(tǒng)布局應(yīng)該與綠色建筑設(shè)計(jì)的其他結(jié)構(gòu)布局協(xié)調(diào)，不僅要保障使用安全，還要保障人們的環(huán)境體驗(yàn)度得到提升；第三，注重環(huán)保理念，盡量減少暖通空調(diào)運(yùn)行產(chǎn)生的環(huán)境污染，例如氣體污染、噪聲污染、熱能污染等；第四，立足于能源消耗角度思考暖通空調(diào)能源應(yīng)用問題，發(fā)揮出可再生能源應(yīng)用的優(yōu)勢，繼而提升能源利用率；第五，建立以“節(jié)能—回收—循環(huán)利用”為主的循環(huán)模式，盡可能將資源利用價(jià)值發(fā)揮到最大，解決資源浪費(fèi)問題，從而降低能源消耗[5-6]。

3 暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在建筑環(huán)境優(yōu)化中，暖通空調(diào)扮演著重要角色，其不僅可以科學(xué)地調(diào)控建筑室內(nèi)溫度，還能夠動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)建筑室內(nèi)外空氣交換，為人們提供良好的室內(nèi)環(huán)境，滿足人們的體驗(yàn)要求。綠色建筑的核心在于節(jié)能減排，通過新技術(shù)、新材料以及新方法使得部分建筑結(jié)構(gòu)的能耗降低，所以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，要注重能源利用與節(jié)約的問題，盡可能減少能源使用，提升能源應(yīng)用效率。因此暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)要遵循以下幾點(diǎn)要求。

3.1 綠色環(huán)保要求

綠色環(huán)保是綠色建筑設(shè)計(jì)中重要的理念，所以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中也需要將綠色環(huán)保要求貫徹落實(shí)下去。要求暖通空調(diào)系統(tǒng)盡量以低污染或者零污染的設(shè)備為主，在材料選擇上主要以循環(huán)再生材料為主。特別是空調(diào)的制冷系統(tǒng)，應(yīng)該盡量減少對環(huán)境污染性高的制冷劑的應(yīng)用，采用新型的環(huán)境友好制冷劑進(jìn)行制冷，降低制冷系統(tǒng)運(yùn)行對生態(tài)環(huán)境造成污染。此外，對于空調(diào)系統(tǒng)材料選擇，應(yīng)該從整體上考慮暖通空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用后的維護(hù)保養(yǎng)，最好選用可維修類材料，減少材料更換帶來的資源浪費(fèi)問題，這樣不僅可以降低投入成本，也與綠色環(huán)保要求相符。

3.2 節(jié)能減排要求

實(shí)現(xiàn)高效的節(jié)能減排對于綠色建筑長遠(yuǎn)發(fā)展十分重要，所以暖通空調(diào)設(shè)計(jì)需要將節(jié)能減排的理念更好地體現(xiàn)出來。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)分析研究暖通空調(diào)節(jié)能減排問題，進(jìn)而給出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案?，F(xiàn)階段人們對資源依賴性非常大，所以資源消耗量在不斷增漲，資源匱乏問題成為全球性問題，傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)不僅需要消耗大量的電能，同時(shí)也導(dǎo)致了溫室效應(yīng)加劇。所以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量降低制冷、制熱與通風(fēng)過程中能源過度消耗問題，盡量通過最低的能源消耗實(shí)現(xiàn)最佳的控制目標(biāo)，這也是綠色建筑理念中重要的內(nèi)容，所以在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中應(yīng)該切實(shí)將節(jié)能減排理念遵循落實(shí)下去，從而為綠色建筑發(fā)展提供有力的保障。

3.3 循環(huán)利用要求

實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)需要做好多個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該始終將資源再利用的原則貫徹下去。特別是暖通空調(diào)運(yùn)行過程中的能源再利用，充分地將可重復(fù)利用的能源利用好，進(jìn)而減少資源的應(yīng)用量。實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)目標(biāo)是推動(dòng)綠色建筑長遠(yuǎn)發(fā)展的重要內(nèi)容，有助于人們更好地利用能源，避免出現(xiàn)更多浪費(fèi)問題，進(jìn)而將能源成本降低，這對于保護(hù)環(huán)境、推動(dòng)建筑行業(yè)長久發(fā)展產(chǎn)生了重要影響，也是新時(shí)代人們對于節(jié)能環(huán)保提出的新要求。

3.4 技術(shù)創(chuàng)新要求

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)屬于復(fù)雜的工作，不僅要滿足綠色建筑設(shè)計(jì)要求，還要在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用更多新的節(jié)能技術(shù)，通過技術(shù)創(chuàng)新更好地推動(dòng)節(jié)約環(huán)保發(fā)展，使得綠色建筑理念更加深入人心。在進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新時(shí)，要解決傳統(tǒng)技術(shù)能源浪費(fèi)問題，通過綜合性的調(diào)控使得建筑室內(nèi)環(huán)境得到控制，這種能源綜合利用的方式能夠減少不合理應(yīng)用方式造成的能源浪費(fèi)，這對于實(shí)現(xiàn)建筑綠色發(fā)展有著重要的意義，也是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中需要注意的問題。

4 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)屬于綜合性工程，需要考慮到多個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的優(yōu)化創(chuàng)新，通過更多科學(xué)的方式降低暖通空調(diào)運(yùn)行帶來的能源消耗問題以及環(huán)境污染問題，這樣才有助于綠色建筑理念深化落實(shí)，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)，推動(dòng)建筑行業(yè)綠色發(fā)展。

4.1 地源熱泵設(shè)計(jì)

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，地源熱泵的節(jié)能效果十分明顯，采用這種設(shè)計(jì)方法可以提升建筑的節(jié)能效果。在設(shè)計(jì)地源熱泵系統(tǒng)時(shí)，要考慮到地源熱泵設(shè)備是否會影響周邊的環(huán)境，尤其是對地下水的影響。在再生能源應(yīng)用方面，該設(shè)計(jì)方式較為典型，尤其是在制冷和供暖上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。采用地源熱泵技術(shù)能夠?qū)⒖照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行對自然環(huán)境的影響降低。在具體設(shè)計(jì)過程中，為了緩解設(shè)備對土壤溫度過度影響，通常會將換熱器的埋設(shè)方式設(shè)計(jì)為豎直埋設(shè)，由于換熱器性能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能效果，所以保障換熱器性能時(shí)刻處于最佳狀態(tài)能夠減少能源消耗，同時(shí)也可以使得土壤溫度保持在穩(wěn)定的水平。此外，借助于輔助設(shè)備優(yōu)化調(diào)整地源熱泵也能降低能源的消耗，在一些夏季炎熱的區(qū)域一般會應(yīng)用冷卻塔進(jìn)行冷卻處理，如果位于寒冷區(qū)域一般會應(yīng)用供熱設(shè)備維持設(shè)備溫度，進(jìn)而保障設(shè)備性能的穩(wěn)定。

4.2 自然資源利用

在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，自然資源利用十分重要，這也是一個(gè)重要的環(huán)保理念，并且不會出現(xiàn)污染環(huán)境的問題，同時(shí)也能獲得良好的節(jié)能效果，采用自然能源調(diào)控建筑溫度屬于清潔能源利用范圍。例如，在暖通空調(diào)中安裝太陽能利用設(shè)備，借助于設(shè)備實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換是太陽能源利用的主要形式，在建筑外部安裝集熱設(shè)備能夠收集自然熱能，設(shè)備連接在暖通空調(diào)系統(tǒng)上，能夠提供一定的能源補(bǔ)給，減少不可再生能源利用，通過熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)能夠?yàn)榻ㄖ覂?nèi)提供更多能源，然后將其輸送至采暖系統(tǒng)當(dāng)中，使溫度得到有效的控制。自然能源的形式有多種，除了太陽能外，還可以利用風(fēng)能進(jìn)行溫度調(diào)控，風(fēng)能的利用能夠降低室內(nèi)溫度，同時(shí)也能凈化空氣，進(jìn)而減少傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行帶來的能源消耗，利用自然能源供給暖通空調(diào)能源可以獲得良好的節(jié)能效果，推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展。

4.3 熱回收模式設(shè)計(jì)

暖通空調(diào)運(yùn)行會產(chǎn)生很多額外的熱量，而這些能量會散發(fā)到空氣中，如果熱量消散在空氣中，那么就會出現(xiàn)能源浪費(fèi)，所以在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)可以將額外的熱量回收再利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。想要實(shí)現(xiàn)熱量回收利用的目標(biāo)，需要采用先進(jìn)的技術(shù)收集這些熱能，設(shè)計(jì)師可以安裝熱收集系統(tǒng)，將收集到的余熱進(jìn)行發(fā)電，或者用于生活熱水等。所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到能源回收利用的問題，合理地設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)的每一環(huán)節(jié)，使得能源得到合理配置，提升能源利用率。

4.4 冷熱輸配設(shè)計(jì)

當(dāng)前很多新型節(jié)能空調(diào)設(shè)備出現(xiàn)在人們生活中，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)也更追求多元功能，不僅要保障空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還要保障空調(diào)系統(tǒng)的綠色環(huán)保性能。特別是冷熱輸配設(shè)計(jì)，需要采用新的設(shè)計(jì)模式，降低空調(diào)的輻射熱度，能夠保障空氣的濕度被控制在合理范圍內(nèi)，也緩解了空氣過于干燥給人們帶來的不適感，通過調(diào)節(jié)冷熱輸配模式能夠更好地使得暖通空調(diào)系統(tǒng)得到優(yōu)化創(chuàng)新，這對于綠色建筑發(fā)展十分重要，所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該深入研究暖通空調(diào)系統(tǒng)冷熱輸配系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)控，進(jìn)一步保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.5 冷熱負(fù)荷計(jì)算

在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，還需要做好冷熱負(fù)荷的精確計(jì)算工作，這是設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的內(nèi)容。所以在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)系統(tǒng)期間，提高冷熱負(fù)荷計(jì)算的精確性是非常必要的。在我國科技力量不斷增長的條件下，空調(diào)需求量不斷增加，并且對于空調(diào)性能的要求持續(xù)提高，具備較強(qiáng)的冷熱負(fù)荷調(diào)控能力，不僅可以促進(jìn)空調(diào)性能的提升，還能為人們提供更加良好的使用效果。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員一般情況下初步將冷熱負(fù)荷的指標(biāo)值確定下來，然后圍繞著這一指標(biāo)開展具體的設(shè)計(jì)工作。如果計(jì)算出的負(fù)荷值偏高，則可能出現(xiàn)冷熱源設(shè)備設(shè)施尺寸及能源消耗量均偏大的情況，從而造成能源的多余損耗，同時(shí)也使得投資成本增加。所以在確定暖通空調(diào)的冷熱負(fù)荷時(shí)需要進(jìn)行整體把控，將影響因素找出來，確定一個(gè)合理的指標(biāo)才能滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)最初設(shè)計(jì)目標(biāo)。

5 結(jié)束語

總而言之，暖通空調(diào)設(shè)計(jì)對于綠色建筑穩(wěn)定發(fā)展至關(guān)重要，由于暖通空調(diào)的能源消耗問題成為建筑能源消耗中的重要問題，這個(gè)問題直接影響綠色建筑發(fā)展，所以需要處理好暖通空調(diào)能源消耗問題，通過優(yōu)化調(diào)整使得暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)與綠色建筑理念更為協(xié)調(diào)。所以在設(shè)計(jì)建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，需要重視設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)內(nèi)容，明確節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過新技術(shù)與新材料優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。