暖通空調(diào)設(shè)計在綠色建筑中的運用

王昱凱

摘要：對于建筑而言，暖通空調(diào)是指負責(zé)室內(nèi)采暖、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備。該系統(tǒng)能控制室內(nèi)空氣的溫度、濕度，提高室內(nèi)環(huán)境舒適度，是大型建筑中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。暖通空調(diào)是實現(xiàn)綠色建筑、功能建筑、環(huán)保建筑和低碳建筑的重要基礎(chǔ)，所以應(yīng)當(dāng)在暖通空調(diào)設(shè)計環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)“綠色、環(huán)保、低碳”理念，使其始終貫穿于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的各個環(huán)節(jié)位，切實反映出綠色建筑發(fā)展理念。在暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)明確綠色建筑設(shè)計基本理念，掌握綠色建筑內(nèi)容，善于把握綠色建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計原則，從而在建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，以各種節(jié)能環(huán)保技術(shù)來降低暖通空調(diào)的能耗，充分體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計理念。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)技術(shù);綠色建筑;設(shè)計;應(yīng)用

1綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計需要堅持的原則

第一，回收。指的是暖通空調(diào)系統(tǒng)的各個材料和零部件都可以進行回收，回收是指對材料與零部件進行分類回收，而不是籠統(tǒng)回收;第二，節(jié)能。節(jié)能不僅指節(jié)約能源，還要節(jié)約材料。從整個空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部所涉及到的水泵、制冷機、控制系統(tǒng)等各結(jié)構(gòu)的投資過程，控制其原材料和能源涉及材料的投資費用和運行費用。而對于現(xiàn)代新型綠色建筑來說，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計、應(yīng)用，還要與綠色建筑物內(nèi)的圍護結(jié)構(gòu)、室內(nèi)照明等系統(tǒng)互相結(jié)合、互相協(xié)調(diào)、互相關(guān)系;第三，回用。綠色建筑中整個系統(tǒng)的回用都與暖通空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。其暖通空調(diào)系統(tǒng)中的各部分都有相對的獨立性，大多數(shù)零部件可以進行拆卸。經(jīng)過一定時間的運行后如果某個局部結(jié)構(gòu)報廢了，其中的運行設(shè)備、管材等非運轉(zhuǎn)件或者材料經(jīng)過一定的保養(yǎng)和維修，仍可進行回收再用;第四，循環(huán)利用。經(jīng)過以上暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備材料的回用和回收，廢料經(jīng)過專門的處理后要可以再生，實現(xiàn)從原料到產(chǎn)品到廢料最后再變?yōu)樵系拈]環(huán)良性循環(huán)。對于巖棉、玻璃鋼等相對成本較高但卻不能回收利用的原料，在設(shè)計時就要盡量少用，最大限度的限制其使用量。

2綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)

2.1被動式方式

（1）利用自然通風(fēng)。自然通風(fēng)涉及因素較多，因此比較難以實現(xiàn)有組織的自然通風(fēng)。但是可通過利用計算流體力學(xué)軟件與能耗分析軟件，并借助于先進的自動控制系統(tǒng)，使自然通風(fēng)簡單易行。在過渡季節(jié)，有組織的自然通風(fēng)能夠為室內(nèi)提供新鮮空氣，并有效降低室內(nèi)溫度。同時在高溫天氣時，充分利用夜間進行自然通風(fēng)，使建筑圍護結(jié)構(gòu)與室內(nèi)家具的蓄熱量得到有效降低，從而使白天空調(diào)的啟動負荷大大降低。實踐發(fā)現(xiàn)，在夜間進行充分的室內(nèi)通風(fēng)，能夠使白天室內(nèi)的溫度降低至2～4°。對于外窗無法開啟或雙層、三層的玻璃幕墻，可通過間接自然通風(fēng)，將室內(nèi)空氣引入雙層玻璃的夾層，然后排放到室外。

（2）控制太陽輻射。太陽輻射對于建筑暖通空調(diào)技術(shù)而言有利也有弊：首先，提高太陽光進入室內(nèi)的輻射量，可以充分利用太陽輻射熱能，減少冬季暖通空調(diào)的采暖負荷，并能充分利用晝光照明，降低室內(nèi)電氣照明的能耗。但是在夏季，太陽輻射量的增加又會導(dǎo)致室內(nèi)日間空調(diào)冷負荷升高。因此必須對太陽能輻射能量進行有效控制。首先，選擇節(jié)能玻璃。優(yōu)先選擇雙層玻璃、Low-E玻璃、鍍膜玻璃，使可見光能夠順利穿過，并對長波輻射進行有效遮擋，提高溫室效應(yīng)。其次，應(yīng)用內(nèi)置百葉技術(shù)。雙層玻璃夾層中空腔安裝百葉，百葉的角度可通過光電或磁力控制而發(fā)生改變，從而對直射光進行有效遮擋，并使可見的散射光通過。另外，布置建筑外遮陽板。將外遮陽板結(jié)合太陽能電池，起到降低室內(nèi)空調(diào)負荷的目的，同時為室內(nèi)提供照明能源，實現(xiàn)了照明與空調(diào)負荷的有效協(xié)調(diào)。

2.2主動式方式

（1）冷輻射吊頂系統(tǒng)。冷輻射吊頂系統(tǒng)主要是利用銅盤管內(nèi)循環(huán)的冷水和熱水，對室內(nèi)的人們、地面、墻面及電氣設(shè)備等提供冷熱輻射，實現(xiàn)對室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，并達到制冷或供暖的效果，并由獨立的新風(fēng)系統(tǒng)滿足室內(nèi)的通風(fēng)換氣需要（如圖1）。冷輻射吊頂系統(tǒng)搭配獨立新風(fēng)系統(tǒng)，能合理控制室內(nèi)濕度，提高室內(nèi)舒適度，并能緩解冷輻射吊頂系統(tǒng)的室內(nèi)空氣結(jié)露問題，因此合理搭配新風(fēng)系統(tǒng)就顯得尤為重要。

在夏季工況時，將比常規(guī)溫度稍高的冷水即高溫冷水，溫度約為16℃-18℃，通入輻射板銅盤管管網(wǎng)格柵，使得吊頂板的溫度處于較低的狀況，并通過輻射的作用抵消室內(nèi)的熱量，以為人們提供較為舒適的室內(nèi)環(huán)境。在冬季工況時，將比常規(guī)溫度稍低的熱水即低溫?zé)崴?，溫度約為35-40℃，通入銅盤管管網(wǎng)格柵，使得吊頂板的溫度處于較高的狀況，并為室內(nèi)傳遞熱量，達到取暖的效果。在應(yīng)用冷輻射吊頂系統(tǒng)時，應(yīng)注意以下幾點問題：首先，應(yīng)用冷輻射吊頂系統(tǒng)的建筑，應(yīng)做好室內(nèi)的遮陽避免太遠輻射影響輻射空調(diào)的效果;其次，我國南方地區(qū)溫度高、氣候潮濕，因此必須采取合理的措施防止吊頂板結(jié)露;另外，合理組織通風(fēng)，控制室內(nèi)空氣流速，以提高室內(nèi)人員的舒適度。

（2）置換式通風(fēng)系統(tǒng)。置換式通風(fēng)系統(tǒng)中，新鮮空氣通過調(diào)整后，通過利用下送風(fēng)或頂回風(fēng)的方式送入室內(nèi)工作區(qū)，然后在密度差的作用下，使得冷氣流由于較大的密度而向下流動，并在地板區(qū)域的位置形成溫度適宜、空氣清新的空氣湖，熱氣流（向上）與冷氣流（向下）形成對流氣流向上部運動，并在房建頂部的排風(fēng)口處排出室外。根據(jù)羽流原理，室內(nèi)流場分成了下部低溫單向流動區(qū)以及上部紊流混合區(qū)，上下兩個區(qū)域形成一個熱力分層高度，而通過合理控制這一高度值，就能使室內(nèi)的空氣質(zhì)量得到保障，實現(xiàn)建筑的節(jié)能降耗功效。在進行置換通風(fēng)系統(tǒng)的安設(shè)時，應(yīng)符合以下要求：首先，置換通風(fēng)器附近不能有體積較大的障礙物影響送風(fēng);其次，置換通風(fēng)器較宜靠外墻或者是外窗的位置;另外，冷負荷較高的情況下，應(yīng)根據(jù)要求安設(shè)多個置換通風(fēng)器;此外，室內(nèi)置換通風(fēng)器的安設(shè)時，整體布局應(yīng)與室內(nèi)的整體空間相互協(xié)調(diào)。

（3）地源熱泵。它是利用地下淺層的地?zé)豳Y源進行制冷和供熱的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)，地?zé)豳Y源包括地表水和地下水，輸入少量的電能將低溫位熱能轉(zhuǎn)換為高溫位熱能。在冬天時可以發(fā)揮地?zé)崮茉吹淖饔霉┦覂?nèi)采暖，而夏天則把室內(nèi)的熱量提取出來釋放到低能中。其工作原理是利用地源熱泵通過相應(yīng)的封閉管道從地表下收集熱量，再由環(huán)路內(nèi)的循環(huán)水把熱量傳輸?shù)绞覂?nèi)。

3結(jié)語

總之，隨著全球氣候的變暖，環(huán)境和污染問題日益突出，備受關(guān)注。因此，在建筑設(shè)計暖通空調(diào)設(shè)計的時候，要注重可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，堅持綠色暖通空調(diào)設(shè)計理念，實現(xiàn)資源的有效降低。同時，材料要選擇綠色無污染的，促進和保證環(huán)境品質(zhì)的提高。

參考文獻

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