探究暖通空調(diào)中綠色建筑的設(shè)計(jì)研究

王鑫 山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司

1 前言

隨著時(shí)代的發(fā)展，綠色節(jié)能的重要性越來越顯著，由于綠色建筑能夠最大化地提高人們生活的舒適度，還可以減輕對環(huán)境的污染和破壞程度，并且具備節(jié)能降耗的優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)，因此綠色建筑得到人們的青睞。隨著未來城市的不斷發(fā)展，綠色建筑將會(huì)越來越普遍，為了保證綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的有效應(yīng)用，相關(guān)人員應(yīng)對綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)進(jìn)行深入分析研究，積極進(jìn)行技術(shù)完善與創(chuàng)新，努力構(gòu)建綠色生態(tài)社會(huì)，促使綠色生活成為現(xiàn)實(shí)。

2 綠色建筑的主要特點(diǎn)

暖通空調(diào)在進(jìn)行安裝設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該符合綠色建筑的特點(diǎn)。綠色建筑節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，綠色環(huán)保建筑的使用周期長。當(dāng)綠色環(huán)保建筑的使用周期長的情況下可以有效地減少資源的浪費(fèi)。這項(xiàng)要求貫穿于綠色環(huán)保建筑的每一個(gè)環(huán)節(jié)。如規(guī)劃、施工、設(shè)計(jì)、材料的管理和使用等。例如，在施工的過程中，要考慮到成本和環(huán)保材料的運(yùn)用以及環(huán)保技術(shù)等方面。在進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)的過程中要關(guān)注建筑對周圍環(huán)境的影響，以及建筑與周圍環(huán)境的融合度。綠色環(huán)保的理念體現(xiàn)在綠色建筑工程的每一個(gè)方面。第二，資源節(jié)約方面。綠色建筑更加注重減少資源的浪費(fèi)。綠色建筑在室內(nèi)布局和材料使用方面更加注重環(huán)保和居住體驗(yàn)，體現(xiàn)出建筑、人以及自然三者之間的協(xié)調(diào)性。因此綠色建筑在施工的過程中會(huì)盡可能地減少劣質(zhì)材料的使用，并將周圍的自然元素，空氣、陽光等與建筑相融合，發(fā)揮出綠色建筑的環(huán)保性能。第三，綠色建筑的資源利用率高，綠色建筑不僅僅提高了房屋的居住性能，同時(shí)節(jié)約了施工成本，并兼顧了房屋的使用壽命和資源的再次利用，有利于減少資源的浪費(fèi)。目前，隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)與信息化技術(shù)進(jìn)行了完美的融合，在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過程中，加入了大量的軟件和硬件的設(shè)置，能夠?qū)囟鹊淖兓M(jìn)行調(diào)節(jié)，將用戶的居住溫度控制在一個(gè)舒適的范圍內(nèi)，并對溫度和濕度進(jìn)行隨時(shí)地調(diào)節(jié)，提高用戶居住的體驗(yàn)。

3 暖通空調(diào)技術(shù)在綠色建筑中的意義

在我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的同時(shí)，人們對生活質(zhì)量有了更高要求，建筑的舒適性越來越受關(guān)注，空調(diào)成為各種建筑中的標(biāo)配。在全球暖化的大環(huán)境下，空調(diào)的重要性更加突出，但是建筑空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)造成大量的電能消耗和溫室氣體排放，對自然生態(tài)環(huán)境有一定的危害，不符合國家提出的環(huán)保節(jié)能要求，應(yīng)通過有效手段對此種現(xiàn)象進(jìn)行改善。在這種情況下，綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到快速應(yīng)用和發(fā)展，已成為新時(shí)期建筑中的關(guān)鍵技術(shù)，也被作為體現(xiàn)建筑現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。可以預(yù)見，綠色節(jié)能暖通空調(diào)技術(shù)將會(huì)在綠色建筑建設(shè)中被廣泛應(yīng)用，這不僅是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，也是時(shí)代的發(fā)展趨勢。

4 暖通空調(diào)設(shè)計(jì)原則

4.1 綠色環(huán)保原則

隨著我國科技的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)的施工技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展。在城市化的熱潮下，人們對于居住的要求也越來越高，要求住宅盡可能地做到舒適。要提高住宅的居住質(zhì)量，暖通空調(diào)的安全性是一個(gè)重要的因素。然而，在當(dāng)下的社會(huì)背景下，若是提倡環(huán)保節(jié)能，必定會(huì)影響到一些污染性和資源消耗性企業(yè)的發(fā)展。因此，在進(jìn)行暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)時(shí)，要基于環(huán)保理念，提高資源的利用率，堅(jiān)持使用可再生資源，并堅(jiān)決抵制劣質(zhì)資源的運(yùn)用，提高暖通空調(diào)施工的質(zhì)量。

4.2 節(jié)約能源原則

環(huán)保節(jié)能是每一位公民應(yīng)盡的義務(wù)，而對于建筑行業(yè)同樣如此。尤其是綠色建筑，更應(yīng)該落實(shí)好環(huán)保節(jié)能這一理念。在暖通空調(diào)安裝的過程中，要始終把節(jié)能環(huán)保作為首要目的。建筑人員在進(jìn)行資源采購的過程中，要把關(guān)好施工材料，對所采購材料按照價(jià)格和分類進(jìn)行合理的分配使用。在這個(gè)前提下，可以更好地落實(shí)環(huán)保節(jié)能的理念，并減少了資源浪費(fèi)。也能使暖通空調(diào)實(shí)現(xiàn)正常功能的同時(shí)，提升住戶居住的體驗(yàn)。

4.3 資源可循環(huán)使用原則

在進(jìn)行綠色暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的過程中，要根據(jù)綠色建筑的結(jié)構(gòu)對暖通空調(diào)進(jìn)行具體的規(guī)劃，減少暖通空調(diào)安裝的過程中發(fā)生一些問題的概率，并保證在后期，暖通空調(diào)安裝工作的順利進(jìn)行。而暖通空調(diào)在安裝后，要定期對硬件設(shè)施進(jìn)行檢修，對出現(xiàn)問題的設(shè)備進(jìn)行更換。在施工后期，若是缺少對安裝的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在進(jìn)行檢修和硬件更換的過程中，會(huì)給工作人員造成一定的困擾，增加工作人員檢修的難度，同時(shí)加大了工作人員的工作量。而安裝設(shè)計(jì)還能延長暖通空調(diào)的使用年限。這種方法正好與資源循環(huán)利用的環(huán)保理念相符。

5 綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

5.1 可再生能源利用設(shè)計(jì)

在建設(shè)項(xiàng)目中，建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要是電能，電能在傳輸過程中會(huì)存在損失。目前來講，我國的電能生產(chǎn)方式主要是火力發(fā)電。雖然以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電也得以發(fā)展，但其主要是輔助作用，電能生產(chǎn)過程中仍會(huì)污染和破壞生態(tài)環(huán)境，不符合可持續(xù)發(fā)展的理念。因此，采取可再生能源設(shè)計(jì)措施能夠在降低能耗的同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境。目前常用的可再生能源利用技術(shù)包括地源熱泵技術(shù)和太陽能發(fā)電技術(shù)。

（1）地源熱泵技術(shù)。地源熱泵技術(shù)不需要消耗化石能源，也沒有過多的污染氣體排出來，不會(huì)有廢棄污染物質(zhì)產(chǎn)生。在建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中運(yùn)用地源熱泵系統(tǒng)可達(dá)到綠色、環(huán)保、節(jié)約能源的目的。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，地源熱泵技術(shù)通過地埋管的形式，對相應(yīng)孔井進(jìn)行填充埋藏，這樣不會(huì)對地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成損壞，還能將地?zé)崮茉催M(jìn)行轉(zhuǎn)變和獲取。夏季時(shí)，可將制冷獲取的熱能和轉(zhuǎn)變來的熱能通過相應(yīng)技術(shù)存儲(chǔ)到地下；冬季時(shí)，將夏季儲(chǔ)存在地下的能源進(jìn)行運(yùn)用，可最大限度地減少能源消耗，達(dá)到節(jié)能效果。（2）太陽能發(fā)電技術(shù)。在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，太陽能的應(yīng)用屬于被動(dòng)式設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員需對綠色建筑進(jìn)行人工被動(dòng)式設(shè)計(jì)，根據(jù)當(dāng)?shù)毓庹諚l件與建筑結(jié)構(gòu)，在合適位置安裝太陽能接收板，采集太陽能，將其轉(zhuǎn)化為熱力能源，供綠色建筑采暖。細(xì)化來說，在基于太陽能的暖通空調(diào)系統(tǒng)中，應(yīng)配置溫度控制器、熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)、換熱設(shè)備等硬件，在太陽能轉(zhuǎn)換為熱能后，通過熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)將熱能傳輸至換熱設(shè)備，再通過溫度控制器調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，營造舒適建筑環(huán)境。在陰雨天氣，建筑的暖通空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)切換至常規(guī)供熱設(shè)備，實(shí)現(xiàn)建筑穩(wěn)定、長期供暖。另外，對于大型綠色建筑，設(shè)計(jì)人員可優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，利用太陽能優(yōu)勢，將常規(guī)窗戶玻璃更換為內(nèi)置惰性氣體的雙層玻璃，吸收室內(nèi)熱量，減少暖通空調(diào)的使用，節(jié)約能源，滿足節(jié)能降耗要求。

5.2 自然通風(fēng)設(shè)計(jì)

自然通風(fēng)技術(shù)是使用最多的技術(shù)之一，能有效減少排煙系統(tǒng)的所需能量，并可將降低建筑內(nèi)部空氣循環(huán)系統(tǒng)中的耗能，使空氣質(zhì)量有所改善和提高。自然通風(fēng)技術(shù)包括熱壓通風(fēng)技術(shù)和風(fēng)壓通風(fēng)技術(shù)。其中，風(fēng)壓通風(fēng)技術(shù)能夠結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)，利用自動(dòng)調(diào)節(jié)的百葉窗等進(jìn)行氣流調(diào)節(jié)，從而使建筑內(nèi)部的通風(fēng)效果良好；熱壓通風(fēng)技術(shù)通過“煙囪效應(yīng)”，利用內(nèi)外空氣溫度熱壓差，使建筑內(nèi)部和外部的空氣進(jìn)行交換和改變。另外，也可以將風(fēng)壓和熱壓技術(shù)結(jié)合，對建筑的外形尺寸進(jìn)行深度設(shè)計(jì)管理，提升建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)程度，減少暖通空調(diào)運(yùn)行所需能源。自然通風(fēng)方式的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。

（1）熱壓通風(fēng)。熱壓通風(fēng)主要是依據(jù)建筑物的室內(nèi)外環(huán)境溫差和壓差，引導(dǎo)氣流、連續(xù)交換冷風(fēng)和室內(nèi)混濁氣體的效果。為了達(dá)到良好的自然通風(fēng)效果，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要盡可能地采用豎向空腔設(shè)計(jì)方法，以確保室內(nèi)混濁氣體通過建筑物頂部向外排放，并持續(xù)流入建筑物底部的室外冷空氣。此外，在建筑物頂部區(qū)域設(shè)置一個(gè)開口，以調(diào)節(jié)通風(fēng)效果和控制進(jìn)風(fēng)量。

（2）風(fēng)壓通風(fēng)。采用風(fēng)壓通風(fēng)時(shí)，應(yīng)綜合分析建筑朝向、各功能區(qū)分布格局、建筑周圍氣候條件等建筑結(jié)構(gòu)，采取各種設(shè)計(jì)措施，減少自然風(fēng)進(jìn)入建筑室內(nèi)空間時(shí)的空氣阻力。例如，要提升窗戶的空氣加速，提升建筑門窗構(gòu)件的開口面積，盡可能地使門窗處在統(tǒng)一的水平線上，安裝百葉窗等。

5.3 冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

與傳統(tǒng)冷系統(tǒng)相比，冰蓄冷系統(tǒng)具有能耗低、低溫送風(fēng)能耗低、蓄冷量大等優(yōu)點(diǎn)。在冰蓄冷系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于儲(chǔ)罐體積小，在目標(biāo)水平上起到了減少熱損失的作用。當(dāng)儲(chǔ)存的冷水溫度保持在2℃~3℃時(shí)，也可進(jìn)行低溫送風(fēng)運(yùn)行，以滿足建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行要求，降低風(fēng)機(jī)的運(yùn)行能耗。

5.4 提高綠色材料及技術(shù)應(yīng)用力度

在傳統(tǒng)的建筑施工模式中，一些建筑材料性能差、有害，不僅會(huì)污染和破壞周圍的生態(tài)環(huán)境，而且在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行故障后還會(huì)泄漏有毒氣體，對業(yè)主的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，例如CFC制冷劑。因此，設(shè)計(jì)人員在制定建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加各種綠色建筑材料的使用比例，逐步取代具有有毒、污染特性的傳統(tǒng)建筑材料。

5.5 改善建筑熱工性能

在一些建設(shè)項(xiàng)目中，由于建筑結(jié)構(gòu)熱性能較差，在暖通空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，建筑室內(nèi)空間的部分熱量繼續(xù)泄漏到室外環(huán)境中，難以形成恒溫的室內(nèi)環(huán)境。客觀上增加了建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷和總運(yùn)行時(shí)間。例如，建筑室內(nèi)環(huán)境中的熱量通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)、門窗構(gòu)件與墻體之間的間隙以及管道的入口和出口不斷向外傳遞。因此，設(shè)計(jì)人員在制定建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)注重提高建筑的熱性能，通過加強(qiáng)建筑的保溫性能，降低暖通空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗和運(yùn)行時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一是能夠提高綠色建筑材料的使用比例。例如，可以在建筑墻體結(jié)構(gòu)中鋪設(shè)一層新的墻體保溫材料，以增強(qiáng)建筑墻體的保溫性能。二是門窗構(gòu)件與建筑墻體結(jié)構(gòu)之間的縫隙應(yīng)密封，如用聚苯乙烯泡沫塑料填充縫隙。三是優(yōu)先安裝隔熱、氣密性好的窗戶，如雙層真空玻璃。在玻璃的中間設(shè)置一個(gè)沒有空氣的空間，起到隔熱作用。四是應(yīng)密封管道的入口和出口。例如，用密封材料填充管道和套管之間的區(qū)域。

6 結(jié)束語

在當(dāng)前建筑行業(yè)的發(fā)展過程中，生態(tài)環(huán)境受到了較大的破壞，基于國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，綠色建筑逐漸興起。暖通空調(diào)是綠色建筑中的能源消耗大戶，因此在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過程中需要遵守節(jié)能減排的理念，確?？照{(diào)設(shè)計(jì)與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)相符合，實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約。