绿色建筑中暖通空调设计

李嫄 徐饱歧

摘要：绿色建筑提倡以人为本，是一种亲近环境、自然舒适、健康安全的而且是有效利用资源和能源的一种建筑。本文针对绿色建筑暖通空调设计中的问题，提出了自己的看法。

关键词：绿色；暖通；节能；设计

前言

绿色建筑指的是充分利用可再生的材料和能源，将自然环境和文化传统紧密的结合起来，以保证居住者身体健康，这是对坚持环境可持续发展的理念体现。美国实验与材料协会(ASTM)的绿色建筑定义是：“住宅、民用和工业建筑当中，常以负责的态度并用细心保护环境的手法，设计、施工、运用、修改、废弃的构造物。”

一、 绿色建筑暖通空调设计坚持原则

1.节省原则：其包括在整个空调系统内涉及的制冷机、水泵、风机以及控制系统等方面的初投资过程中对原材料以及能源涉及材料的运行费用的节省,其应涉及整个空调通风系统的所有环节,而不是其中某个环节,对于新型的绿色建筑来说其暖通空调系统还应充分与建筑物围护结构、室内照明等与暖通空调系统之间的相互关系。

2.回用原则：绿色建筑设计的暖通空调系统中各部分具有相对的独立性,其大部分可以拆卸,在其经过一段时间运行甚至报废后,其中的诸如管材、运行设备中的部分非运转件等部分设备及材料经过维修、保养以及清洗等过程仍可回收再利用。

3.广回收原则：广回收应包括暖通空调系统中的零部件和材料的回收,与回用的区别是其指对零部件及材料进行分门别类的回收,并非笼统的回收,比如对系统管道、设备报废后其在拆散或维修过程中对拆卸下来的零件进行系统回收。

4.循环原则：对暖通空调系统中设计的材料设备等进行回收、回用等后将废料送到专门的工厂进行再生，从而实现原料——产品——废料——原料为闭环的良性循环,而对于诸如玻璃钢、岩棉等不能回收或回收利用成本过高的产品在设计过程中则应最大限度的限制其使用量。

二、具体设计问题分析

暖通空调系统是绿色建筑的主要耗能大户，在设计主要需要注意的就是节能设计，减少能耗，下面主要从节能角度分析绿色建筑的暖通空调设计。

1、改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失

我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例， 而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数，如采用PMV-PPD指标对空调系统进行调控，可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

2、减少热媒介输送过程中的能源消耗的设计

暖通空调系统的节能设计应在各环节上减少能源的消耗，从具体的设计和运环节出发 ， 建立整体的节能空调体系。热媒介输送系统的节能设计应在材料的选择热能输送系统等方面的设计上实现。热媒介输送系统应选择新型的保温材料，如用热水预制保温的直埋管等措施，从而减少热能在运输过程中的损失。还应利用算机系统对空调供暖系统进行全面测试，并采用平衡阀以及智能管网，实现对管流量的科学分配和有效管理，通过提高传输效率实现节能。空调系统的节能设计应建立有效的动力传输系统，从而能实现对动力系统的优化设计和施工，为建立效的空调系统的施工和节能奠定良好的基础。动力系统可选择效率较高、负荷特好，具有大温差、低流速以及低摩阻的动力供应管道，运用输送效率较高的载能的动力设备，有效提高输送效率，建立节能的空调系统运行模式。

3、空调系统中的热回收利用

空调系统中热回收是空调节能的又一种新思路，即利用换热方法将空调系统中废弃的热量重新回收利用起来。具体方法是在风系统中使用新风换气机等热回收装置，使用排除的室内低温(高温)空气对引进的室外新风进行预加热，据目前国内此类厂家的检测，换热效率一般可达70％以上，大大减少了用于处理新风的冷热量损失。空调水的热回收利用是对制冷机的冷凝器稍作改动，就可以同时供应35℃～40℃的热水。不需要或用不完热水时，可以从冷却塔排出；大量供热水时，由于进水由自来水补充，水温较低，还会使制冷量适当增加，不会有负面影响，同时可以有效地减少排放的热量对大气的热污染，可以说是一举数得。对已有的制冷机而言，改造工作量很小，这种设备在国外已有大量的应用。

1）新风系统变频变风量控制

包括主送风机、和楼层新风机。在夏季中央空调运行过程中，主机40％的能耗用于冷却新风，因此，对新风量进行合理的调节，可以使主机消耗功率降低。新风的作用是为楼宇提供清洁、卫生的新鲜空气，保障楼宇环境的健康舒适，但是楼宇外部气温高或湿度大时新风过多会将更多的外部热湿空气带入楼宇，增加主机制冷功率、运行时间和新风设备电能消耗：外部气候凉爽时新风减少不利于凉爽空气进入楼宇，也会增加主机的制冷功率和运行时间；而冷天新风过多会使楼字过冷，不利于新风机节能。因此通过计算机对楼宇内外环境温度、湿度、焓值及空气品质的检测，在每年的不同季节、每天的不同时刻利用变频装置对新风机进行转速调节，可以便新风系统明显地节能。

2）空调机变频变风量控制

空调设备至少有10％设计余量，因此根据空调机制冷区环境温度，在50％～90％范围内对空调机进行交频调速，可使空调机动态节能27％～78％。另外由于变频调节时风机电流大幅降低，功率因数提高到1，风机发热率可降低70％以上，使用寿命延长3～5倍。并且可以使楼宇内“忽冷、忽热、过冷、过热”现象将不再出现。

3）排风机变频变风量控制(或定时开停控制)

排风机的作用和新风机相反，是将楼宇内的污浊空气排出，其运行條件是对空气品质的测量数据。因此，在楼宇内加装空气品质传感器，根据空气品质决定排风机的变频转速(即排风量)或起、停，至少可使排风机节能27％～78％，并同时减少冷量散失。

4）冷却塔风机变频变风量控制

冷却风机作用是对冷却水进行冷却。由于冷却塔安装位置远离值班室，操作人员往往在停止冷却塔时忽略关闭冷却塔进出水阀门，造成停开冷却塔进出水短路，影响散热效果，采用电动阀成本接近变频器但无节能效果。因此根据冷却回水温度对冷却风机进行变频风量调节，不但不出现上述情况，而且可使冷却风机节能。

三、结语

建筑是人类生存的居所，是人类生存的物质所在。建筑是环境的重要组成部分，它要与周围的环境和谐的存在，这样才能有美得价值所在。在新时代，绿色建筑的概念深入人心，它可以满足人们对居住条件的舒适性、健康性、节约性。所以绿色建筑是人类建筑史上的巨大飞跃。它可以有效的减少环境资源的浪费，满足整个地球的可持续发展的目标。

参考文献

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[2] 张莉,李尧,朱玉明. 暖通空调节能设计分析[J]. 山西建筑. 2010(09)

[3] 顾珊珊．关于暖通空调节能问题的探讨[J]．科协论坛。2009（1）．