浅析绿色建筑与暖通空调设计

姚振兴　王青松　张恒

摘要：随着社会的发展，人们对居住环境的要求也是越来越高，为响应国家可持续发展的战略思想，本文将对绿色建筑进行论述，简要说明绿色建筑的要点，重点讨论了人们比较关心的暖通空调的设计方法。

关键词：绿色建筑；暖通空调；设计原则

一、前言

在社会进步的同时，人们对生活质量的要求也是越来越高，对健康程度的重视程度也是如此，所以绿色环境的建设就成为了目前迫在眉睫的事情。绿色施工是指在施工过程中注意材料的使用，以及对施工过程的管理，尽可能把对人体有害的物质使用率降到最低，利用绿色设计充分实现可持续性发展目标，在设计过程中充分利用各种自然因素，降低能源消耗并合理设计暖通空调，不滥用空调系统，实现人与社会的可持续发展。

二、简要论述绿色建筑

绿色建筑是在可持续、综合性发展原则基础上提出的，它结合当地的自然环境、地理环境，充分运用高新科学技术以及建筑学、生态学理论，合理安排建筑物与其他因素之间的相互关系，并进行实时操作，从而最大限度地节约水资源、土地资源、能量资源等各种资源，降低污染、保护环境，更好地为人们提供安全、舒适的建筑物使用空间，促进建筑与自然的和谐相处。绿色建筑，顾名思义其核心是为了进一步降低对环境的污染、降低对各种资源的消耗，充分利用现代化科学技术提高建筑物品质。绿色建筑是未来社会发展所必须的建筑形式，也是讲究效率、健康舒适、节能环保的生活方式。现阶段，我国的建筑总面积已经超过了400多亿平方米，预计到2020年建筑物总面积会超过700多亿平方米，我国建筑业未来发展前景非常乐观。但是，建筑需要耗费大量的人力、物力、财力，在建筑物的建造以及使用过程中，会消耗约30%的总能源，消耗16.7%的使用材料，消耗47%的城市用水。绿色建筑在整体上体现的是一种人与自然的和谐、可持续的发展理念，为人们呈现出的是一幅安全、健康、舒适而温馨的画面。

绿色建筑之所以越来越受到人们的青睐，是因为它的身上有着传统建筑无法比拟的优势，它使用了天然的施工材料，最大限度的节约资源，做到爱护环境为第一，减少污染，净化空气和环境质量。让人、建筑和环境和谐发展，共同生存。其内涵可以说成是减少了材料运用的高负荷，节省了资源的使用，为人们提供了一个舒适、健康、安全可靠的生态环境空间。让舒适的环境可持续发展，能源消耗降低，人们的生活质量也在不断提升。

三、暖通空调设计的原则与要求分析

暖通空调有采暖、通风、空气调节三个重要功能，且功能之间相互联系，是为了在合理通风、运转、安装下，提供优良的室内空气品质与舒适温度。暖通空调提供良好的通风功能，降低空气渗透，有效维持不同房间或房间内外的压力关系、空气分布。随着暖通空调系统的发明，其在多个国家、多个领域广泛应用。在绿色建筑体系要求下，暖通空调设计需要贯彻环保型原则，从而更好地为绿色建筑提供高质量、环保特性，使绿色建筑更深入人心。

1、暖通空调设计的原则

（1）绿化性原则。首先，对材料的选择要注意环保性，一旦材料选择不当，会对暖通空调性能造成严重影响，甚至阻碍整个暖通系统的正常运行，进而造成严重的环境污染与资源浪费。因此，要就地取材，重视材料的选择，多使用可再生资源，尽量选择环保、质优的保温材料，严禁使用HCFCS与CFCS。其次，便于回收与再利用。暖通空调设计与绿色建筑的回收再利用有密切关系，所以说，暖通空调需要为独立的系统结构，大部分零部件能夠更换、拆卸。众所周知，暖通空调的系统比较庞大，在运行中会不可避免地出现各种问题，能够通过零部件拆卸，进行设备的保养与维修，促进其可回收利用。

（2）节能性原则。绿色建筑最基本的要求就是最大限度地减少能源消耗。因此，在暖通空调设计时，需要充分考虑到制冷系统、采暖系统、通风系统的消耗能源问题，注意建筑物内外部环境的协调一致性，尽可能使用高性能材料与可再生材料，提高原材料的使用效率，从而降低环境污染与能源浪费。

（3）再循环利用原则。保护环境、节约资源的重要途径就是循环再利用，这不等同于原材料的重复性使用，而是将暖通空调系统中报废的材料、设备统一进行回收，再输送到相应工厂，变废为宝，进行再循环利用，有效实现原材料、产品、废品、原材料良性运转的过程。

2、绿色建筑系统暖通空调设计技术

（1）被动太阳辐射

设计被动太阳辐射的最重要目的是为了最大限度地有效利用能源资源，并提高人们的舒适性能。强调了建筑设计的重点：把风机、电气泵等高效能的设备与被动设计环节相联系（增加热量、增加光照、适量窗户、高效维护、设计选址等），最大限度降低建筑耗能。被动太阳辐射，有效平衡了建筑的通风系统、供热系统、供冷系统以及照明系统。被动太阳设计，指的是将阳光和空气在适合的时间进行存储与冷热空气的分配。这对暖通空调的设计有利也有弊：一方面，通过太阳辐射设计，能够响应增加室内的太阳辐射，充分利用昼光、降低电能消耗，进而降低空调夏季制冷负荷以及冬季采暖负荷。另一方面，太阳辐射被动设计会导致空调系统日射冷负荷的提高。从整体上说，被动太阳辐射适用于大部分大型建筑以及小型建筑，非常适合重大项目工程的改造以及新建工程。现阶段，美国的酒店、仓库、学校、办公楼、机场、图书馆等等，都广泛应用太阳辐射设计。所以说，在绿色建筑的暖通空调设计中，必须要首先考虑被动太阳辐射，综合协调建筑专业与暖通专业的力量统统实现。具体操作有以下四方面：第一，有效改善窗际环境与外围负荷控制，除了使用一般的智能窗、节能窗、通风窗之外，积极开发围护结构，进一步调整外部负荷能力。第二，充分利用建筑物中庭，将自然风以及昼光积极引入建筑物中。第三，设计建筑物外遮阳板是最为简易的方式，还可以把太阳能电池与外遮阳板充分结合，在减少空调负荷的同时，为照明系统提供能源。第四，引入可见光的同时，遮挡对周围地区的直射，提高照明质量。上述措施有效解决了空调负荷与昼光照明之间的矛盾。

（2）有效利用自然通风

在绿色建筑系统中，利用自然通风是改善空气质量、降低能耗的重要措施。充分利用计算机技术以及相关软件分析，进行自然通风设计。比如说，日本很多建筑物都采用自然通风系统，有效避免了过渡季节的空调使用。夏季晚上停运空调后，有效吸入夜间冷空气，降低空调的启动负荷。英国设计人员通过五个烟囱的设计，在无风环境下，充分利用烟囱顶部引风机以及烟囱效应，将新鲜空气带入室内。

（3）优化冰蓄冷系统

通过优化冰蓄冷系统，能够进一步降低电能用量，降低能耗，提供高经济效益。在夜间，把冷量在水中蓄积，在白天用电高峰期释放冷量，降低电费开支。同时，冰的蓄冷量要超过水蓄冷量，且热损失比较小。在1℃～4℃冷水环境下，可降低风机动力，采用低温送风，有效起到制冷调节的效果。整个系统COP值不断提高，特别是夜间温度较低时，COP更高。制冷机处于满负荷状态，设备利用率、工作效率大幅度提高。

（4）应用地源热泵

地源热泵在解决制冷、供热等方面，有着显著的节能优势与经济优势。相比于空气热源泵，其使用优点更加显著。地源热泵系统不会对地下水质、地面沉降造成影响，只会影响土壤温度，是现阶段比较完善的散热、取热方式，对环境影响比较小。埋在地下的换热器是导致土壤温度变化的根本原因。为了最大限度保证埋管的排除热量与吸收热量平衡，保证高效运作，可以在非常寒冷的地区增加太阳能辅助供热设备。

四、结语

根据上文所述，本文以绿色建筑的现状开始分析，重点对绿色建设中的暖风设计进行重点说明，积极响应我国可持续发展的战略思想，用绿色建筑来使人们享受高品质的生活。

参考文献：

[1]李华志 苗嘉勇：《国内绿色建筑发展现状及改革探讨》，《中国科技信息》2009年19期

[2]邹玲华：《浅谈绿色建筑设计》，《广西城镇建设》，2011年05年

[3]吴祥生 付祥钊 谭平：《重庆市既有公共建筑能耗调查分析》，《暖通空调》2010年01期