绿色建筑暖通空调设计的技术

魏献耀

（福建联胜装潢有限公司）

绿色建筑暖通空调设计的技术

魏献耀

（福建联胜装潢有限公司）

随着经济建设和社会文明的不断进步，全球气候变暖的趋势逐渐受到人们的关注。在新世纪中，推行可持续发展战略，绿色建筑必定成为建筑行业当今和未来的发展趋势，绿色建筑为人们提供舒适的居住环境的同时，对建造和设计提出了更高的要求，绿色建筑中的暖通空调成为研究的重点。本文结合绿色建筑的含义和设计原则，对暖通空调的设计技术进行了分析，以期促进暖通空调在绿色建筑中的发展，实现节能环保的时代目标，带来更高的经济效益和社会效益。

绿色建筑；暖通空调；设计

随着人们生活水平的不断提高，人们对健康生活和居住环境的要求越来越高，人们对建筑物的居住要求主要包括居住环境的实用性、舒适性和环保性。人们在提倡节能环保的同时，以提高生活质量为目标，在绿色建筑理念的浪潮下，人们逐渐将重点转移到智能化建筑核心的暖通空调上。暖通空调是建筑发挥绿色环保性能和人们实现舒适将抗居住的关键。

1　绿色建筑概述

1.1绿色建筑的含义

通过对环境保护和能源需求的综合考虑，在结构功能要求、绿色环保要求下建造出的实现设计与环境、能源与技术紧密结合的建筑物称为绿色建筑。绿色建筑可以实现能源的集约化，满足可持续发展的要求，绿色建筑运用建筑热工原理等技术对能源进行合理化使用，大大降低了能耗，绿色建筑通过与周围环境的相互融合，实现了良好通风、节能环保的建筑目标。随着绿色建筑在建筑行业的提出，人类的建设活动已逐渐步入理性阶段，实现了人与自然的和谐相处[1]。

1.2绿色建筑的设计理念

从整体上看，绿色建筑的设计是动态设计和静态设计的结合体，故有时将绿色建筑设计称为综合设计，绿色建筑设计要把握设计精良、节能环保、健康舒适的设计原则，通过对能源和生态材料的合理利用，实现建筑环保形态和室内环境相融合。绿色建筑对设计人员提出了较高的要求，设计人员必须掌握多方面、多层次的专业知识，将项目能源与环保经济进行有效结合。

2　绿色建筑暖通空调设计

在绿色建筑中对暖通空调的设计必须遵循严格的设计原则，符合绿色环保的设计理念，在节约能源和保护环境的基础上，实现建筑物的良好通风，提升居住的舒适性，而并非传统建筑中对空调通风系统的不合理使用[2]。

2.1暖通空调的设计原则

（1）节省原则：节省原则是指在建筑的过程中对建筑材料和建筑能源的合理使用，节省原则并不是在暖通空调的个别部分上进行节省或偷工减料，而是指多方面的节约，例如在投资过程中的节约，对原材料和材料运费的节约，节省原则涉及到暖通空调的制冷机、水泵、风机等通风系统的各个环节。针对现代新型的绿色建筑，必须从实际出发，多方面考虑暖通空调的设计，完善暖通空调通风系统、建筑物的整体结构和室内环境的协调关系，实现三者的相辅相成，力求最优化设计[3]。

（2）回用原则：绿色建筑中的回用原则是指对暖通空调系统整体或零部件的再次利用。结合暖通空调系统的结构，各种零部件都可以拆卸，彼此间具有相对独立性，在暖通空调的长期使用过程中，有些零部件可能损坏，例如管材设备的非运转部件，在考虑回用原则的同时，应及时将单独的零部件进行拆卸，清洗后可以重复使用，实现资源的高效利用。

（3）广回收原则：广回收是指对暖通空调的整体或零部件进行广泛回收，它不同于回用原则，广回收并不是对暖通空调系统的整体或零部件进行笼统地回收，而是将暖通空调系统的零部件进行分门别类，将系统中报废的管道进行集中处理，对其它零部件进行归类整理[4]。

（4）循环原则：循环原则是指设备零件材料在回收后经过同意的处理后在指定的工厂进行循环再生。在材料报废之后进行回收再利用，形成原材料-废料-新材料的良性循环，对成本较高的材料或没有回收价值的材料，例如玻璃钢、岩棉等材料，在建筑设计中要合理控制其使用量，在使用过程中也不得浪费，最大限度地实现材料的节约。

2.2暖通空调的设计要求

2.2.1实现能源的有效利用

绿色建筑秉持低能耗的基本设计原则，以绿色、环保、节约为根本标准和根本基础，最大限度地实现能源和资源的有效利用。其中包括电能、水等资源，以及空调系统和暖通系统中涉及到的资源，选择材料时因地制宜，采取各种有效的措施实现能源的节约，优化能源的利用模式，适当采取可再生能源代替不可再生能源，并努力开发新的节能技术。

2.2.2实时保护环境

暖通空调设计的优劣对自然环境的好坏造成最直接的影响，关系到自然能源的发挥和利用。因此在建筑设计的过程中必须考虑各个设计的细节，将建筑物的外部环境和内部环境进行综合考虑，考虑外部环境中的水资源、土地资源和空气质量等；考虑内部环境的防风、蓄水能力。在考虑外部环境时，应充分注意到不良环境给建筑物带来的影响，考虑内部环境时，适当引入植物和水资源，实现暖通空调效能的最大化。

2.2.3建筑热工性能的改善

热工性能的改善是绿色建筑中的重点考虑对象，热工性能包括保温、遮阳和散热性能，热工性能直接关系到建筑物的形体系数、建筑形体气密性等。建筑物内部热量的收集和散发要通过建筑的维护结构实现，因此热工性能的改善对暖通空调的设计具有重要的积极作用。

3　暖通空调设计的技术措施

3.1蓄冷技术

蓄冷技术是指利用电力低峰时期制冷，将冷量以水或冰的形式储存在储冷设备中，在电力高峰时期，将储冷设备中的冷量放出，当做空调使用的新型节能技术。蓄冷技术的应用与电力的高低峰紧密联系，降低了电能的消耗，有效控制了电力资源的浪费，实现了节电环保的目的[5]。

蓄冷技术不仅可以减少用电量，降低电能的消耗，还可以实现低温送风，提高了储冷设备的工作效率和设备利用率。

3.2太阳能暖通节能技术

太阳能是取之不尽用之不竭的环保能源，可以直接利用，不会对环境造成污染，是现阶段最好的洁净能源，且可以实现循环利用，大大降低了电能等资源的消耗。太阳能暖通技术以太阳能为直接能源，通过光电和光热技术的综合处理，将太阳能转化为热能，热能可以转化为其它形式的能源，换热水箱和相应的加热设施是系统中的重要组成部分，他们共同组成集热器和储热器，温度控制器和地板采暖设施使控制系统形成循环的回路。集热设备采集太阳能，通过导入系统将热能导入储热器中，进入采暖设施，实现建筑物的保暖和降温。太阳能暖通节能技术成本低、节能效果好，是值得推广的新型节能技术。

3.3自然通风

自然通风是人类最早调节室内温度的手段，自然通风完全不使用其他能源，降低了能源消耗，改善了室内的空气质量。在天气允许的情况下，应尽量使用自然通风的方式来调节室内温度，减少能源消耗，实现人与自然的和谐相处。

在具体的设计中，为了实现对自然风的最大化利用，综合考虑建筑物的平面和剖面，尽可能将门窗设计在一条直线上，门窗的开口面积在设计允许的情况下可以尽量大，由于外界风向和风速的不稳定，可以安装可调节的百叶窗调节室内气流，大到良好的自然通风效果。

3.4地源热泵应用

地源热泵技术是近年来在解决供热和制冷问题的基础上提出的新型节能技术，具有较高的节能和经济优势，相比于空气热源泵，地源热泵技术不会对土壤温度造成影响，不会导致地面下沉和地下水位的下降，不会影响地下水的水质。整体来讲，地源热泵对环境的影响较小，是一种良好的去热散热方式。

位于地下30～100m的竖直埋管换热器直接导致地下的土壤温度发生变化，在冬季，地泵会通过热交换器将地下的热量提取到地上实现供热，降低了埋管周围的土壤温度，在夏季，地泵把地上的热量传送到地下，提高了埋管周围的土壤温度。由此可见，埋管换热器的性能直接受到温度高低的影响，如果冬季吸收的热能和夏季释放的热能在一定程度上保持平衡，那么换热器的性能将不会受到影响，如果不打破两者之间的平衡，地源热泵将持续运行下去。因此地源热泵技术被广泛应用于夏热冬冷和冬夏热量相当的地区。在寒带和热带地区，冬夏热度失调，换热器的性能直接受到影响，热泵耗能高，效率低。

为了保持埋管热量吸收和热量排放之间的平衡，使热泵能高效运作，可以在原有热泵的基础上进行改良，在寒冷地区为系统增设辅助设备用以提供热量，将太阳能作为首要能源，通过串并联的方式实现地源热泵和太阳能的紧密联系，为系统提供更多的热量，满足系统的采暖需求。在南方地区，可以增设冷却塔系统，分担地源热泵中的部分负荷，在夜间将土壤中积累的热量带走，实现降温，提高热泵性能。

4　结语

经济建设飞速发展的同时，人们的生活水平不断提高，资源和能源大量消耗，为社会的可持续发展带来了极大的威胁，绿色建筑中暖通空调的利用为缓解能源问题带来了契机。当代的建筑设计中，应充分认识到能源危机，改变传统的设计理念，秉持可持续发展的原则，在技术上用于创新，设计出更加节能环保的暖通空调，为健康舒适、节能环保的建筑而努力，从而推动现代化建设的进程。

[1]田荣金.浅析暖通空调技术在绿色建筑中的应用与应用前景[J].价值工程，2011，30（4）：81.

[2]蒋宁，王智勇，李明，等.浅谈暖通空调技术在绿色建筑的应用——浅析暖通空调技术在绿色建筑中的技术与应用[J].城市建设理论研究（电子版），2013，26（21）：125.

[3]张杰，王素娟.暖通空调在绿色建筑中的应用论述[J].建材发展导向（下），2014，12（7）：128～129.

[4]张俊辉，张瑞恒.暖通空调技术在绿色建筑中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2014，40（22）：4477～4478.

[5]常成.绿色建筑中暖通空调技术的应用[J].建材发展导向（下），2014，15（5）：113.

TU96+2

A

1673-0038（2015）30-0001-02

2015-7-9

魏献耀（1964-），男，中级工程师，主要从事建筑暖通空调设计工作。