绿色建筑中的暖通空调设计

2015-08-15太原理工大学建筑设计研究院山西太原030024

江西建材 2015年13期

■孙鹏 ■太原理工大学建筑设计研究院，山西太原 030024

改革开放以来，我国的经济得到了快速发展，社会得到了全面发展，现代建筑成为社会和城市发展的重要标志。虽然我国经济得到了迅速发展，但是经济发展的同时也造成了很多问题，诸如能源浪费、环境污染等。如果这些问题不能得到及时的控制与解决，我国的发展将受到很大的限制。近年来，绿色建筑逐渐兴起，绿色建筑的设计原则就是要节能环保。暖通空调就是绿色建筑的重要产物，在建筑节能中发挥了关键作用。

1 绿色建筑简介

绿色建筑是近几年兴起的一个概念，它主要指的是在注重节能环保、节省土地资源的设计原则上而产生的建筑，绿色建筑施工中非常注重能源的合理利用。从另一个角度看，绿色建筑采用的主要思想是建筑的低能耗、可持续性使用，而且更多的涉及了可持续发展的建筑理念。绿色建筑有以下几个特点，首先是建筑全生命周期都要确保节能环保。在建筑整个的建筑周期中，从旧建筑的拆除到原料的托运、施工阶段以及投入使用和维护都严格遵守环保的要求;其次是提高能源、材料、土地的使用效率，尽量减少不必要的浪费，维护生态和降低污染。建筑施工过程中要注意合理地利用土地，而且还要尽可能地节省建筑材料;再次是在实现建筑应有功能的基础上，尽可能提高建筑使用者的使用感受，建立一个良好的生活环境;最后是与自然和谐共生。绿色建筑最终是想实现能源的合理利用以及人与自然的和谐相处，最终避免建筑资源的不必要的浪费［1］。

2 绿色建筑设计

绿色建筑的设计既是动态设计又是综合设计，绿色建筑设计要精良，并合理利用能源和生态材料，保证建筑环保形态和健康的室内环境。这对建筑设计人员有了更高的要求，使得建筑设计人员需要掌握多方面的专业知识，把握项目能源、环保和经济有效结合的思路。

绿色建筑设计主要围绕以下几个方面进行，即采暖、空调能耗;整个建筑系统的能耗;建筑公共场所中的照明能耗。所以说绿色建筑设计主要是围绕着建筑节能进行的，绿色建筑与降低能源损耗有着密不可分的联系，但建筑节能主要针对能源损耗大的建筑，而绿色建筑力争在各个方面降低能源损耗，非常注重每个建筑细节［2］。

3 绿色建筑中暖通空调设计

3.1 空调采暖系统的选择

选择空调采暖热源系统比较复杂，在这个过程中需要对多个指标进行选择，在确定与选择空调采暖系统和设备时，很多设计师都会参考建筑的实际负载;有一部分设计师考虑的相对全面，会考虑当地的能源价格，对投资、运行费用进行必要的核算;如果想达到最好的效果，还需要对投资、运行费用、日后的维护费用以及环境影响进行必要的比较，现代绿色建筑中采暖热源系统引入有时候会使用多目标决策法，来提高选择的效果。现在的设计师越来越重视能源、环保以及经济适用理念。但是，实践中依然存在着很多的问题，诸如运行管理和能源监管系统没有进行统一管理，只是对运行管理和环境保护进行简单的研究，没有进行必要的量化;源头控制指标不全面，有一部分设计师只是考虑热源设备能效、输配系统能效问题。绿色建筑的暖通空调系统要想实现整体的优化设计，就需要和绿色建筑评价标准相结合，这样能够更好地保证系统评价具有客观性，同时还要尽可能地发挥系统与产品的综合优势。因此，在对暖通空调设计的综合分析，要考虑室内环境、经营费、运行管理以及能源消耗等方面［3］。

3.2 暖通空调噪声控制

暖通空调风机盘管系统会产生一定的噪声，风机盘管机组、排风管为主要的噪声源。风机翼轮和压缩机使用时，由于震动而产生噪声。风机盘管是调节室内温度重要的循环系统，通常都是直接配置在建筑室内。因此，风机盘管本身的配置方式直接影响暖通空调对室内噪声大小。因此，选择合适的风机盘管可以更好地降低风机盘管本身的噪声，并且在配置完成之后进行试运行，如果噪声较大，要找出其中的原因，并且进行相应的调整。在绿色建筑暖通空调的使用过程中，通常有以下几种办法来降低风机盘管的噪声:(1)因为电动机和叶轮是风机盘管噪声的主要来源。可以通过提高线圈加工精度的方式来降低电动机噪声。暖通空调的制造过程中要提高加工精度，相应地减小叶轮的重量，必要的时候可以降低转速;(2)可以使用噪声较低的配置，目前使用较多的一种办法是把风机盘管安置在管道间里面，与此同时把送风口设计在房间过厅的上部，使用这样的配置方式把风机盘管和房间进行了有效的隔离;(3)空调机房是一个非常重要的噪声源，如果机房的位置选择不当，就会导致绿色建筑里面的噪声较大。因此，应该把机房放在较远的一个位置。在绿色建筑当中一般都会放置在地下室，这样噪声对建筑的影响就会减小。

3.3 蓄能系统运行策略

由于蓄能空调采暖系统方案的选择不能直接采用热负荷，需要考虑其运行策略。为了降低能耗，要制定相应的运行策略，在绿色建筑暖通空调中一般会制定不同条件下的热运行策略。通过模拟的手段获得不同负载下的运行情况。在暖通空调设计的时候，首先要充分了解当地的电价策略。蓄能系统应该主机优先、让部分负载储能的运行控制策略，这种策略避免了全蓄能策略所导致蓄热槽的体积过大的情况。其中:逐时热负荷等于电锅炉供热与蓄热罐供热之和;放热速率等于逐时蓄热罐供热量与总蓄热罐供热量的比值;如果负荷超过两台主机的总空调负荷，就需要把两台机器同时打开，满功率输出，若当时的负荷不需要两台机器同时打开满负荷工作，一台不能满足当时负荷的实际需求，则可以让一台机器处于部分负载工作的状态，另外一台处于满负载工作的情况。如果当时负载小于一台主机的额定功率，只需要选择主机供热就可以满足室内的要求。主机制热应该选择电价较低的时候使用，按照主机制热工况下负荷的不同，将总共需要制热的容量分摊到各个时间段。

3.4 暖通空调系统节能

我国科技在不断地发展，科技的发展也促使了空调设计的进步，变频空调就是新时代的产物，它的出现改变了旧式空调的高能耗情况，目前家用空调出现了很多变频系列产品。虽然变频空调的价格略高，但是节能效果较好。正是因为变频空调在节能方面有着很大的优势，绿色建筑作为以环保节能为主要目标的建筑，在设计暖通空调的时候也应该优先使用变频空调，虽然使用变频空调会增加投资的费用，但是其节约的能源可以收回成本。水系统和风系统是空调系统最为重要的两个系统，但这两个部分也是造成严重能源损耗的系统。绿色建筑中暖通空调通过引入变频器，改善了风系统能源损耗严重的问题，它可以让风系统根据不同的外界情况进行运转，这样就可以很好的起到节能的作用［3］。