谈暖通空调技术在绿色建筑设计中的应用

路 文 渊

(太原理工大学建筑设计研究院,山西 太原　030024)



谈暖通空调技术在绿色建筑设计中的应用

路 文 渊

(太原理工大学建筑设计研究院,山西 太原030024)

结合寒冷地区某儿科住院楼的布局和使用功能特点，根据供暖、通风、空调、制冷和自控专业的相关规范要求，阐述了暖通空调技术在绿色建筑设计中的应用，旨在建造出既满足医疗使用要求，又符合节能环保理念的医疗建筑。

医疗建筑，暖通空调，绿色建筑，节能

1　概述

2014年4月，国家颁布了新的GB 50738—2014绿色建筑评价标准，该标准进一步明确了绿色建筑的定义、评价指标和评价方法，确立了我国以“四节一环保”为核心内容的绿色建筑发展理论和评价体系，更好的贯彻执行节约资源和保护环境的国家技术经济政策。

该标准中明确定义“绿色建筑”为在建筑的全寿命期内，最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染、为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的评价体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理和运营管理7类指标组成，其中暖通空调专业在节能与能源利用和室内环境质量部分占据很大比例，本论文结合寒冷地区某儿科住院楼对暖通空调专业在绿色建筑设计中的应用及遇到的问题进行探讨。

伴随我国就医环境的改善和医疗技术的提高，医疗建筑建设标准大大提高，医疗建筑的能耗也一直呈上升趋势。对于医疗建筑，节能的前提是满足医疗使用和卫生要求下，采取相应的技术措施实现节能。

2　工程概况

山西某儿科住院楼地上8层，空调区总面积约为22 000 m2，1层和2层为收费大厅、儿科诊室、办公室、餐厅和厨房，3层和4层为儿科住院部的病房、办公室和相关医疗用房，4层～8层为医生临床培养基地，主要功能为示教室，宿舍和会议室。

该建筑夏季和冬季均为集中空调系统供冷和供暖，空调系统夏季冷源由制冷机房的两台制冷量均为1 400 kW的高效变频直驱离心水冷机组提供，冬季热源由集中供热外网提供75 ℃/50 ℃热水，经制冷机房的水—水换热器，换热后供回水温度为60 ℃/45 ℃。门诊大厅、输液大厅、多功能厅和餐厅采用一次回风全空气系统，冬、夏季均采用最小新风比，回风工况运行，过渡季采用80%送风量全新风运行；门诊室、病房、办公室、教室和宿舍采用新风+风机盘管空调系统；厨房采用全空气直流式空调系统，厨房热加工间选用补风式油烟排气罩，同时在人员工作区域上部设置岗位送风，经平时排风机排出。

3　绿色建筑设计措施

根据当地地方政策要求，为推动本市“资源节约型、环境友好型”的社会建设，由政府投资的国家机关、学校、医院、体育馆等大型公共建筑应当按照绿色建筑标准进行设计，对该项目要求应能达到绿色建筑评价标准的二星级，下面结合实际工程的设计，对应绿色建筑评价标准中的暖通空调专业的相关条文，对部分评分项条款进行详细阐述：

1)空调系统的冷源为两台高效变频直驱离心水冷机组，其能效等级COP值为 6.31，满足GB 50189—2015公共建筑节能设计标准和DBJ 04—241—2013公共建筑节能设计标准的要求，且提高幅度大于6%；冬季热源由集中供热外网提供75 ℃/50 ℃热水，经制冷机房的水—水换热器，换热后供回水温度为60 ℃/45 ℃。

2)经详细计算，空调冬季供暖的热水系统循环水泵耗电输热比为EHR-a=0.005 46<0.005 63，通风空调系统风机的单位耗功率(Ws)，两管制系统风机单位风量置耗功率不大于0.3，普通机械通风风机单位风量置耗功率不大于0.27，空调冷水系统循环水泵耗电输冷比为ECR-a=0.025 6<0.02 6，满足GB 50189—2015公共建筑节能设计标准等的有关规定。

3)该工程中的大空间均采用全空气系统，一次回风全空气系统冬、夏季均采用最小新风比，回风工况运行，过渡季采用80%送风量全新风运行，并将排风机与新风阀联动。

4)采取措施降低供暖、通风和空调系统能耗：

a.建筑主体部分，1层～8层房间区分南北朝向和东西分环，风机盘管和新风机的水系统供、回立管分设，新风系统分为左右两个，减小风系统和水系统半径；制冷机房的分集水器共分为四个分支，服务区域分别为：风机盘管，空气处理机组，洁净空调，专家周转房四个区域；

b.整个空调水系统冷冻水侧和冷却水侧循环泵均采用同步变频技术和加减机技术，保证系统正常运行和保护水泵及主机设备安全，达到最大的节能效果;系统启动时开启一台泵，一台主机，且水泵频率预置为主机最小流量对应频率，随着负荷加大，主机调整功率满足供水温度，而循环泵则提高频率满足回水温度；加机时，首先将水泵流量调整到加机后主机所需的最低流量，连锁两台水泵开启，该过程需要一定时间完成，以确保流量变化率满足要求，减机过程与此相反进行；

c.空调水系统、风系统均采用变频技术，且供、回水系统每层分支处和空气处理机组处安装相应的水力平衡阀门，空调系统的一次回风空气处理机组风机采用变频控制，1层～8层的数字化分体式能量回收机组的新风和排风机组联动、变频控制。

5)1层～8层的数字化分体式能量回收机组的新风和排风机组联动、变频控制，通过乙二醇溶液进行液体回收排风的热量，热回收效率为61.9%>60%；利用乙二醇溶液进行液体回收排风的热量，不仅节约了系统能耗，同时避免了新、排风的交叉感染，降低了空气安全隐患。

6)室内风机盘管带三速开关，温度传感器和电动两通阀，由空调房间内的温度传感器控制风机盘管回水管上的电动两通阀的开关，调节风机转速，空调末端装置可独立启停的主要功能房间数量比例大于90%；

7)厨房设置机械排风系统，排风量按25次/h计算，平时排风系统为总排风量的35%，排油烟系统为总排风量的65%，厨房选用自带补风的油烟罩，油烟罩的局部补风和排风分别单设送风机和排油烟机；公共卫生间设置机械排风系统，排风量按10次/h计算，每层设置卫生间通风器，通风器与屋顶风机连锁；合理设置送风口与排风口的位置，避免了交叉短路或污染。

8)提高和创新：

a.空调冷源采用高效变频直驱离心冷水机组，冷水机组制冷性能系数COP=6.31，比限值5.5提高14.7%>12%；

b.1层～4层的医疗用房采取有效的空气处理措施，进风上安装G4级粗效过滤、F7级中效过滤器，回风口上安装M5级低阻中效过滤器(初阻力小于50 Pa，微生物一次通过率不大于10%和颗粒物一次计重通过率不大于5%)和光催化型净化装置。

4　结语

暖通空调专业在绿色建筑设计中涉及的内容很广泛，本文只是结合实际工程对绿色建筑设计中的部分常用节能措施进行了阐述，然而在合理利用蓄冷蓄热、余热废热、太阳能等可再生资源和科学合理的策略上还有很大的发展空间，更要跟建筑、结构、水和电灯其他专业的设计有效配合，才能更好的将绿色建筑以人为本、节能、环保和可持续发展的优势充分发挥出来。

随着环境污染日益严重，国家对节能减排的力度逐渐加大的情况下，国家对绿色建筑的鼓励政策也会出台，绿色建筑评价会逐步进入有经济效益的阶段；空调系统是医疗建筑的耗能大户，采用绿色节能技术是暖通空调专业设计的必然趋势，这就要求我们暖通设计人员不断研究、探索，根据每个工程具体分析，在设计空调系统的时候应在满足医院使用需求的前提下，尽可能利用可再生能源，采用合理先进的设计方案，减少能源消耗，降低空调系统运行费用，建设更多节能、可持续发展的绿色医疗建筑。

[1]GB 50738—2014，绿色建筑评价标准[S].

[2]姜涛.综合医院暖通设计常见问题及节能措施探究[J].房地产导刊，2013(24):17-20.

Discussion on the application of HVAC technology in green building design

Lu Wenyuan

(AcademyofBuildingDesign,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

Combining with layout and usage features of the inpatient hospital building for children in cold region, according to relevant regulations of heating, ventilation, air-conditioning, cooling and automatic majors, the paper describes the application of HVAC technology in green building design, with a view to building medical building not only meeting medical using demands but also comforting energy-saving and environmental protecting concept.

medical building, HVAC, green building, energy saving

1009-6825(2016)23-0191-02

2016-06-09

路文渊(1968- ),男,工程师

TU201.5

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