浅析暖通空调系统在绿色建筑中的设计与应用

段永

南京中央商场（集团）股份有限公司 江苏 南京 210041

1 绿色建筑的定义

依照我国现行的国家标准GB50378-2014《绿色建筑评价标准》，它是由中国绿色建筑委员会推行实施的。绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源、节能、节地、节水、节材、保护环境以及减少污染，同时为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。

绿色建筑是指建筑设计与当地气候特征，自然环境高度协调，减少各类建筑材料，不可再生能源的消耗，同时充分利用新型的可再生能源和材料，利用回收材料，设置和完善废弃物分类回收利用系统，甚至在条件允许时再次使用旧材料，减少粉尘和化学污染物的排放，追求最小的环境污染与最大的资源利用，以最小的代价实现最大的收益，以期达到建筑、人文与生态的和谐统一[1]。虽然当前国际上对绿色建筑的定义及做法没有统一，特别是对室内环境的执行标准大不相同，但通过比较分析可以看出绿色建筑基本包含可持续化、健康化与自然化几个方面。

2 绿色建筑中暖通空调系统的节能

在建筑能耗中，暖通空调系统耗能占有相当大的比重。一般来说，可达到建筑能耗的40%～50%。为此，暖通空调系统的节能设计在绿色建筑项目中占据不可或缺的重要地位。

2.1 利用有组织的自然通风

自然通风是当今绿色建筑中广泛使用的一种技术措施，是人类历史上长期赖于调节室内环境的原始手段，是一种有着悠久历史的传统建筑防热技术，是改善室内空气品质的基本方法之一。自然通风既有利于降低空调能耗，减少污染，又能满足室内空气品质的要求，同时提供一个健康舒适的办公环境，自然通风既能在过渡季节提供清新的冷空气，又可以在空调供冷季节充分利用夜间通风，降低围护结构的蓄热量，减少次日空调的启动冷负荷，在资源和能源愈加紧缺的今天，为了满足建筑“可持续化”的要求。

2.2 遮阳与采光的优化设计

遮阳不仅能丰富立面形态而且是南方建筑节能的主要措施，因此，南方建筑大多只关注了建筑的遮阳设计，而忽视了无太阳直射时段及阴天情况下室内的光环境，很不利于人的视觉健康。室内充足的自然光线可减缓视觉疲劳，提高工作效率的同时可降低建筑照明能耗。鉴于采光对人类身心健康及节约能源的重要性，GB50033-2013《建筑采光设计标准》对住宅、教室、病房等的平均采光系数提出了强制性的要求[2]，建筑设计应充分重视节能和采光问题。采光口设计是建筑遮阳设计和采光设计关注的要点，是一个包含了视觉和建筑节能目标的系统性设计[3]，不仅要满足建筑节能设计标准限定的遮阳系数，同时，仍需满足室内建筑采光设计标准中平均采光系数的要求。如何满足晴天工况下的遮阳系数及全阴天工况下室内的平均采光系数做到兼顾遮阳与采光便具有一定的现实意义。

2.3 改进建筑热工性能

改进建筑的热工性能是绿色建筑设计中的重要一环。建筑的热工性能涉及建筑的体形系数、建筑保温、建筑形体气密性、建筑遮阳等多个方面。围护结构作为建筑热工性能指标的重要一环，通过建筑围护结构的传热量及传热速度与建筑外表面面积息息相关，简单来说，随着建筑体形系数的增加，建筑采暖能耗随之增大，因此，按照我国现行«民用建筑设计标准»划分了不同分区、不同类型的建筑体形系数标准，一般建议0.3以下。

建筑节能与建筑保温材料有着密不可分的关系，采用新型绿色保温材料对于充分利用建筑物蓄冷蓄热特性，增加建筑的热惯性，降低采暖能耗，节约能源有着重要意义。通常我们将密度小于350kg/m3、导热系数低于0.12W/(m·k)的建筑材料定义为保温材料，常见的保温材料有岩棉、矿渣棉及制品、玻璃棉及制品、聚苯乙烯泡沫板、硬质聚氨酯、膨胀珍珠岩及其制品、膨胀蛭石及其制品、硅酸钙制品和金属箔等。

由于建筑的气密性不良所引起的空气渗透损耗热量高达整个采暖能耗的30%～40%具有很大的节能潜力。这部分损耗热量主要是通过建筑外门窗、管道管线的出入口、风道以及部分建筑之间的接缝等部位实现。因此，选用密封性能好的新型材料及加强门窗制作及安装精度是减少空气渗透耗热量的有效措施。

2.4 增加可再生能源的使用

地源热泵空调系统的应用是当今绿色生态建筑的核心技术手段之一。该系统主要利用土壤、地下水及地表水源常年温度的稳定性，通过闭式埋管管路换热系统及热泵机组向土壤源及水源取热、放热，以达到对建筑物实现供暖或制冷的目的。土壤源作为一种理想的冷热源，位于地下约10m厚的土壤温度常年保持不变，夏季土壤温度比空气平均温度低，而冬季土壤温度又高于空气平均温度。

近年来随着地源热泵技术的不断应用，该技术越来越成熟，将其进行实践应用，有效缓解了北方城市季节变化过程中太阳能稀缺的问题，而且具有较好的制冷功能。在地源热泵技术应用过程中，其不会对环境带来较大的影响。利用地源热泵技术在冬季太阳能资源较少的时段来进行取热散热工作。

2.5 空调设备和系统

（1）做好暖通空调系统的选择。暖通空调系统的选择是一个复杂的工作，其选择指标较为繁杂，不同的建筑物选择的侧重点有所不同，所以，做好暖通空调系统的选择十分重要。在进行绿色建筑的暖通空调选择时，为避免单一目标造成的某方面不足，影响绿色建筑的效果，在选择过程中，采取的通常是多目标决策法，其多从能源，效率方面着手选择。

（2）做好绿色建筑中暖通空调的节能设计。在科学技术不断发展进步的情况下，空调节能水平有了很大提升，变频空调的出现解决空调高能耗的弊端，对于实现绿色建筑设计目标有着重要意义。因此，在绿色建筑暖通空调设计中，应该加强对变频空调的使用。

3 结束语

绿色建筑技术在暖通空调设计中的应用，不仅能够使得施工材料能够进行回收再利用，而且推动暖通空调整体技术水平的提高，在进行暖通空调设计过程中，设计人员必须要遵循可持续发展的设计理念，最大限度的实现节能的效果，在改善环境的同时，促进暖通空调企业的健康发展。