張 馬 斌

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)探析

張 馬 斌

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

依據(jù)綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計節(jié)省、回用、廣回收、循環(huán)的原則，對綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計的現(xiàn)狀進行了分析，并對太陽能節(jié)能技術(shù)、地源熱泵應(yīng)用技術(shù)、冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化及自然通風(fēng)設(shè)計進行了闡述，促使暖通空調(diào)技術(shù)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為主題的綠色建筑目標(biāo)。

暖通空調(diào)，綠色建筑，原則，設(shè)計

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展及生活水平的提高，人們愈發(fā)意識到保護環(huán)境和節(jié)約資源的重要性，并對未來的居住環(huán)境建筑和設(shè)計提出了更高的要求，不僅要實現(xiàn)綠色建筑功能的要求，更要滿足保護環(huán)境節(jié)約能源的要求。希望通過綠色建筑的設(shè)計實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，暖通空調(diào)在未來的設(shè)計中要盡量減少能源的消耗，并充分的考慮如何利用綠色建筑實現(xiàn)最大化的能源節(jié)約。

1 綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計需遵循的原則

1.1 節(jié)省原則

節(jié)省原則的意義在于對材料和能源的節(jié)約以及利用。當(dāng)然節(jié)省原則并不只是針對空調(diào)個別部件的節(jié)省，同樣也要在最初的生產(chǎn)過程中對原材料進行節(jié)省以及降低材料的運行成本，而其中更是關(guān)系到暖通空調(diào)中的制冷系統(tǒng)、水泵、風(fēng)機等諸多通風(fēng)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)。

1.2 回用原則

正如字面的意思，再次回用暖通空調(diào)完好或可修復(fù)的整體或局部部件。獨立的各個部件實現(xiàn)了暖通空調(diào)的可拆卸性。如果暖通空調(diào)在使用過程中出現(xiàn)非運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的單獨部件故障，則可以通過自行拆卸，并對其進行清洗和修理，便于再次回用。

1.3 廣回收原則

廣泛的對暖通空調(diào)的整體或零部件和材料進行回收，但要區(qū)別于回用原則，廣泛的回收不是用于再利用，而且，雖然是廣泛的回收，但并非是籠統(tǒng)的大規(guī)模堆放回收，而是分門別類，有條理系統(tǒng)的對暖通空調(diào)的零件和材料予以回收。

1.4 循環(huán)原則

循環(huán)原則是在廣回收之后再進行加工后循環(huán)再生。對報廢的材料進行循環(huán)再利用，逐漸形成良性的原材料到廢料再加工成新原材料循環(huán)。但其中也有一些成本過高或者沒有再回收價值的材料，例如玻璃鋼、巖棉等諸多材料，這時在綠色建筑中暖通空調(diào)的設(shè)計一定要合理的控制其用量，避免不可循環(huán)材料的浪費。

2 綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計的現(xiàn)狀

隨著人們文化水平的提高以及對社會環(huán)境生態(tài)現(xiàn)狀認識的加深，對綠色居住環(huán)境、商業(yè)環(huán)境、工作環(huán)境的要求隨之得以進一步提升。人們對生活環(huán)境的需求將成為現(xiàn)代暖通空調(diào)行業(yè)未來的發(fā)展方向，順應(yīng)綠色建筑的發(fā)展，未來暖通空調(diào)也需要朝著研究和應(yīng)用新材料新技術(shù)的目標(biāo)發(fā)展。雖然目標(biāo)明確，但由于我國先天的空調(diào)企業(yè)技術(shù)研發(fā)力量不足以及成本耗費過高等問題，導(dǎo)致暖通空調(diào)設(shè)計在向未來新技術(shù)發(fā)展的道路上行進緩慢。同時就目前而言，市場上所謂的節(jié)能空調(diào)基本上均是通過變頻實現(xiàn)的。隨著社會環(huán)境的發(fā)展，暖通空調(diào)設(shè)計技術(shù)的研發(fā)也必須緊鑼密鼓的進行，以便于滿足當(dāng)代社會保護環(huán)境節(jié)約資源的迫切需求。

3 實現(xiàn)綠色建筑中暖通空調(diào)設(shè)計的有效措施

3.1 太陽能節(jié)能技術(shù)

在眾多可持續(xù)發(fā)展的能源中，太陽能無疑是最好的選擇，取之不盡用之不竭，不僅沒有地域限制，而且環(huán)保無污染。組成太陽能供暖系統(tǒng)的主要有兩部分，分別是集熱器和循環(huán)控制系統(tǒng)。集熱器只要包含換熱水箱等其他加熱設(shè)備，而循環(huán)控制系統(tǒng)則由溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖等三部分組成。

太陽能供暖系統(tǒng)的主要工作原理為：源源不斷的應(yīng)用設(shè)備對太陽光予以采集，并將太陽光轉(zhuǎn)化成熱能；由熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)將熱能處理之后傳至換熱中心，到達換熱中心并成功轉(zhuǎn)換成熱水后便可進入地板采暖系統(tǒng)；最后一步便是通過電子儀器對室內(nèi)溫度加以控制和調(diào)節(jié)。天氣是變化無常的，當(dāng)出現(xiàn)陰天、雨雪天氣時，對太陽能的獲取則會出現(xiàn)困難，但這時控制系統(tǒng)將會自動進行轉(zhuǎn)換，進入到燃氣爐設(shè)備對其進行輔導(dǎo)加熱，這時即便在冬季居民也可以享受到溫暖，在其他季節(jié)太陽能充足時還可以為人們提供熱水，便利了居民生活。如果暖通空調(diào)系統(tǒng)能夠應(yīng)用太陽能技術(shù)，將會大大的降低生產(chǎn)成本，同樣也節(jié)約了大量原材料，最為明顯的是太陽能無污染，可以有效的保護環(huán)境，這將成為實現(xiàn)綠色建筑暖通空調(diào)的一大途徑。

3.2 地源熱泵應(yīng)用

地源熱泵技術(shù)存在有較高的經(jīng)濟和節(jié)能優(yōu)勢，特別是在解決供熱和制冷兩個方面，與空氣熱源泵相比有幾點較為突出的優(yōu)勢，例如地源熱泵系統(tǒng)影響的只是土壤的溫度，并不會對地面或地下水造成嚴重的破壞，也是當(dāng)前所了解的最為成熟，并對環(huán)境影響較小的去熱和散熱方式。地下土壤溫度變化的關(guān)鍵就在于埋于地下30 m～100 m的豎直埋管換熱器了。而埋管換熱器的性能在一定程度上又受到溫度高低的影響，但是如果能夠平衡冬季吸收和夏季排除的熱量，那么換熱器的性能也就不會受到太大的影響，更不會對地源熱泵的運行造成影響，因此地源熱泵較為合適的應(yīng)用地區(qū)主要是冬季夏季熱量能夠相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)。但也可以通過改變一些條件使其他地區(qū)也能應(yīng)用地源熱泵，例如在寒冷地區(qū)可以增設(shè)輔助供熱設(shè)備，而在溫度較高的地區(qū)可以建造冷卻塔供冷。

3.3 冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化

冰蓄冷系統(tǒng)耗電量小，有助于節(jié)約電力資源，并且經(jīng)濟效益良好，同時在低能耗的條件下還能實現(xiàn)低溫送風(fēng)，大大節(jié)約了能源。主要體現(xiàn)在兩方面：首先，能夠在用電高峰期的白天進行供冷，降低了大筆的電費支出。其次，條件相同時冰的蓄冷量明顯高于水的蓄冷量，因此蓄冷池的容積也較小，由此在一定程度上減小了熱損失，節(jié)約了能源。當(dāng)冷水達到1 ℃～4 ℃時，才能進行低溫送風(fēng)，風(fēng)機的動力和風(fēng)量也會在此時降低，這樣就起到了節(jié)能的效果。冰蓄冷系統(tǒng)有較高的COP值，因此即使制冷效率有所降低也無妨。尤其是在夜間，冰蓄冷系統(tǒng)的節(jié)能效果更為顯著。

3.4 自然通風(fēng)

自然通風(fēng)原始而有效的方式，有利于改善室內(nèi)舒適度和室內(nèi)空氣質(zhì)量，不消耗資源，沒有污染，因此為保護環(huán)境支持多是用自然通風(fēng)，現(xiàn)階段自然通風(fēng)主要由風(fēng)壓和熱壓實現(xiàn)的兩種通風(fēng)手段。

3.4.1 風(fēng)壓實現(xiàn)的自然通風(fēng)

風(fēng)壓是自然通風(fēng)的動力也是主要手段之一，為實現(xiàn)自然通風(fēng)，綠色建筑外的風(fēng)環(huán)境至關(guān)重要。因此，建筑物在設(shè)計和選擇施工地點時，務(wù)必要考慮建筑物的朝向和格局。進一步而言，為了能夠達到更佳的通風(fēng)效果，在設(shè)計時要考慮建筑的平面和剖面等細節(jié)，在設(shè)計時盡量減少空氣阻力，例如盡量將門窗設(shè)計在一條直線上，擴大開口面積。由于天氣的原因，室外風(fēng)速也會發(fā)生變化，這時可以人為的在窗戶上加控制風(fēng)速的設(shè)計，例如百葉窗戶等，以此使室內(nèi)通風(fēng)達到最佳效果。

3.4.2 熱壓實現(xiàn)的自然通風(fēng)

熱壓通風(fēng)原理則是利用室內(nèi)外溫度不同而導(dǎo)致的空氣密度不同，由此出現(xiàn)的壓力差而引起的空氣流動，熱壓通風(fēng)實現(xiàn)了室內(nèi)污濁的熱空氣與室外清新的冷空氣的交換，由于空氣密度的原因，熱空氣將在頂部通過，冷空氣則從底部流入。因此，在設(shè)計建筑物時內(nèi)部應(yīng)多設(shè)計豎向空腔，其頂部最好設(shè)計帶有可調(diào)節(jié)性質(zhì)的開口，目的就在于更好排除室內(nèi)污濁的熱空氣，真正實現(xiàn)自然通風(fēng)。

4 結(jié)語

全球氣候近些年不斷變暖，環(huán)境和能源問題越來越受到人們的重視。所以，在建筑暖通空調(diào)的設(shè)計過程當(dāng)中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)始終遵循可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，并努力推行綠色建筑的暖通空調(diào)設(shè)計，最大限度的節(jié)約能源。與此同時，在建筑施工中要盡可能采用綠色材料，以促進室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的進一步提高。

[1] 康 智.實現(xiàn)綠色建筑暖通空調(diào)技術(shù)的設(shè)計[J].科技與企業(yè)，2014，7(3)：90-91.

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Discussion on the technology of green building HVAC design

ZHANG Ma-bin

(ShanxiArchitecturalScienceResearchInstitute,Taiyuan030001,China)

According to saving, reuse, wide recycling, circulation principles of green building HVAC design, this paper analyzed the present situation of green building HVAC design, and elaborated the solar energy technology, ground source heat pump technology application, cold storage cold system optimization and natural ventilation design, prompted the green building goals of HVAC technology taking the sustainable development as theme.

HVAC, green building, principle, design

1009-6825(2014)35-0217-02

2014-10-09

張馬斌(1987- )，男，助理工程師

TU832

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