趙頔

（清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司）

1 綠色建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1 節(jié)能與環(huán)保

綠色建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)降低能源消耗，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)人類與自然的和諧共生，通過采用高效的設(shè)備、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、引入可再生能源等多種手段，有效控制建筑能耗，降低運(yùn)行成本。同時(shí)，設(shè)計(jì)師需關(guān)注建筑工程對(duì)環(huán)境的影響，減少溫室氣體排放，提高空氣質(zhì)量，降低噪聲污染等，為人們提供舒適、健康的居住環(huán)境。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保目標(biāo)，應(yīng)深入研究各種節(jié)能技術(shù)，合理選用建筑材料，采用智能控制系統(tǒng)以及自然通風(fēng)和照明等設(shè)計(jì)策略。各類綠色建筑認(rèn)證和評(píng)價(jià)體系也對(duì)節(jié)能與環(huán)保提出了具體的技術(shù)指標(biāo)和要求，為設(shè)計(jì)師提供了科學(xué)的評(píng)估和指導(dǎo)[1]。通過全球范圍內(nèi)的政策推動(dòng)和技術(shù)創(chuàng)新，節(jié)能與環(huán)保已成為當(dāng)今建筑設(shè)計(jì)的重要趨勢(shì)，對(duì)于提高公共建筑的綜合性能、降低能源消耗以及保護(hù)地球環(huán)境具有重要意義。

1.2 人性化設(shè)計(jì)

人性化設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在滿足建筑功能的同時(shí)，充分考慮使用者的需求、習(xí)慣和舒適度，為人們創(chuàng)造宜人的生活和工作環(huán)境，因此在規(guī)劃暖通系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)關(guān)注空氣質(zhì)量、室內(nèi)溫濕度、光照以及噪音等因素對(duì)人們身體健康和心理舒適的影響，兼顧節(jié)能與環(huán)保的要求。站在使用者的角度提供靈活的設(shè)計(jì)方案以滿足多樣化的需求。例如，在辦公室、學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑中，通過合理布局、采光設(shè)計(jì)、自然通風(fēng)以及智能控制系統(tǒng)等手段，創(chuàng)造一個(gè)適應(yīng)人們生活習(xí)慣、符合人體工程學(xué)的室內(nèi)環(huán)境，提高建筑的使用價(jià)值和人居環(huán)境滿意度，還能促進(jìn)人們的健康與幸福感，進(jìn)而形成積極的社會(huì)效益。

1.3 可持續(xù)性

設(shè)計(jì)師在規(guī)劃暖通系統(tǒng)時(shí)應(yīng)綜合考慮建筑的全生命周期，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行到廢棄階段實(shí)現(xiàn)對(duì)資源和環(huán)境的有效保護(hù)，確保建筑長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益[2]。通過采用可再生能源、自然通風(fēng)和日光照明等技術(shù)，降低建筑能耗和碳排放，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用；運(yùn)用環(huán)保型建筑材料、綠色植被等生態(tài)元素，減少對(duì)環(huán)境的破壞，促進(jìn)生態(tài)平衡；以及通過智能控制系統(tǒng)、節(jié)水設(shè)施等措施，提高資源的利用效率，降低運(yùn)行成本。可持續(xù)性的實(shí)現(xiàn)有賴于政府、企業(yè)、設(shè)計(jì)師和使用者之間的共同努力，形成良好的社會(huì)氛圍和市場(chǎng)環(huán)境。推動(dòng)可持續(xù)性在綠色建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的全面實(shí)施，達(dá)成人與自然和諧共生的目標(biāo)，創(chuàng)造更好的人居環(huán)境家園。

1.4 綜合性與適應(yīng)性

綜合性強(qiáng)調(diào)暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑整體規(guī)劃、其他相關(guān)專業(yè)綜合協(xié)同設(shè)計(jì)、設(shè)備選型等各個(gè)方面緊密結(jié)合，共同構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)性、高效運(yùn)行的整體解決方案；適應(yīng)性則著重于暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具備較強(qiáng)的靈活性、可實(shí)時(shí)控制性，以應(yīng)對(duì)氣候變化、使用需求、技術(shù)進(jìn)步等不確定因素，確保建筑在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性與可靠性。為實(shí)現(xiàn)此目的需要設(shè)計(jì)師在暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用多學(xué)科、跨領(lǐng)域的綜合思維，與專業(yè)人員密切協(xié)作，共同解決復(fù)雜問題。同時(shí)關(guān)注市場(chǎng)和技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)、新技術(shù)，結(jié)合通過對(duì)不同類型公共建筑、地域氣候、使用場(chǎng)景等多元背景的深入了解，以滿足不同項(xiàng)目的實(shí)際需求。

1.5 全建筑周期設(shè)備智能物聯(lián)

全建筑周期設(shè)備智能物聯(lián)指的是在建筑的整個(gè)生命周期中，通過智能化技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)暖通系統(tǒng)設(shè)備的智能化管理和協(xié)同運(yùn)行。通過將暖通設(shè)備與傳感器、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)相連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析建筑內(nèi)的溫度、濕度、空氣質(zhì)量等關(guān)鍵參數(shù)，并進(jìn)行智能調(diào)控，精確控制暖通設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)最佳的能源利用和舒適性。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，運(yùn)維人員可以通過手機(jī)或電腦隨時(shí)查看設(shè)備的狀態(tài)、運(yùn)行情況和報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑的綜合管理和優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。

2 綠色建筑暖通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

2.1 不同建筑環(huán)境下冷熱源的選擇

空調(diào)冷熱源選擇應(yīng)綜合考慮重要影響因素，初始投資、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行能耗，環(huán)境影響、運(yùn)行的可靠性安全性、使用壽命、建筑機(jī)房面積，燃煤鍋爐房要求的儲(chǔ)煤儲(chǔ)油條件、增容費(fèi)等。同時(shí)還需考慮建筑工程所在地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)、價(jià)格、政策導(dǎo)向、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、建筑物用途規(guī)模、冷熱負(fù)荷，以及消防、維護(hù)管理等問題，在設(shè)計(jì)初期與相關(guān)方進(jìn)行完善的冷熱源選擇論證，制定合理的組合方案。

2.2 自然通風(fēng)與通風(fēng)系統(tǒng)

自然通風(fēng)與通風(fēng)系統(tǒng)旨在通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)手法和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)外空氣的有效流通，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，降低能耗，提高使用者的舒適度。自然通風(fēng)是一種依靠氣候、建筑形態(tài)和建筑物間的空氣壓差驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)方式，不需要額外的能源消耗，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保[3]。在綠色建筑暖通設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分利用建筑物的開窗、立面、屋頂?shù)仍兀瑒?chuàng)造有利于空氣流動(dòng)的通道，達(dá)到高效自然通風(fēng)，必要情況下可以采用機(jī)械通風(fēng)或混合通風(fēng)方案滿足特定場(chǎng)景下的空氣質(zhì)量要求，降低對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的依賴，減少碳排放，通過改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。

2.3 日光照明與照明系統(tǒng)

綠色建筑的暖通設(shè)計(jì)中，照明系統(tǒng)可通過充分利用自然光源和科學(xué)合理的照明技術(shù)，為建筑空間提供舒適、高效的光照環(huán)境，降低能耗，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)。優(yōu)化日光照明與照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以顯著降低建筑物的能耗，降低相應(yīng)系統(tǒng)帶來(lái)的設(shè)備負(fù)荷，減少碳排放，同時(shí)提高使用者的視覺舒適度，有助于提升生活和工作質(zhì)量。

2.4 熱島效應(yīng)減緩措施

熱島效應(yīng)是指城市地區(qū)相對(duì)于周邊鄉(xiāng)村地區(qū)的氣溫更高，主要原因包括人類活動(dòng)帶來(lái)的能源消耗、城市建筑密度較高、綠化覆蓋不足等，會(huì)導(dǎo)致城市氣候變暖、能耗增加、生態(tài)環(huán)境惡化等問題，因此采取有效的減緩措施顯得尤為重要。在綠色建筑設(shè)計(jì)中，可充分利用綠色建筑材料，如高反射率的屋頂材料和外墻涂料，以降低建筑物吸收和釋放的熱量，減小對(duì)周邊環(huán)境的影響，或是增加城市綠化覆蓋，如屋頂花園、立體綠化、街道綠化等，利用植物的遮陽(yáng)、降溫和凈化空氣等功能，改善城市氣候，減少城市能源消耗，降低熱島效應(yīng)。

2.5 冷暖分區(qū)與空調(diào)系統(tǒng)

冷暖分區(qū)是指根據(jù)建筑物的功能、使用需求、室外氣候條件等因素，將建筑內(nèi)部劃分為不同的溫度區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)化的能源管理，在綠色建筑暖通設(shè)計(jì)中，冷暖分區(qū)與空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用需要綜合考慮建筑物的布局、結(jié)構(gòu)、材料、所處地域的氣候特點(diǎn)等多種因素，對(duì)建筑物的使用功能、人流密度、日照情況等進(jìn)行深入分析，制定合理的冷暖分區(qū)方案，確保各個(gè)區(qū)域的溫度需求得到滿足。接下來(lái)，根據(jù)冷暖分區(qū)的需求，選擇高效節(jié)能的空調(diào)設(shè)備，并配備智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)、定時(shí)開關(guān)等功能，以降低能耗、提高使用有效性和便捷性。

2.6 太陽(yáng)能與其他可再生能源利用

太陽(yáng)能與其他可再生能源在綠色建筑暖通設(shè)計(jì)中具有顯著意義，通過對(duì)環(huán)保、可再生的能源進(jìn)行高效利用，降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展。太陽(yáng)能作為一種清潔、無(wú)限的能源，可以通過太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽(yáng)能熱水器等設(shè)備進(jìn)行收集與利用，設(shè)計(jì)師應(yīng)充分研究建筑物的日照、風(fēng)力、水資源等自然條件，合理選址和布局，確保太陽(yáng)能光伏板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等設(shè)備的高效運(yùn)行，大幅降低建筑物的能耗，減少碳排放，從而緩解能源危機(jī)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

3 綠色建筑暖通系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)

3.1 建筑外墻保溫

建筑外墻保溫是采用高效的保溫材料和科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，提高建筑物的熱絕緣性能，降低能耗，減輕對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，旨在減少室內(nèi)與室外的熱量交換，降低建筑物的供暖和空調(diào)負(fù)荷，達(dá)到節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。應(yīng)選擇性能優(yōu)越、環(huán)保性能良好的保溫材料，以達(dá)到良好的保溫效果，還需要充分研究建筑物的熱工特性，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保保溫材料的有效使用。建筑外墻保溫設(shè)計(jì)不僅可以顯著降低建筑物的能耗，有效控制傳熱系數(shù)的設(shè)計(jì)取值，在寒冷地區(qū)，外墻保溫有助于減少室內(nèi)熱量的散失，降低供暖負(fù)荷；而在炎熱地區(qū)，外墻保溫則能有效抵御外部高溫，減輕空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。

3.2 高性能玻璃與窗戶

高性能玻璃與窗戶通過采用高效的玻璃材料和科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方式，提升建筑物的能源利用效率，是基于通過改善光照和熱量的傳遞特性實(shí)現(xiàn)室內(nèi)舒適度的提高和節(jié)能目標(biāo)。應(yīng)選擇具有良好透光性、熱絕緣性能和隔音效果的玻璃材料，如低輻射玻璃、中空玻璃、夾層玻璃等，以滿足不同場(chǎng)景的需求，并進(jìn)行合理的窗戶布局和設(shè)計(jì)，確保室內(nèi)光照和熱量的有效控制，降低供暖和空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

3.3 綠色屋頂與綠色墻體

綠色屋頂與綠色墻體是在建筑物的屋頂和墻體上種植植被，形成一個(gè)生態(tài)友好的微環(huán)境，有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，應(yīng)選擇適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和建筑物特性的植被種類，進(jìn)行合理的種植和布局，以保證綠色屋頂和墻體的生長(zhǎng)和維護(hù)，關(guān)注綠色屋頂和墻體的排水、防水、保溫等技術(shù)細(xì)節(jié)，確保建筑物的安全性和耐久性[4]。綠色屋頂與綠色墻體的應(yīng)用能通過綠色植被的蒸騰作用，減輕城市熱島效應(yīng)。

3.4 外遮陽(yáng)形式選擇、外圍結(jié)構(gòu)與保溫性能

合理的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)可以有效地減少夏季陽(yáng)光直射進(jìn)入室內(nèi)，降低室內(nèi)溫度和空調(diào)負(fù)荷。例如，在南向立面上采用可調(diào)節(jié)角度的遮陽(yáng)百葉窗，可以根據(jù)不同季節(jié)和時(shí)間調(diào)節(jié)百葉的角度，利用自然陽(yáng)光。外圍結(jié)構(gòu)是建筑與外部環(huán)境之間的屏障，對(duì)室內(nèi)熱量的傳遞起著重要的作用，采用保溫材料和隔熱層，有效地減少熱量的傳遞和能耗的損失。

4 結(jié)語(yǔ)

綠色建筑暖通設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、環(huán)保、人性化和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵。通過對(duì)節(jié)能與環(huán)保、人性化設(shè)計(jì)、可持續(xù)性、綜合性與適應(yīng)性、自然通風(fēng)與通風(fēng)系統(tǒng)、日光照明與照明系統(tǒng)、熱島效應(yīng)減緩措施、冷暖分區(qū)與空調(diào)系統(tǒng)、太陽(yáng)能與其他可再生能源利用、建筑外墻保溫、高性能玻璃與窗戶、綠色屋頂與綠色墻體等方面的綜合考慮，設(shè)計(jì)出更加節(jié)能、環(huán)保、舒適的建筑，為實(shí)現(xiàn)綠色、低碳、可持續(xù)的城市發(fā)展作出貢獻(xiàn)。