绿色建筑中的暖通空调设计探讨

【摘 要】绿色建筑即指建筑设计建造及使用过程中充分考虑环境保护及能源要求，在满足建筑的各种功能同时有效的节约能源保护环境，即利用绿色建筑的设计来体现可持续发展需求，在设计过程中强调能源利用的集约化，结合当地气候环境来减少各种资源和材料的消耗，并充分考虑如何有利于建筑通风而不滥用空调通风系统。本文即详细探讨了绿色建筑中的暖通空调设计中的要点。

【关键词】绿色建筑；暖通空调；循环；太阳辐射；地源热泵

一、绿色建筑概述

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），保护环境和减少污染，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。绿色建筑以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。绿色建筑有如下特点：

（一）绿色建筑的全寿命周期性

绿色建筑的实现要求我们建造最低限度地影响环境的建筑物、最大限度地节约资源。这些要求使我们必须从规划、设计、施工、使用等方面综合考虑。在建筑规划、选址时就要考虑减少资源的消耗、与周围环境的和谐相处和对周围环境的保护；在施工过程中通过科学有效的管理和技术革新，最大限度地节约资源并减少对环境负面影响；在规划、设计和施工中要考虑建筑物的使用，将建造成本与使用成本和维修成本综合考虑，体现出绿色建筑的全寿命周期性。

（二）绿色建筑亲近自然，更加环保

绿色建筑的室内布局十分的合理，为人们创造出了一种亲近自然的感觉。它是以人、房屋和环境相融合相互协调的理念进行的建筑设计，尽可能的减少合成材料的使用，而是活用现有资源，例如阳光、空气等自然资源。

（三）绿色建筑资源利用率高

绿色建筑深入贯彻落实了科学发展观，切实转变城乡建设模式和建筑业发展方式，提高资源利用效率，实现节能减排约束性目标，积极应对全球气候变化，建设资源节约型、环境友好型建筑环境，从而提高生态环境水平，优化人们的生活品质。

二、绿色建筑暖通空调设计坚持原则―4R原则

（一）节省

节省原则即节省能源和节约材料。其包括在整个空调系统内涉及的制冷机、水泵、风机以及控制系统等方面的初投资过程中对原材料以及能源涉及材料的运行费用的节省，其应涉及整个空调通风系统的所有环节，而不是其中某个环节，对于新型的绿色建筑来说，其暖通空调系统还要与建筑物围护结构、室内照明等系统互相结合，互相协调。

（二）回用

暖通空调系统的回用涉及到系统整体和部分的回用，绿色建筑设计的暖通空调系统中各部分具有相对的独立性，其大部分可以拆卸，在其经过一段时间运行甚至报废后，其中的诸如管材、运行设备中的部分非运转件等部分设备及材料经过维修、保养以及清洗等过程仍可回收再利用。

（三）广回收

广回收应包括暖通空调系统中的零部件和材料的回收，与回用的区别是其指对零部件及材料进行分门别类的回收，并非笼统的回收，比如对系统管道、设备报废后其在拆散或维修过程中对拆卸下来的零件进行系统回收。

（四）循环

该原则是指在对暖通空调系统中设计的材料设备等进行回收、回用等后将废料送到专门的工厂进行再生，从而实现原料――产品――废料――原料为闭环的良性循环，而对于诸如玻璃钢、岩棉等不能回收或回收利用成本过高的产品在设计过程中则应最大限度的限制其使用量。

三、绿色建筑中的暖通空调设计要点

（一）保持良好的绿色建筑外部自然环境

绿色建筑的特点即健康环保节能，在绿色建筑中，充分利用自然资源便是暖通空调设计的优势和特点。因此，要将绿色建筑周围良好的外部环境在暖通空调的设计中充分发挥出来。因此，设计中就要充分保持建筑洁净的空气、水源以及土壤，使建筑物远离恶劣环境的影响，同时要特别注重树木和水的作用，水和植物被广泛的引入建筑内部空间。

（二）充分利用绿色材料

绿色材料健康环保无污染，在现代暖通空调设计中应被大量使用，而禁止禁止使用HCFCs及Halons产品，在选用制冷剂制冷方面要减少用CFCs进行制冷，在保温材料的使用中要禁止使用石棉类的保温材料。应尽量选用可回收利用及重复使用的管材及保温材料，包括保温材料、管道、密封材料等，与此同时，选用本土材料成为上乘之选，因为就地取材可以大大减少因材料运输对环境造成的污染。

（三）充分利用太阳辐射能

1、选用节能玻璃窗

例如，在采暖为主的地区，可选用双层中充惰性气体、内层低辐射 Low-E 镀膜玻璃窗，能有效地透过可见光、遮挡室内长波辐射，发挥温室效应；而在供冷为主的地区，可选用外层Low-E 镀膜玻璃或单层镀膜玻璃，能有效地透过可见光、遮挡直射日射和室外长波辐射。国外最新利用液晶技术的智能窗（又称开关窗，SwitchGlassing），利用晶体在不同电压下改变排列形状的特性，可以根据室外日射强度改变窗的透明程度。

2、采用通风窗技术，将空调回风引入双层窗夹层空间，带走由日射引起的中间层百叶温度升高的对流热量。中间层百叶在光电控制下自动改变角度，遮挡直射阳光，透过散射可见光。

3、最简单易行但又是最有效的方法是设置建筑外遮阳板，也可将外遮阳板与太阳能电池（又称光伏电池）结合，不但降低空调负荷，而且还能为室内照明提供补充能源。

（四）蒸发冷却空调系统

蒸发冷却空调技术是一种相当节能环保的空调技术。这种绿色仿生空调技术共包括两个系统，即直接蒸发冷却（DEC）和间接蒸发冷却（IEC）。蒸发冷却空调技术的节能环保性体现在：采用水作为制冷剂，因此对环境无污染；蒸发冷却系统制冷不需要消耗压缩功，COP值比机械制冷大得多，因此节能。当前这种空调技术在我国新疆等西部地区的大型工业建筑中应用广泛。

（五）冰蓄冷系统优化

冰蓄冷系统的优化最终目的通过低温送风降低能耗，从而实现节能。节能的实现途径主要分为两个方面，一方面是降低电费支出，即通过夜间将冷量蓄积在水中，再在白天用电高峰时将夜间蓄积的冷量进行释放，从而使电费支出减少。另一方面是节约耗能，因为同等条件下冰的蓄冷量是要高于水的蓄冷量的，蓄冷池的容积也会相对较小，这便减少了耗能。

当冷水温度在 1℃～4℃左右时，可采用低温送风，减小风机动力和风量，自然起到节能效果，虽然冰蓄冷系统中的冷冻机的制冷效率降低，但是整个系统的COP值增大，尤其是在夜间室外温度较低的时候，COP 值较高，此外制冷剂基本处于满负荷工作，工作效率和设备利用率也较高，即冰蓄冷系统的优化具有良好的节能效果。

（六）地源热泵空调系统

地源热泵是当前一种高效的空调方式，是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的。其中，土壤其温度适宜、稳定，蓄热性能好且易获得。地源热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季供冷。地源热泵的COP值可达 4.0以上。对于采用深井回灌方式的水源热泵，由于地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式，因此不使用任何水资源，也不会污染地下水源。当前，地源热泵的空调形式在我国山东地区应用广泛。

参考文献：

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[3]李志鹏.暖通空调技术在绿色建筑的应用[J].科技资讯，2010.7.