暖通空调设计在绿色建筑中的应用

摘要：针对“暖通空调”的环境污染问题，再结合绿色建筑的理念，将可再生能源应用于暖通空调系统成为一种趋势，也是实现可持发展，贯彻绿色建筑理念的必然选择。

关键词：暖通空调设计；应用

中图分类号：U260.4+3文献标识码：A文章编号：

引言：

随着现代化生活的发展，能源供应日益紧张,建筑能耗却不断上升,建筑中的能耗一般包括在通风、采暖、照明、空调、热水供应与电器等几项的能耗，这其中暖通空调能耗所占的比重逐年上升。对暖通空调能耗有着主要影响的因素有围护结构、室内设计标准、室内人员、室外气候条件以及设备照明等。因此，绿色暖通技术的节能与环保在民用建筑中有了广泛的应用。

1.绿色建筑的暖通空调设计

室内空气的高品质是暖通空调追求的目标之一。目前提出了两种改善室内空气品质的手段:一种是利用建筑自身和天然能源来保障室内环境品质；另一种是依靠机械、电气等设施，创造一种扬自然环境之长、避自然环境之短的室内环境。 这两种手段都不约而同的适应了“绿色建筑”的要求，实现了环保节能。

1.1 优化建筑结构

研究指出不舒适的室内环境，大部分是由于错误的设计思想造成的。

1.1.1“绿色建筑”要求合理有效地使用各种资源，目的是将能源和资源消耗降至最低程度。建筑物的布局采用高效保温隔热构造并充分利用太阳能。

1.1.2改善室内生态环境，多是利用建筑自身结构的改善和天然能源的应用，其中最主要的是考虑太阳辐射和自然通风问题。绿色建筑常采取的措施是：选用节能玻璃窗；采用通风窗技术，即将空调回风引入双层窗夹层空间，带走由日光引起的对流热量。

1.1.3“合理的自然通风”也是绿色建筑的优势之一，它可以在过渡季节提供新鲜空气并实现降温，并在空调供冷季节也可以利用夜间通风，降低围护结构和家具的蓄热量，减少第二天空调的启动负荷。

1.2 自然能源和新能源的利用

自然能源利用率是绿色建筑的设计标准之一。在工程中已经大量使用燃料电池和太阳能电池。日本鹿岛建设早在1989年在东京建成的TEPIA大厦采用了一种太阳―空气热泵系统。

1.3空调系统的设计

1.3.1方案设计

现在非常流行的空调设计方案是：在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统以及去湿空调系统。

为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式供冷。冷辐射吊顶应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证室内空气品质，又保证良好的室内热环境。而采用空调去湿方案，首先可以保证室内空气品质，其次采用去湿保证了绿色建筑对室内湿度控制在60%以下的要求。

1.3.2新风的作用

某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气污染。因此，绿色建筑中的暖通空调应该具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，因为新风在室内的流动对健康是必不可少的。

1.3.3 蒸发冷却技术

蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却(IEC)和直接蒸发冷却(DEC)。该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染;另外，蒸发冷却系统的COP值比机械制冷大得多，且它的制冷不消耗压缩功，它是一种节能环保型绿色空调技术。

1.3.4地源热泵空调系统

地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空调方式。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。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。

1.3.5免费供冷空调系统

免费供冷(Free Cooling)技术通过水系统来利用自然冷源。它也称冷却塔供冷，是一种节能降耗的系统形式。免费供冷的实现方式是：当室外空气湿度温度下降到某值以下时关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建筑空调所需要的冷负荷。在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高的比例，如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

2.绿色建筑暖通节能设计措施

绿色建筑的实施不是几个独立部分的局部最优的简单组合，它是综合考虑多种因素之后的一个全局最优组合。

2.1建筑能耗中包括了空调、采暖、照明、办公设备，不同的建筑形式、朝向、体形系数、窗墙比等因素都会造成各部分能耗的不同，影响到总能耗。因此，全年能耗分析计算软件应运而生，它可以指导我们采取适当的措施，以最大限度地节约能源消耗。

2.2在新的设计项目中，禁止使用CFCs和Halos产品，减少使用CFCs制冷剂，禁止使用对人体有害的石棉类保温材料，要选择可回收利用的管材以及保温材料，并且重复使用空调系统中的材料，包括保温材料、管道、密封材料、胶粘剂、油漆涂料等，做到选择绿色材料以及回收再利用。舍近求远选择境外的一些“新材料”是不符合绿色建筑的要求，就地取材，不仅可以减少材料运输对环境造成的影响，促进当地经济的发展，也能降低产品成本，减轻建筑业的负担。

2.3绿色建筑必须满足最低能源消耗的标准，并节约使用能源和自然资源。LEED标准要求在最低能耗(包括采暖、通风、空调系统，围护结构，热水供应系统，照明等)的基准上再节能l0％～60％，节约的能耗越多，获得LEED分值越高。优化能源利用，使用可再生能源(太阳能技术、太阳能热水供暖、地源热泵，高温太阳能、地热、生物沼气等)，选择高效节能的空调产品。

2.4要保证良好的室内空气品质和热舒适度，不仅室内空气要达到空气质量标准的最低要求，还应禁止在建筑内吸烟，并增设二氧化碳检测系统，应用置换通风、自然通风等手段来提高通风换气效率，以防止气流短路。

3.加强暖通空调设计方案几点建议

3.1确定暖通空调设计方案时，只有建筑师参与是不够的还应把设备工种的建议吸收进来，这样做的好处是如果建筑方案中没有对设备空间进行考虑，设备工种可以很好的弥补。曾经就出现过很多由于确定设计方案时没有考虑设备工种的建议，而导致设备设计难度加大，比如：进风口和排风口挤在了一起，完全不合规定。

3.2提升节能意识，目前很多单位在设计暖通空调的实际过程中，绝大多数的地区还是沿用以往的单一计算模式，对空调负荷进行计算，而且有的时候只注重计算单位使用面积的冷负荷，当然这些设计通常是根据设计师或者是设计师所工作单位人员的经验和要求来进行的；更为严重的现象是有些施工单位自己设计、自己施工，对于测算空调冷负荷的问题更是简单的套用家用空调的使用范围来进行，由于施工单位没有足够的设计经验和专业知识，所以这样做非常不利于暖通空调的节能；设计人员对于暖通空调设计各方面的因素考虑的过于片面，比如设计人员对要计算的负荷是末端负荷还是主机负荷不清楚，而且计算结果通常又没有综合考虑；对于设备配置运行是否经济节能考虑也不周到，所以说暖通空调是整个工程的一部分，设计师应从大局出发周详的考虑计算出准确的设计结果。

3.3加强对安全性的分析，暖通空调的安全性是务必要作为重点来考虑的，此系统的安全性主要涵盖了易燃易爆环境安全、消防安全、人身安全、重要设备安全、系统设备运行安全等几个方面的问题。当然这需要具体问题具体分析，比如在设计弹药厂或者煤矿等易燃易爆工程的暖通空调系统时，安全性是第一要素，就需要在设计中采取一些防护措施和方案。暖通空调设计过程中一定不要忽略了安全性这一重点，同时要切记具体工程具体分析，不能一概而论。

3.4方便管理操作，由于一年当中温度和湿度等都不是一成不变的，所以应对不同的季节情况，需要对空调进行相应的调节，那么这就要求系统要有很良好的调节性能，同时还要满足用户对其操作方便性的要求。空调自动化已经逐渐满足了人们的需求，相应的减少了管理人员的数量，从而也降低了人工费用，提高了对操作人员的要求。尤其是针对大型空调系统更适合采用自动控制。

4.总结

在可再生资源紧缺、建筑突飞猛进发展的今天，暖通空调的能耗要向着低能耗的绿色环保方向发展，这就要求暖通空调的设计方案既要考虑经济性、环保性、实用性、可操作性等技术指标的原则，又要注重暖通空调的设计、施工人员提高专业技能水平和道德素质。

参考文献：

[1]（美）陈义雄.浅说绿化建筑与绿化发展.暖通空调.2000.

[2]范存养.龙惟定.面向地球环境时代的空调技术.陕西建筑，2000.