建筑生態環境與暖通空調系統的探討

霍勝旺

摘要：建筑生態環境主要是對于同建筑相關的一切的外在事物，主要包括有室內、外的熱、濕、光、聲以水等等環境，主要是一種生態的理念，主要是建筑，人，環境處于和諧相處的狀態。本文主要探討了建筑生態環境同暖通空調系統之間的關系。

關鍵詞：建筑生態環境；暖通空調；討論

中圖分類號： TS958.1+7 文獻標識碼： A

引言

進入新時期以來我國人民的生活水平逐漸提高，人民逐漸意識到節能同環保的重要性，開始注重生態建筑之中通過怎樣的合理設計才可以使得暖通空調更好的為人們服務。這不僅僅是社會的進步，同時也是人類的進步。當前暖通空調不僅僅是在工程之中還是我們平時的居家領域，其應用較為廣泛，如果可以使得空調在最節能，最環保的情況之下才可以為人們服務則是暖通空調最佳的運行方式。在全部生態建筑之中，暖通技術也有十分大的作用，暖通技術如果止步不前，那么生態系統就比較難有最好的狀態。

1、室內環境對暖通空調節能的影響

暖通空調的安裝和使用目的是為了保證用戶的基本居住溫度、濕度以及氣流速度的需要。當室內溫度驟然升高或者是空氣流通不暢時，需要打開暖通空調甚至提高基本數值，此時能源耗損相對提高。為此，為了節約能源，可以適當的保證室內基本溫度的恒定。恒溫和恒濕的居住環境既能保證用戶的基本生活需求，也能夠減少不必要的能源浪費。因此，根據上述要求，科研人員提出了相應的整改意見即在一般的舒適性空調中，以能夠使人體保持熱平衡而滿足人們的舒適感覺為目的；在恒溫恒濕或有潔凈要求的工藝性空調中，一切以滿足生產工藝為目標。而房屋的建筑熱工設計是恰當地利用房屋圍護結構的熱特性，抵抗室外氣候的變化，使房間內產生舒適的微氣候。

1.1、圍護結構對暖通空調負荷的影響

建筑圍護結構組成部件的設計對建筑能耗、環境性能、室內空氣質量與用戶所處的視覺和熱舒適環境有很大的影響。雖然增大維護結構需要增加建筑成本，但是通過增大維護結構帶來的節能效果卻相對明顯。需要注意的是，維護結構的改良需要結合建筑的實際環境特點和氣候等因素進行適當的調整，基本上通過采用高性能的維護建筑材料來實現節能目的。

1.1.1、門窗

門窗對室內溫度的影響主要集中在兩個方面，其一是，門窗的基本材料具有較差的保溫性能，不能起到基本的房屋保溫要求；其二是，門窗安裝中出現可避免的程度不一的縫隙，縫隙成為主要的風道，影響室內溫度的恒定。因此，對于門窗工程的改善也集中在對于門窗材料的選擇和門窗的安裝上。應該選擇具有一定保溫隔熱性能的高性能門窗材料，同時應該準確設計門窗安裝的圖紙，保證門窗安裝不出現大的縫隙，對于不可避免的縫隙可以適當進行填充。

1.1.2、屋頂

屋頂保溫效果會直接影響到整棟建筑的室內溫度環境。為了加強屋頂的保溫作用，首先需要采用質量達標的高性能保溫建筑材料，充分利用其熱工性能。其次，屋頂工程的施工不僅是簡單的保溫，同時應該注意防水和防潮。只有這兩項工作進行有機的結合，才能保證屋頂發揮其基本的保溫功效，維持室內基本溫度需求。

1.2、室內熱環境對暖通空調節能的影響

1.2.1、室內溫度的影響

我國面積遼闊，沒有熱帶和寒帶的領土區域，因此，居民的生活環境內有常年低溫或者常年高溫的現象存在，通常來說基于地域的因素，決定了我國冬季的氣溫過低，尤其是北方地區，室內外溫差極大，零下三十攝氏度的天氣也經常出現，為了保暖，北方需要進行大量的采暖舉措。同時夏季南方溫度過高，尤其是“三大火爐”地區，人們需要承受酷暑的考驗，為了降低溫度，同樣需要采取大量的降溫舉措。隨著建筑質量的提高和經濟水平的提高，這兩種舉措主要是通過暖通空調來實現，因此暖通空調的能源耗損與室內溫度因素密切相關。

1.2.2、室外環境的影響

室外環境作為室內環境的一個基本影響要素，也間接的影響著暖通空調的能源使用量。為了降低其能源耗損，技術人員應該盡量克服外部環境對室內溫度的影響，應該根據建筑的實際需要采用一定隔熱建筑材料、建筑保溫材料、防潮建筑材料等。同時，研究應該在抵制外部劣勢影響的前提之下，深入研究對外部環境優勢影響的利用層面，爭取將外部環境的有利因素利用到室內溫度調節中來。

2、協調兩者之間關系的方法

2.1、控制好太陽的輻射

太陽輻射具有雙方面的影響：一方面可以使得室內的太陽輻射增加，充分使用晝光進行照明，將電氣照明的能耗降到最低，減少照明引起的夏季空調冷負荷和減少冬季采暖負荷；而在另外一個方面，增加進入室內的太陽輻射還會引起空調日射冷負荷的增加。所以，我們要求對太陽輻射使用比較合適的控制措施。比如說使用節能玻璃窗。把可見光及時引進到建筑物內區之內，并且遮擋對于周邊區直射日射的遮檐。使用通風窗的技術，把空調回風引入到雙層窗夾層空間，帶走通過日射有引起的中間層百葉溫度升高的對流熱量。中間層百葉在光電控制之下可以自動改變角度，遮擋直射的陽光，透過散射可見光，使用建筑物的中庭，把晝光引入到建筑物內區。

2.2、常規能源的優化利用

例如對于小區中的采暖系統，在城市規模、市政管網設施等條件適宜的地區應推廣熱電聯產、集中供熱等大型采暖方式；在有合適的低溫熱源可以利用的地區可考慮采用熱泵等采暖方式；對以電為主要能源的地區，電力峰谷差大的地區宜采用蓄熱技術；泵、風機等動力輸送設備宜采用變頻技術；集中供熱應對熱網系統進行優化設計，并加強保溫；對于集中供熱的采暖末端應設有熱計量裝置和溫控閥等可調節裝置等。

2.3、使用計算機來進行輔助模擬設計

暖通空調系統主要是在逐漸變化的環境之運行的，那么就要求在設計的過程之中不僅僅應該考慮到系統運行之中的最不利工況，并且應該對系統運行的過程來進行預測，掌握動態的運行效果，如此才可以在設計以及運行過程之中做出較為合適的選擇。

2.4、可再生能源的開發與利用

應該盡量節約不可再生能源（煤、石油、天然氣），同時積極開發可再生的新能源，主要包括太陽能、風能、水能、生物能以及地熱等等無污染型能源，將可再生能源在暖通空調系統利用中的比例提高，而需要注意的是將可再生能源系統的效率提高。

2.5、確定合適的通風量及氣流組織形式

比較合理的氣流組織可以確保送風氣流送到要求到的任何地方，而不應該有死角出現，重疊以及短路等等不合理的現象。氣流出現死角一般是因為送風口布置不均勻，或者是因為數量不充足造成的；氣流出現重疊這是因為送風口數量過多；氣流有短路出現，這些在我們設計中都應該注意。

2.6、水的循環利用

可以結合當地水資源狀況以及氣候特點，確保安全的生活用水，制定與之相應的節水、污水處理回收利用、雨水收集以及回用方案，實現水的循環利用以及梯級利用。對于沿海嚴重缺水城市應該考慮到海水使用的方案。不斷提高水循環利用率以及用水效率，減少污水排放量。

2.7、日常運行的管理?在室外氣象參數隨著季節的變化而隨之變化，在室內余熱和余濕量經常變化的情況下，如果空調系統不作相應的調節，不僅浪費了冷量和熱量，而且會使室內參數發生相應的變化和波動，以至滿足不了設計的要求，因此，空凋系統的設計和運行必須考慮調節問題，保證在全年(不保證時間除外)內，既能滿足室內溫濕度的要求，又能達到經濟運行的目的。空調房間溫濕度設計參數，一般允許有一定的波動范圍，為了提高空調設備的調節質量并使能量消耗最小。空調系統的最佳運行工況必須依靠自動控制技術來實現。暖通空調系的運行中，需要風機和水泵來輸送介質。空調系統的水泵耗電量較大，在一般公共和民用建筑，空調水系統可占到空調總耗電量的15％～20％左右，減少空調水泵耗電量也能起到顯著的節能效果。在水系統節能中應該重視水系統設計。認真進行水系統各環路的設計計算，并采取相應措施保證各環路水力平衡。目前的一些空調系統設計，采用變頻水泵進行變流量運行也越來越普遍，通過改變水泵電機的轉速來控制水泵的流量，通過使用變頻調速水泵使水量隨冷熱負荷變化，可以達到非常明顯的節能效果。有資料表明，空調水系統采用變流量運行具有很大的節能能力，變頻器投資在1～2年內即可收回。當新風狀態變化，而空氣處理設備不作相應調節時，將會引起送風參數和室內參數的改變，導致能量的無益消耗；室外空氣狀態變化會引起建筑圍護結構傳熱量的變化，加上室內熱濕負荷也可能產生變化，最終也將導致前述同樣的后果。因此，對這兩種變化情況，集中聲調系統均應進行相應的運行凋節。

3、結語

為了逐漸將生活的舒適性提高、增進身體健康，在建筑之中應該盡力保護自然資源以及節約能源，降低環境污染、溫室氣體的排放，大力提倡以建造綠色生態建筑為主題，創造一個舒適、健康、便捷的生活環境是人類的共同愿望，同時也是建造綠色生態建筑的基礎以及目標。

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