探析綠色建筑暖通空調設計

摘要：隨著國家經濟快速發展和人口數量的逐漸增長，資源問題已經是影響國家發展的重要因素。為了盡可能滿足人們對資源的需求，所以我們在暖通設計中也應盡可能的將綠色節能的理念在整個工程建設中體現出來。建筑暖通空調設計應以人為本，將滿足人的舒適性要求放在首位，其對于室內熱濕環境、噪聲控制、空氣質量等方面要有更高的要求。只有與其他各專業相互配合，才能使建筑暖通空調設計達到較好的應用效果。

關鍵詞：綠色建筑;暖通空調設計;探討

1.綠色建筑暖通空調設計的原則

1.1節能原則

節能不僅指節約能源，還要節約材料。從整個空調系統內部所涉及到的水泵、制冷機、控制系統、風機等各個結構的投資過程，控制其原材料和能源涉及材料的投資費用和運行費用。而對于現代新型綠色建筑來說，暖通空調系統的設計、應用，還要與綠色建筑物內的圍護結構、室內照明等系統互相結合、互相協調、互相關系。

1.2回用原則

綠色建筑設計的暖通空調系統中各部分具有相對的獨立性，其大部分可以拆卸，在其經過一段時間運行甚至報廢后，其中的諸如管材、運行設備中的部分非運轉件等部分設備及材料經過維修、保養以及清洗等過程仍可回收再利用。

1.3廣回收原則

廣回收應包括暖通空調系統中的零部件和材料的回收，與回用的區別是其指對零部件及材料進行分門別類的回收，并非籠統的回收，比如對系統管道、設備報廢后其在拆散或維修過程中對拆卸下來的零件進行系統回收。

1.4循環原則

對暖通空調系統中設計的材料設備等進行回收、回用等后將廢料送到專門的工廠進行再生，從而實現原料——產品——廢料——原料為閉環的良性循環，而對于諸如玻璃鋼、巖棉等不能回收或回收利用成本過高的產品在設計過程中則應最大限度的限制其使用量。

2.暖通空調設計在綠色建筑的具體應用

2.1主動式方法

所謂主動式手法，就是利用建筑自身和天然能源來保障室內環境品質。用主動式措施改善室內生態環境，主要是做好太陽輻射和自然通風這兩項工作。基本思路是使日光、熱、空氣僅在有益時進入建筑，其目的是控制陽光和空氣于恰當的時間進入建筑，以及儲存和分配熱空氣和冷空氣以備需要。

控制太陽輻射：太陽輻射對于暖通空調而言是一柄雙刃劍：一方面增加進入室內的太陽輻射可以充分利用晝光照明，減少電氣照明的能耗，也減少照明引起的夏季空調冷負荷，減少冬季采暖負荷。另一方面，增加進入室內的太陽輻射又會引起空調日射冷負荷的增加。控制太陽輻射所采取的具體措施有：

a）選用節能玻璃窗。例如，在采暖為主的地區，可選用雙層中充惰性氣體、內層低輻射Low-E鍍膜的玻璃窗，能有效地透過可見光、遮擋室內長波輻射，發揮溫室效應;而在供冷為主的地區，可選用外層Low-E鍍膜玻璃或單層鍍膜玻璃，能有效地透過可見光、遮擋直射日射和室外長波輻射。國外最新利用液晶技術的智能窗（又稱開關窗，SwitchGlassing），利用晶體在不同電壓下改變排列形狀的特性，可以根據室外日射強度改變窗的透明程度。

b）采用將可見光引進建筑物內區，同時遮擋對周邊區直射日射的遮檐。

c）采用通風窗技術，將空調回風引入雙層窗夾層空間，帶走由日射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下自動改變角度，遮擋直射陽光，透過散射可見光。

d）利用建筑物中庭，將晝光引入建筑物內區。

e）利用光導纖維將光能引入內區，而將熱能擯棄在室外[。

f）最簡單易行但又是最有效的方法是設建筑外遮陽板，也可將外遮陽板與太陽能電池（又稱光伏電池）結合，不但降低空調負荷，而且還能為室內照明提供補充能源。

（2）利用有組織的自然通風：自然通風是當今生態建筑中廣泛采用的一項技術措施。它是一項久遠的技術，我國傳統建筑平面布局坐北朝南，講究穿堂風，都是自然通風，節省能源的樸素運用。只不過當現代人們再次意識到它時，才感到更加珍貴，與現代技術相結合，從理論到實踐都提高到一個新的高度。在建筑設計中自然通風涉及建筑形式、熱壓、風壓、室外空氣的熱濕狀態和污染情況等諸多因素。自然通風可以在過渡季節提供新鮮空氣和降溫，也可以在空調供冷季節利用夜間通風，降低圍護結構和家俱的蓄熱量，減少第二天空調的啟動負荷。實驗表明，充分的夜間通風可使白天室溫低2～4℃。

2.2被動式方法

（1）置換式送風系統

置換式送風系統主要有以下幾種形式（a）背景空調與個人空調相結合的下送風或桌面送風;（b）用作全場空調的地板送風;（c）置換式頂送頂回系統。第一種形式又可以分成桌面可調球形風口和通過圍擋屏靜壓箱的條縫風口送風兩種形式。空調送風通過架空地板送到各工作站。一般每個工作站自帶一臺將送回風混合的循環小風機，根據各人的習慣和愛好可以調節桌面風口，以達到每個人最為滿意的環境狀態。工作站帶有人體傳感器，當人離開后經延時自動切斷風機和工作照明的電源。

第二種形式可以采用地面送風柱（可帶再熱）送風和地板送風口送風。如德國法蘭克福商業銀行的辦公室部分就是采用了地板送風空調系統。

第三種方式是利用噴嘴將空氣送到地板附近，通過人體之后從上部燈具回風，起到置換作用，人可以通過遙控器控制風量和風溫。

下送風先經過人體，將人體周圍的污染空氣和熱濕空氣置換掉，提高了通風效率，縮短了“空氣齡“。由于下送風只需保證人體周圍（標高2m以下）的環境品質，因此也減少了空調負荷。

（2）冷輻射吊頂系統：今天的辦公建筑中主要內熱源是設備、照明形成的顯熱，而其中輻射成分又占了50%以上。因此，用輻射形式供冷可以平衡掉這部分熱量。實驗證明，輻射形式供冷可以提高人體舒適性。1998年日本東京竣工的SANKYO本部大廈和德國杜依斯堡的商業促進中心等均采用了將輻射板與室內吊頂結合的冷輻射吊頂空調方式。冷輻射具有出色的環境品質特性，冷吊頂空調具有良好的節能特性。但是采用冷吊頂系統的建筑有幾個問題應當值得注意：第一，用冷輻射吊頂的房間窗戶必須采取外遮陽措施，以減少太陽輻射對室內冷輻射效果的影響;第二，在我國南方高溫高濕地區，必須采取一系列技術措施，確保冷輻射吊頂不結露;第三，室內氣流組織應作仔細考慮，室內空氣如果沒有一點流速，居住者也會產生不舒適感。

（3）結合冰蓄冷的低溫送風系統：蓄冷低溫送風系統目前已在空調設計中被廣泛采用。該系統雖然起不到節能的作用，但卻能平衡市區用電負荷，提高發電效率，對環境負荷的降低是有利的。

（4）蒸發冷卻空調系統：蒸發冷卻空調技術是一種綠色仿生空調技術，包括直接蒸發冷卻（DEC）和間接蒸發冷卻（IEC）。它采用水作為制冷劑，對環境無污染;另外，蒸發冷卻系統制冷不需消耗壓縮功，它的COP值比機械制冷大的多，因此，是一種節能環保型綠色空調產品。目前在我國新疆等西部地區的大型工業及商業建筑中得到廣泛應用。

（5）去濕空調系統：去濕空調（DesiccantCooling）的原理很簡單，室外新風先經過去濕轉輪，由其中的固體去濕劑進行去濕處理，然后經過第二個轉輪（熱回收轉輪），與室內排風進行全熱或顯熱交換，回收排風能量。經過去濕降溫的新風再與回風混合，經表冷器處理（此時表冷器處理基本上已是干冷過程）后送入室內。

3.結語

隨著科學的發展，人類對生存環境不斷認識和發現，能及時把新技術，新材料應用于現代建筑中，使我們的建筑成為真正意義上的“生態建筑”和“綠色建筑”綠色建筑的興起為暖通空調技術的進步和發展提供了前所未有的機遇，同時，暖通空調技術的不斷發展，推動了現代建筑的可持續發展，為現代建筑的發展注入了生機和活力。

參考文獻：

[1]李志彬.淺談綠色建筑中太陽輻射能的利用[J].黎明職業大學學報，2013（3）.

[2]王如竹，翟曉強.基于太陽能熱利用的生態建筑能源技術[J].建筑熱能通風空調，2012（1）.