綠色建筑與暖通空調設計

田啟明

福建兆翔臨港置業有限公司（361000）

綠色建筑與暖通空調設計

田啟明

福建兆翔臨港置業有限公司（361000）

綠色建筑是將對太陽能和風能等可持續再生能源的利用運用到室內設計的一種形式。暖通空調系統想要在滿足室內空氣質量要求的前提下對空調系統的安裝、設計、環保和節能方面進行技術性的革新，通過對綠色建筑理念的科學結合，將建筑用戶的工作效率和經濟運行進行完善設計。文章通過對綠色建筑理念和暖通空調設計結合進行討論，希望對未來我國綠色建筑發展提供相關參考。

綠色建筑；暖通空調；設計

0 引言

人類建筑的發展歷史大致經歷了四個階段:第一階段為最初的“掩蔽體”階段，這種建筑階段中，建筑對于人類來說是遮風擋雨，抵御自然惡劣環境的掩蔽場所；第二階段是“舒適建筑”階段，這種建筑階段出現在工業革命之后，在混凝土和鋼筋投入建筑建設使用之后，建筑變得更加堅固，玻璃和電燈的出現使得人們對于寒冷和黑暗的抗性越來越強，空調的發明使得室內溫度得到更大的改善，大量人造合成的材料應用于室內裝潢。但是舒適型建筑卻給人們帶來了一定的負面影響，“空調病、建筑綜合癥、大樓并發癥、富貴病和軍團病”成為舒適型建筑帶給人們的致命缺陷；第三階段是“健康建筑”階段，自上世紀70年代以后，室內空氣質量問題開始逐漸凸顯出來，人們開始有意識的加大空調新風的供應頻率，減少有害化學品的使用，試圖營造一種理想的健康建筑；第四階段是“綠色建筑”階段。上世紀90年代之后，全球變暖現象日益嚴重，地球生態環境嚴重失衡，尤其是在工業革命之后，大量不可再生資源的不合理使用，使人類的生存環境愈發惡劣，為了和自然和諧共處，學者們提出了“綠色建筑”、“環境共生建筑”等一系列可持續發展建筑的概念。

1 綠色建筑的概述

綠色建筑的定義是：住宅、民用或工業建筑中，以對自然負責的心態進行設計、施工、使用、修改和廢棄的構造建筑。有人對綠色建筑的定義進行歸納，簡述綠色建筑為“4R 建筑”，即:即“Reduce”減少建設施工中建筑材料的各種資源和不可再生資源的使用；“Renewable”建筑過程中盡量使用各種可再生能源和材料；“Recycle”對回收材料和中水廢棄物設置相應回收系統；“Reuse”在建筑結構允許的情況下合理使用回收材料[1]。目前世界各地對綠色建筑的觀點和做法并沒有統一，而且由于文化差異,各地人民對建筑內部環境存在不同程度的要求。但是，從根本上講綠色建筑的定義是自然化和可持續發展兩大方面在建筑工程的有機結合。所謂綠色建筑是對自然資源的有效化利用，節能環保，回歸自然和健康的可持續發展建筑。

2 綠色建筑中暖通空調設計的特點及要求

綠色建筑的設計是綜合和動態設計相結合的，其設計原則為:健康的室內環境，對能量合理的使用，對可持續發展材料的使用，建筑的環保形態和建筑的精良設計。因此，綠色建筑在設計方面提出很高的要求，尤其是對于暖通空調的設計，需要設計人員掌握很多方面的知識，具有大局意識，在設計時應從環保、能源和經濟的角度把握設計思路，同時設計人員應熟悉計算流體力學、能耗分析和系統模擬工具的使用，對現代直接數字控制的運行邏輯有一定了解。在暖通空調使用過程中，暖通空調工程師應在室內環境、室內能源和其他一切資源的有效化利用方面對建筑用戶負責，使工程師的責任感得到社會的全面認同。

3 綠色建筑中暖通空調設計措施

3.1 被動太陽能輻射措施

暖通空調的被動太陽輻射設計的目的是為了有效利用能源，增加人們居住的舒適感。這個概念強調建筑設計中對家庭常用用能設備設計時，對其的能耗進行綜合考慮,減少建筑使用過程中的能耗。簡單講，被動太陽能輻射設計是對建筑中設備用能的所有方面進行平衡，通過使用可再生能源和提高用能效率的方法達到節能環保的效果[2]。

3.2 利用自然通風

在綠色建筑設計過程中，自然通風是降低空調能耗，改善室內空氣質量的重要措施。當然，這里指的自然通風不是傳統意義上的開窗通風，而是對建筑進行設計時，充分考慮能源消耗問題和使用空氣流體力學計算軟件進行計算分析，對建筑設計進行可持續發展的全面思考，在對室內進行良好空氣置換的基礎上，最大限度的借用自然條件節能減排，達到綠色建筑的標準。

3.3 自然能源和新能源的合理使用

綠色建筑設計中，對自然能源的利用已經被廣泛關注和使用。燃料電池和太陽能電池也逐漸在工程項目中應用:杜伊斯堡的商務促進中心已經在運營過程中使用太陽能電池和太陽能集水器；德國新國會大廈的能源系統采用的是應用生物能和并水熱能；日本大阪燃氣公司的NEXT21住宅樓也開始應用燃料電池[3]。

4 綠色建筑規劃設計中的暖通空調技術措施

在保障室空氣質量的前提下，還要做到節能減排的效果，風量可調的置換式送風系統、冷輻射吊頂系統、結合冰蓄冷的低溫送風系統、蒸發冷卻和去濕空調系統以及免費供冷系統成為綠色建筑中流行的空調設計使用方案。

4.1 置換式送風系統

置換式送風系統一般分為背景空調和個人空調結合進行下送風、桌面送風、置換式頂送頂回系統或者空調地板送風的方式三種形式。下送風方式是對人體周圍的熱濕空氣和污染空氣進行置換，提高通風效率。因為下送風方式只對人體周圍的環境品質進行改善，降低了空調負荷，在目前綠色建筑中得到廣泛的使用，在許多國家中都有應用[4]。

4.2 冷輻射吊頂系統

冷輻射吊頂空調技術具有良好的節能減排效果，在采用冷輻射吊頂空調技術的建筑中，為了保障其表面不產生水珠影響設備制冷，在設計時對室內采用多項保溫、遮陽技術措施，避免因為強烈的太陽輻射影響冷輻射吊頂的制冷效果，增加冷輻射吊頂技術的費用[5]。冷輻射吊頂系統起源于歐洲，法蘭克福銀行大樓的背景空調中采用的空調設計技術便是冷輻射吊頂技術，1998年日本東京竣工的索尼本部大廈采用的也是冷輻射吊頂空調設計。

4.3 蓄冷低溫送風技術

蓄冷低溫送風系統是現階段空調設計中廣泛采用的系統，除了使用水和冰蓄冷的應用外，建筑本身的蓄冷也可以得到應用。在建筑設計過程中通過周圍環境的改變,利用建筑外晚間溫差大的因素，通過晚間送風技術對空調設備進行蓄冷操作，這種方式進行的蓄冷操作為二次蓄冷，可以在空調使用時減少制冷設備的運行時間，減少空調制冷產生的環境負荷，提高設備用電效率。

4.4 蒸發冷卻和去濕系統

蒸發冷卻空調技術是種綠色仿生空調技術，其原理是對空氣進行直接蒸發冷卻和間接蒸發冷卻。蒸發冷卻系統采用水作為制冷劑，因此這種空調系統對環境沒有任何污染,而且進行冷卻制冷時，不需要消耗壓縮功，它的COP值相比機械制冷大得多。因此，蒸發冷卻制冷是一種節能環保型的制冷，但因為其技術要求過高，現階段只在發達國家的大型工業和商業建筑中得到使用[6]。

5 結語

現代社會的發展過程中，人們節能環保意識不斷加強,暖通設計作為建筑設計中的重要組成部分，通過使用綠色建筑技術對其進行優化，實現暖通設計中使用可持續再生能源代替傳統電力能源，促進我國建筑使用中的資源節約和保護，提高我國社會生產生活的經濟效益。為大力發展我國可持續能源的廣泛使用，設計人員應具有足夠的環境保護意識和能源節約意識，做到設計符合可持續發展的社會價值和環境價值，為我國可持續發展政策貢獻一份力量。

[1]左釗.綠色建筑與暖通空調設計[J].河南建材,2016(6):150-151.