綠色建筑中暖通設計分析

韋海標

摘 要：近年來，隨著我國經濟社會的不斷發展，資源與環境問題日益凸顯，成為制約我國進一步發展的重要瓶頸。隨著城鎮化進程的不斷加快，城市生態環境不斷惡化，綠色建筑開始得到人們的普遍關注，其可持續發展的設計理念對解決生態環境問題有著重要的積極意義。本文主要針對綠色建筑中的暖通設計進行了簡要的分析，并對空調設計及采暖設計中的新型節能技術進行了簡要的闡述。

1引言

二十一世紀以來，隨著我國經濟社會的迅速發展，城鎮化進程不斷提速，城市規模不斷擴大，城市人口也不斷增多，給城市生態環境帶來了巨大的壓力，造成了嚴重的環境污染與生態破壞，制約著城市的進一步發展。近年來，酸雨、霧霾、沙塵等惡劣天氣頻繁發生，得到了人們的普遍關注，走可持續發展的道路，謀求人與自然的和諧發展已經成為城市發展的唯一出路。

隨著城市人口的不斷增長，城市建筑數量迅速增多，在給人們提供了工作、學習、生活空間的同時，卻也擠壓了生態環境的空間，消耗了大量自然資源，同時也對周圍環境產生了嚴重的破壞，尤其是建筑暖通系統作為建筑能耗的主要組成部分，更是扮演著極為重要的角色。隨著綠色建筑概念的提出，充分利用可再生資源，最大限度減少能源消耗，實現建筑與自然的和諧發展逐步正成為建筑暖通設計的宗旨。本文主要針對綠色建筑中的暖通設計進行了簡要的分析，并對空調及采暖設計中的節能技術進行了簡要的闡述。

2綠色建筑中的空調設計

2.1空調冷源的選擇

為了最大限度減少空調系統的能耗，首先需要根據實際情況，從實際需求出發，以經濟適用為原則，科學合理地選擇空調冷源。一般來說，常見的空調冷源主要有以下幾種：

（1）直燃機系統

直燃機系統功能較為強大，不僅具備夏季制冷功能，還具備冬季制熱功能，其運行時較為平穩，噪聲及振動較小，耗電量也不高，在北方應用較多，但其前期設備投資及后期運行維護成本相對較高，且使用壽命較短，整體運行成本較高，難以得到廣泛的應用。

（2）冰蓄冷系統

冰蓄冷系統是一種利用電網峰谷電力差價，通過冰蓄冷的方式，減少空調系統運行成本的方式。冰蓄冷系統雖然能夠有效減少空調系統的增容及運行成本，但其前期設備投資較高，需要占用較大的面積，系統的控制也較為復雜，且在建筑空調系統耗電量不高時，削峰填谷帶來的運行成本降低優勢并不顯著，因此應用也較為不夠廣泛。

（3）水冷式系統

水冷系統只具備夏季制冷功能，其設備相對簡單，不需要占用大量空間，系統可靠性也較高，前期投資及后期運行維護成本優勢明顯，且不受環境氣溫的影響，制冷效率較高，系統壽命也較長，在冬季不需要制熱的南方地區較為適用，得到了較為廣泛的應用。

（4）熱泵系統

根據使用冷熱源不同，熱泵系統可以進一步分為地源熱泵、水源熱泵及風冷熱泵等，地源及水源熱泵能夠充分利用周圍環境溫度對建筑進行調節，但其受環境條件的限制，難以得到大范圍推廣，而風冷熱泵的效率受環境溫度影響較大，在環境溫度較高時效率下降明顯，且運行噪聲較大，維護費用也較高，其應用也具有一定的局限性。

2.2空調系統的設計

2.2.1變頻智能控制技術

在大型建筑中，空調系統通常長期處于運行狀態，其負荷隨需求而不斷調節，因此變頻技術的應用具有顯著的節能效果。變頻控制技術一般主要應用在冷凍泵、通風機等電機設備中，由于電機的物理特性，其流量、揚程及功率分別與轉速、轉速的平方及轉速的立方成正比，因此在負荷降低時通過轉速的降低能夠實現單位流量功耗的有效減少，從而大大降低空調系統的整體功耗。通過對管網水壓、風壓的實時監測，變頻器能夠控制空調系統始終運行在最佳負荷狀態下，節能效果較為顯著。

除變頻控制技術外，智能控制技術也在綠色建筑空調系統中得到了廣泛的應用：對于人員密度變化較大的建筑，通過對室內二氧化碳濃度的監測，可以實時掌握人員數量的變化情況，從而智能地調節空調系統的功耗；通過對地下車庫一氧化碳濃度的監測，實時控制風機的轉速，從而避免不必要的風機運行能耗。

2.2.2排風能量回收技術

在建筑空調系統中，排放到建筑外的風中通常還帶有一定能量，直接排放造成了較大的浪費，通過排風能量回收技術，利用熱回收機組能夠進一步利用冷排風或熱排風中的能量，對新風進行預冷或預熱，從而大大減少新風制冷或制熱的能量損耗，起到顯著的節能效果。

通過上表可以看出，應用排風能量回收技術后，進一步利用了冷排風對新風進行了預冷，有效提高了建筑空調系統的運行效率。

2.2.3冷卻塔雨水回收技術

空調系統在正常運行時，需要使用冷卻水進行冷卻，而水資源作為消耗品，需要定期進行補充。為了減少空調系統對水資源的消耗，冷卻塔雨水回收技術開始在綠色建筑中得到廣泛的應用，其通過對屋面、路面的雨水進行收集，再經過過濾消毒后直接送入空調系統冷卻塔中，從而大大減少了對水資源的消耗。在南方多雨地區，冷卻塔雨水回收技術的效益十分可觀，能夠使建筑空調系統冷卻水補給量減少一半以上，水資源節約效果十分顯著。

3綠色建筑中的采暖設計

在北方地區，除空調系統外，冬季采暖系統的能耗也十分可觀，為了充分利用自然資源，減少采暖系統的能耗，一種太陽能-空氣能采暖技術開始在綠色建筑中得到推廣與應用。

太陽能作為一種清潔型可再生能源，其儲量豐富且開發便捷，在建筑采暖中得到了廣泛的應用。通過建筑屋面分散布置的集熱器真空管表面的鍍膜，能夠吸收太陽光照并將其轉化為熱能傳遞至管內的水，水在吸收熱量被加熱后因溫度上升而密度減小，在集熱管內會形成虹吸現象，使得熱水不斷上涌并存儲于儲水箱中，同時帶動集熱管下方的冷水進入集熱管進行加熱，形成管內水循環的動力源。根據住戶室內的采暖需求設置，控制器控制儲水箱按一定流量輸出熱水，并沿管道流至室內的發熱器中進行熱交換，之后再由管道回流至集熱管下端重新進行加熱。為了提高熱交換的效率，一般室內發熱器多采用地暖的設計方式，一方面提高發熱器與室內空氣的接觸面積，有利于管內熱水與室內空氣進行充分的熱量交換，另一方面減少室內空間的占用，有助于提高用戶的使用體驗。

空氣能采暖是一種利用熱泵，將熱量由室外溫度較低的空氣轉移至室內溫度較高的空氣的采暖方式?？諝饽軣岜弥饕烧舭l器、冷凝器、壓縮機以及循環管路等組成，其工作原理與制冷劑相似，但工作溫度范圍有所不同。空氣能熱泵中的壓縮機控制介質在室外的蒸發器進行蒸發，吸收室外環境中的熱量，并由管路進入室內，在室內的冷凝器中進行冷凝放熱，將熱量傳遞至空氣，從而實現建筑室內的采暖。與傳統采暖方式相比，空氣能采暖方式的采暖效率較高，由于遵循了逆卡諾循環原理，空氣能熱泵的能效比可以達到1：4，是普通電熱水器的4倍左右，是燃煤鍋爐的3倍左右，同時其在采暖過程中不產生任何廢物，無污染零排放，具有顯著的環保節能效果。空氣能采暖方式受氣候環境因素的影響較小，在不同區域不同環境不同天氣中均可以穩定的運行工作。

太陽能-空氣能采暖作為一種綜合利用太陽能與空氣能的采暖方式，在白天光照充足時，不需要利用空氣能進行加熱，只利用太陽能采暖即可滿足建筑室內的采暖需求；而在陰雨天氣及夜晚時，無法利用太陽能進行采暖或太陽能采暖無法滿足室內采暖需求，此時進一步利用空氣能熱泵對管道內的水進行加熱，保證建筑室內的溫度始終滿足采暖需求。通過太陽能-空氣能的互補作用，既實現了對太陽能的最大化利用，減少了采暖系統的能耗，又通過空氣能的利用提高了采暖系統對環境的適應能力，保證了建筑室內的采暖效果，具有顯著的節能環保效果。

4結束語

隨著綠色建筑理念不斷得到人們的認可與關注，綠色建筑的發展十分迅速，本文主要針對綠色建筑中的暖通設計進行了簡要的分析與闡述，相信隨著相關技術的不斷發展與完善，綠色建筑必將在可持續發展道路上發揮更大的作用。

參考文獻

[1]康智. 實現綠色建筑暖通空調設計的技術[J]. 科技與企業， 2014（7）：189-189.

[2]張馬斌. 綠色建筑暖通空調設計技術探析[J]. 山西建筑， 2014（35）：217-218.

[3]徐莉. 實現綠色建筑暖通空調設計的技術措施[J]. 工程技術：文摘版， 2015（12）：00036-00036.

[4]安敬曉. 實現綠色建筑暖通空調設計的技術要點研究[J]. 城市建設理論研究：電子版， 2015（17）.

[5]趙毅. 綠色建筑暖通技術及實現方式[J]. 中國科技博覽， 2015（4）：148-148.