淺析暖通空調(diào)系統(tǒng)在綠色建筑中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

段永

南京中央商場(chǎng)（集團(tuán)）股份有限公司 江蘇 南京 210041

1 綠色建筑的定義

依照我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50378-2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，它是由中國(guó)綠色建筑委員會(huì)推行實(shí)施的。綠色建筑是指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源、節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材、保護(hù)環(huán)境以及減少污染，同時(shí)為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。

綠色建筑是指建筑設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳎匀画h(huán)境高度協(xié)調(diào)，減少各類建筑材料，不可再生能源的消耗，同時(shí)充分利用新型的可再生能源和材料，利用回收材料，設(shè)置和完善廢棄物分類回收利用系統(tǒng)，甚至在條件允許時(shí)再次使用舊材料，減少粉塵和化學(xué)污染物的排放，追求最小的環(huán)境污染與最大的資源利用，以最小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)最大的收益，以期達(dá)到建筑、人文與生態(tài)的和諧統(tǒng)一[1]。雖然當(dāng)前國(guó)際上對(duì)綠色建筑的定義及做法沒(méi)有統(tǒng)一，特別是對(duì)室內(nèi)環(huán)境的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)大不相同，但通過(guò)比較分析可以看出綠色建筑基本包含可持續(xù)化、健康化與自然化幾個(gè)方面。

2 綠色建筑中暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

在建筑能耗中，暖通空調(diào)系統(tǒng)耗能占有相當(dāng)大的比重。一般來(lái)說(shuō)，可達(dá)到建筑能耗的40%～50%。為此，暖通空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)在綠色建筑項(xiàng)目中占據(jù)不可或缺的重要地位。

2.1 利用有組織的自然通風(fēng)

自然通風(fēng)是當(dāng)今綠色建筑中廣泛使用的一種技術(shù)措施，是人類歷史上長(zhǎng)期賴于調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的原始手段，是一種有著悠久歷史的傳統(tǒng)建筑防熱技術(shù)，是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的基本方法之一。自然通風(fēng)既有利于降低空調(diào)能耗，減少污染，又能滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求，同時(shí)提供一個(gè)健康舒適的辦公環(huán)境，自然通風(fēng)既能在過(guò)渡季節(jié)提供清新的冷空氣，又可以在空調(diào)供冷季節(jié)充分利用夜間通風(fēng)，降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蓄熱量，減少次日空調(diào)的啟動(dòng)冷負(fù)荷，在資源和能源愈加緊缺的今天，為了滿足建筑“可持續(xù)化”的要求。

2.2 遮陽(yáng)與采光的優(yōu)化設(shè)計(jì)

遮陽(yáng)不僅能豐富立面形態(tài)而且是南方建筑節(jié)能的主要措施，因此，南方建筑大多只關(guān)注了建筑的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)，而忽視了無(wú)太陽(yáng)直射時(shí)段及陰天情況下室內(nèi)的光環(huán)境，很不利于人的視覺(jué)健康。室內(nèi)充足的自然光線可減緩視覺(jué)疲勞，提高工作效率的同時(shí)可降低建筑照明能耗。鑒于采光對(duì)人類身心健康及節(jié)約能源的重要性，GB50033-2013《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)住宅、教室、病房等的平均采光系數(shù)提出了強(qiáng)制性的要求[2]，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分重視節(jié)能和采光問(wèn)題。采光口設(shè)計(jì)是建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)和采光設(shè)計(jì)關(guān)注的要點(diǎn)，是一個(gè)包含了視覺(jué)和建筑節(jié)能目標(biāo)的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)[3]，不僅要滿足建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)限定的遮陽(yáng)系數(shù)，同時(shí)，仍需滿足室內(nèi)建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中平均采光系數(shù)的要求。如何滿足晴天工況下的遮陽(yáng)系數(shù)及全陰天工況下室內(nèi)的平均采光系數(shù)做到兼顧遮陽(yáng)與采光便具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2.3 改進(jìn)建筑熱工性能

改進(jìn)建筑的熱工性能是綠色建筑設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。建筑的熱工性能涉及建筑的體形系數(shù)、建筑保溫、建筑形體氣密性、建筑遮陽(yáng)等多個(gè)方面。圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為建筑熱工性能指標(biāo)的重要一環(huán)，通過(guò)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量及傳熱速度與建筑外表面面積息息相關(guān)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，隨著建筑體形系數(shù)的增加，建筑采暖能耗隨之增大，因此，按照我國(guó)現(xiàn)行?民用建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?劃分了不同分區(qū)、不同類型的建筑體形系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一般建議0.3以下。

建筑節(jié)能與建筑保溫材料有著密不可分的關(guān)系，采用新型綠色保溫材料對(duì)于充分利用建筑物蓄冷蓄熱特性，增加建筑的熱慣性，降低采暖能耗，節(jié)約能源有著重要意義。通常我們將密度小于350kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)低于0.12W/(m·k)的建筑材料定義為保溫材料，常見(jiàn)的保溫材料有巖棉、礦渣棉及制品、玻璃棉及制品、聚苯乙烯泡沫板、硬質(zhì)聚氨酯、膨脹珍珠巖及其制品、膨脹蛭石及其制品、硅酸鈣制品和金屬箔等。

由于建筑的氣密性不良所引起的空氣滲透損耗熱量高達(dá)整個(gè)采暖能耗的30%～40%具有很大的節(jié)能潛力。這部分損耗熱量主要是通過(guò)建筑外門窗、管道管線的出入口、風(fēng)道以及部分建筑之間的接縫等部位實(shí)現(xiàn)。因此，選用密封性能好的新型材料及加強(qiáng)門窗制作及安裝精度是減少空氣滲透耗熱量的有效措施。

2.4 增加可再生能源的使用

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用是當(dāng)今綠色生態(tài)建筑的核心技術(shù)手段之一。該系統(tǒng)主要利用土壤、地下水及地表水源常年溫度的穩(wěn)定性，通過(guò)閉式埋管管路換熱系統(tǒng)及熱泵機(jī)組向土壤源及水源取熱、放熱，以達(dá)到對(duì)建筑物實(shí)現(xiàn)供暖或制冷的目的。土壤源作為一種理想的冷熱源，位于地下約10m厚的土壤溫度常年保持不變，夏季土壤溫度比空氣平均溫度低，而冬季土壤溫度又高于空氣平均溫度。

近年來(lái)隨著地源熱泵技術(shù)的不斷應(yīng)用，該技術(shù)越來(lái)越成熟，將其進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用，有效緩解了北方城市季節(jié)變化過(guò)程中太陽(yáng)能稀缺的問(wèn)題，而且具有較好的制冷功能。在地源熱泵技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，其不會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)較大的影響。利用地源熱泵技術(shù)在冬季太陽(yáng)能資源較少的時(shí)段來(lái)進(jìn)行取熱散熱工作。

2.5 空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)

（1）做好暖通空調(diào)系統(tǒng)的選擇。暖通空調(diào)系統(tǒng)的選擇是一個(gè)復(fù)雜的工作，其選擇指標(biāo)較為繁雜，不同的建筑物選擇的側(cè)重點(diǎn)有所不同，所以，做好暖通空調(diào)系統(tǒng)的選擇十分重要。在進(jìn)行綠色建筑的暖通空調(diào)選擇時(shí)，為避免單一目標(biāo)造成的某方面不足，影響綠色建筑的效果，在選擇過(guò)程中，采取的通常是多目標(biāo)決策法，其多從能源，效率方面著手選擇。

（2）做好綠色建筑中暖通空調(diào)的節(jié)能設(shè)計(jì)。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步的情況下，空調(diào)節(jié)能水平有了很大提升，變頻空調(diào)的出現(xiàn)解決空調(diào)高能耗的弊端，對(duì)于實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)有著重要意義。因此，在綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)變頻空調(diào)的使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綠色建筑技術(shù)在暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅能夠使得施工材料能夠進(jìn)行回收再利用，而且推動(dòng)暖通空調(diào)整體技術(shù)水平的提高，在進(jìn)行暖通空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員必須要遵循可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念，最大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，在改善環(huán)境的同時(shí)，促進(jìn)暖通空調(diào)企業(yè)的健康發(fā)展。