談暖通空調技術在綠色建筑設計中的應用

路 文 淵

(太原理工大學建筑設計研究院,山西 太原　030024)

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談暖通空調技術在綠色建筑設計中的應用

路 文 淵

(太原理工大學建筑設計研究院,山西 太原030024)

結合寒冷地區某兒科住院樓的布局和使用功能特點，根據供暖、通風、空調、制冷和自控專業的相關規范要求，闡述了暖通空調技術在綠色建筑設計中的應用，旨在建造出既滿足醫療使用要求，又符合節能環保理念的醫療建筑。

醫療建筑，暖通空調，綠色建筑，節能

1　概述

2014年4月，國家頒布了新的GB 50738—2014綠色建筑評價標準，該標準進一步明確了綠色建筑的定義、評價指標和評價方法，確立了我國以“四節一環保”為核心內容的綠色建筑發展理論和評價體系，更好的貫徹執行節約資源和保護環境的國家技術經濟政策。

該標準中明確定義“綠色建筑”為在建筑的全壽命期內，最大限度的節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境、減少污染、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。綠色建筑的評價體系由節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源、節材與材料資源利用、室內環境質量、施工管理和運營管理7類指標組成，其中暖通空調專業在節能與能源利用和室內環境質量部分占據很大比例，本論文結合寒冷地區某兒科住院樓對暖通空調專業在綠色建筑設計中的應用及遇到的問題進行探討。

伴隨我國就醫環境的改善和醫療技術的提高，醫療建筑建設標準大大提高，醫療建筑的能耗也一直呈上升趨勢。對于醫療建筑，節能的前提是滿足醫療使用和衛生要求下，采取相應的技術措施實現節能。

2　工程概況

山西某兒科住院樓地上8層，空調區總面積約為22 000 m2，1層和2層為收費大廳、兒科診室、辦公室、餐廳和廚房，3層和4層為兒科住院部的病房、辦公室和相關醫療用房，4層～8層為醫生臨床培養基地，主要功能為示教室，宿舍和會議室。

該建筑夏季和冬季均為集中空調系統供冷和供暖，空調系統夏季冷源由制冷機房的兩臺制冷量均為1 400 kW的高效變頻直驅離心水冷機組提供，冬季熱源由集中供熱外網提供75 ℃/50 ℃熱水，經制冷機房的水—水換熱器，換熱后供回水溫度為60 ℃/45 ℃。門診大廳、輸液大廳、多功能廳和餐廳采用一次回風全空氣系統，冬、夏季均采用最小新風比，回風工況運行，過渡季采用80%送風量全新風運行；門診室、病房、辦公室、教室和宿舍采用新風+風機盤管空調系統；廚房采用全空氣直流式空調系統，廚房熱加工間選用補風式油煙排氣罩，同時在人員工作區域上部設置崗位送風，經平時排風機排出。

3　綠色建筑設計措施

根據當地地方政策要求，為推動本市“資源節約型、環境友好型”的社會建設，由政府投資的國家機關、學校、醫院、體育館等大型公共建筑應當按照綠色建筑標準進行設計，對該項目要求應能達到綠色建筑評價標準的二星級，下面結合實際工程的設計，對應綠色建筑評價標準中的暖通空調專業的相關條文，對部分評分項條款進行詳細闡述：

1)空調系統的冷源為兩臺高效變頻直驅離心水冷機組，其能效等級COP值為 6.31，滿足GB 50189—2015公共建筑節能設計標準和DBJ 04—241—2013公共建筑節能設計標準的要求，且提高幅度大于6%；冬季熱源由集中供熱外網提供75 ℃/50 ℃熱水，經制冷機房的水—水換熱器，換熱后供回水溫度為60 ℃/45 ℃。

2)經詳細計算，空調冬季供暖的熱水系統循環水泵耗電輸熱比為EHR-a=0.005 46<0.005 63，通風空調系統風機的單位耗功率(Ws)，兩管制系統風機單位風量置耗功率不大于0.3，普通機械通風風機單位風量置耗功率不大于0.27，空調冷水系統循環水泵耗電輸冷比為ECR-a=0.025 6<0.02 6，滿足GB 50189—2015公共建筑節能設計標準等的有關規定。

3)該工程中的大空間均采用全空氣系統，一次回風全空氣系統冬、夏季均采用最小新風比，回風工況運行，過渡季采用80%送風量全新風運行，并將排風機與新風閥聯動。

4)采取措施降低供暖、通風和空調系統能耗：

a.建筑主體部分，1層～8層房間區分南北朝向和東西分環，風機盤管和新風機的水系統供、回立管分設，新風系統分為左右兩個，減小風系統和水系統半徑；制冷機房的分集水器共分為四個分支，服務區域分別為：風機盤管，空氣處理機組，潔凈空調，專家周轉房四個區域；

b.整個空調水系統冷凍水側和冷卻水側循環泵均采用同步變頻技術和加減機技術，保證系統正常運行和保護水泵及主機設備安全，達到最大的節能效果;系統啟動時開啟一臺泵，一臺主機，且水泵頻率預置為主機最小流量對應頻率，隨著負荷加大，主機調整功率滿足供水溫度，而循環泵則提高頻率滿足回水溫度；加機時，首先將水泵流量調整到加機后主機所需的最低流量，連鎖兩臺水泵開啟，該過程需要一定時間完成，以確保流量變化率滿足要求，減機過程與此相反進行；

c.空調水系統、風系統均采用變頻技術，且供、回水系統每層分支處和空氣處理機組處安裝相應的水力平衡閥門，空調系統的一次回風空氣處理機組風機采用變頻控制，1層～8層的數字化分體式能量回收機組的新風和排風機組聯動、變頻控制。

5)1層～8層的數字化分體式能量回收機組的新風和排風機組聯動、變頻控制，通過乙二醇溶液進行液體回收排風的熱量，熱回收效率為61.9%>60%；利用乙二醇溶液進行液體回收排風的熱量，不僅節約了系統能耗，同時避免了新、排風的交叉感染，降低了空氣安全隱患。

6)室內風機盤管帶三速開關，溫度傳感器和電動兩通閥，由空調房間內的溫度傳感器控制風機盤管回水管上的電動兩通閥的開關，調節風機轉速，空調末端裝置可獨立啟停的主要功能房間數量比例大于90%；

7)廚房設置機械排風系統，排風量按25次/h計算，平時排風系統為總排風量的35%，排油煙系統為總排風量的65%，廚房選用自帶補風的油煙罩，油煙罩的局部補風和排風分別單設送風機和排油煙機；公共衛生間設置機械排風系統，排風量按10次/h計算，每層設置衛生間通風器，通風器與屋頂風機連鎖；合理設置送風口與排風口的位置，避免了交叉短路或污染。

8)提高和創新：

a.空調冷源采用高效變頻直驅離心冷水機組，冷水機組制冷性能系數COP=6.31，比限值5.5提高14.7%>12%；

b.1層～4層的醫療用房采取有效的空氣處理措施，進風上安裝G4級粗效過濾、F7級中效過濾器，回風口上安裝M5級低阻中效過濾器(初阻力小于50 Pa，微生物一次通過率不大于10%和顆粒物一次計重通過率不大于5%)和光催化型凈化裝置。

4　結語

暖通空調專業在綠色建筑設計中涉及的內容很廣泛，本文只是結合實際工程對綠色建筑設計中的部分常用節能措施進行了闡述，然而在合理利用蓄冷蓄熱、余熱廢熱、太陽能等可再生資源和科學合理的策略上還有很大的發展空間，更要跟建筑、結構、水和電燈其他專業的設計有效配合，才能更好的將綠色建筑以人為本、節能、環保和可持續發展的優勢充分發揮出來。

隨著環境污染日益嚴重，國家對節能減排的力度逐漸加大的情況下，國家對綠色建筑的鼓勵政策也會出臺，綠色建筑評價會逐步進入有經濟效益的階段；空調系統是醫療建筑的耗能大戶，采用綠色節能技術是暖通空調專業設計的必然趨勢，這就要求我們暖通設計人員不斷研究、探索，根據每個工程具體分析，在設計空調系統的時候應在滿足醫院使用需求的前提下，盡可能利用可再生能源，采用合理先進的設計方案，減少能源消耗，降低空調系統運行費用，建設更多節能、可持續發展的綠色醫療建筑。

[1]GB 50738—2014，綠色建筑評價標準[S].

[2]姜濤.綜合醫院暖通設計常見問題及節能措施探究[J].房地產導刊，2013(24):17-20.

Discussion on the application of HVAC technology in green building design

Lu Wenyuan

(AcademyofBuildingDesign,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)

Combining with layout and usage features of the inpatient hospital building for children in cold region, according to relevant regulations of heating, ventilation, air-conditioning, cooling and automatic majors, the paper describes the application of HVAC technology in green building design, with a view to building medical building not only meeting medical using demands but also comforting energy-saving and environmental protecting concept.

medical building, HVAC, green building, energy saving

1009-6825(2016)23-0191-02

2016-06-09

路文淵(1968- ),男,工程師

TU201.5

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