暖通空調設計在綠色建筑中的運用

王昱凱

摘要：對于建筑而言，暖通空調是指負責室內采暖、通風與空氣調節的系統及相關設備。該系統能控制室內空氣的溫度、濕度，提高室內環境舒適度，是大型建筑中的關鍵環節之一。暖通空調是實現綠色建筑、功能建筑、環保建筑和低碳建筑的重要基礎，所以應當在暖通空調設計環節充分體現“綠色、環保、低碳”理念，使其始終貫穿于暖通空調系統設計的各個環節位，切實反映出綠色建筑發展理念。在暖通空調系統設計過程中，設計人員應當明確綠色建筑設計基本理念，掌握綠色建筑內容，善于把握綠色建筑暖通空調系統設計原則，從而在建筑暖通空調系統設計過程中，以各種節能環保技術來降低暖通空調的能耗，充分體現綠色建筑設計理念。

關鍵詞：暖通空調技術;綠色建筑;設計;應用

1綠色建筑暖通空調設計需要堅持的原則

第一，回收。指的是暖通空調系統的各個材料和零部件都可以進行回收，回收是指對材料與零部件進行分類回收，而不是籠統回收;第二，節能。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、控制系統等各結構的投資過程，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;第三，回用。綠色建筑中整個系統的回用都與暖通空調系統有關。其暖通空調系統中的各部分都有相對的獨立性，大多數零部件可以進行拆卸。經過一定時間的運行后如果某個局部結構報廢了，其中的運行設備、管材等非運轉件或者材料經過一定的保養和維修，仍可進行回收再用;第四，循環利用。經過以上暖通空調系統中設備材料的回用和回收，廢料經過專門的處理后要可以再生，實現從原料到產品到廢料最后再變為原料的閉環良性循環。對于巖棉、玻璃鋼等相對成本較高但卻不能回收利用的原料，在設計時就要盡量少用，最大限度的限制其使用量。

2綠色節能暖通空調技術

2.1被動式方式

（1）利用自然通風。自然通風涉及因素較多，因此比較難以實現有組織的自然通風。但是可通過利用計算流體力學軟件與能耗分析軟件，并借助于先進的自動控制系統，使自然通風簡單易行。在過渡季節，有組織的自然通風能夠為室內提供新鮮空氣，并有效降低室內溫度。同時在高溫天氣時，充分利用夜間進行自然通風，使建筑圍護結構與室內家具的蓄熱量得到有效降低，從而使白天空調的啟動負荷大大降低。實踐發現，在夜間進行充分的室內通風，能夠使白天室內的溫度降低至2～4°。對于外窗無法開啟或雙層、三層的玻璃幕墻，可通過間接自然通風，將室內空氣引入雙層玻璃的夾層，然后排放到室外。

（2）控制太陽輻射。太陽輻射對于建筑暖通空調技術而言有利也有弊：首先，提高太陽光進入室內的輻射量，可以充分利用太陽輻射熱能，減少冬季暖通空調的采暖負荷，并能充分利用晝光照明，降低室內電氣照明的能耗。但是在夏季，太陽輻射量的增加又會導致室內日間空調冷負荷升高。因此必須對太陽能輻射能量進行有效控制。首先，選擇節能玻璃。優先選擇雙層玻璃、Low-E玻璃、鍍膜玻璃，使可見光能夠順利穿過，并對長波輻射進行有效遮擋，提高溫室效應。其次，應用內置百葉技術。雙層玻璃夾層中空腔安裝百葉，百葉的角度可通過光電或磁力控制而發生改變，從而對直射光進行有效遮擋，并使可見的散射光通過。另外，布置建筑外遮陽板。將外遮陽板結合太陽能電池，起到降低室內空調負荷的目的，同時為室內提供照明能源，實現了照明與空調負荷的有效協調。

2.2主動式方式

（1）冷輻射吊頂系統。冷輻射吊頂系統主要是利用銅盤管內循環的冷水和熱水，對室內的人們、地面、墻面及電氣設備等提供冷熱輻射，實現對室內溫度的調節，并達到制冷或供暖的效果，并由獨立的新風系統滿足室內的通風換氣需要（如圖1）。冷輻射吊頂系統搭配獨立新風系統，能合理控制室內濕度，提高室內舒適度，并能緩解冷輻射吊頂系統的室內空氣結露問題，因此合理搭配新風系統就顯得尤為重要。

在夏季工況時，將比常規溫度稍高的冷水即高溫冷水，溫度約為16℃-18℃，通入輻射板銅盤管管網格柵，使得吊頂板的溫度處于較低的狀況，并通過輻射的作用抵消室內的熱量，以為人們提供較為舒適的室內環境。在冬季工況時，將比常規溫度稍低的熱水即低溫熱水，溫度約為35-40℃，通入銅盤管管網格柵，使得吊頂板的溫度處于較高的狀況，并為室內傳遞熱量，達到取暖的效果。在應用冷輻射吊頂系統時，應注意以下幾點問題：首先，應用冷輻射吊頂系統的建筑，應做好室內的遮陽避免太遠輻射影響輻射空調的效果;其次，我國南方地區溫度高、氣候潮濕，因此必須采取合理的措施防止吊頂板結露;另外，合理組織通風，控制室內空氣流速，以提高室內人員的舒適度。

（2）置換式通風系統。置換式通風系統中，新鮮空氣通過調整后，通過利用下送風或頂回風的方式送入室內工作區，然后在密度差的作用下，使得冷氣流由于較大的密度而向下流動，并在地板區域的位置形成溫度適宜、空氣清新的空氣湖，熱氣流（向上）與冷氣流（向下）形成對流氣流向上部運動，并在房建頂部的排風口處排出室外。根據羽流原理，室內流場分成了下部低溫單向流動區以及上部紊流混合區，上下兩個區域形成一個熱力分層高度，而通過合理控制這一高度值，就能使室內的空氣質量得到保障，實現建筑的節能降耗功效。在進行置換通風系統的安設時，應符合以下要求：首先，置換通風器附近不能有體積較大的障礙物影響送風;其次，置換通風器較宜靠外墻或者是外窗的位置;另外，冷負荷較高的情況下，應根據要求安設多個置換通風器;此外，室內置換通風器的安設時，整體布局應與室內的整體空間相互協調。

（3）地源熱泵。它是利用地下淺層的地熱資源進行制冷和供熱的節能空調系統，地熱資源包括地表水和地下水，輸入少量的電能將低溫位熱能轉換為高溫位熱能。在冬天時可以發揮地熱能源的作用供室內采暖，而夏天則把室內的熱量提取出來釋放到低能中。其工作原理是利用地源熱泵通過相應的封閉管道從地表下收集熱量，再由環路內的循環水把熱量傳輸到室內。

3結語

總之，隨著全球氣候的變暖，環境和污染問題日益突出，備受關注。因此，在建筑設計暖通空調設計的時候，要注重可持續發展戰略，堅持綠色暖通空調設計理念，實現資源的有效降低。同時，材料要選擇綠色無污染的，促進和保證環境品質的提高。

參考文獻

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