綠色建筑暖通設計存在的問題與對策淺析

劉塘斌

（長沙市建筑設計院有限責任公司，湖南 長沙 410007）

建筑能耗在各個行業中已居首位。在綠色環保和資源節約的今天，系統的能耗日益引起人們的關注，因此，節能的工作方式日益受到人們的青睞。特別是現代建筑，投資巨大，能耗高，如果暖通空調設計合理，既能節省能源，又能提高系統的運行效率。建筑暖通空調與國計民生密切相關，在確定設計方案時，應著重從暖通空調系統的科學建設和節能減排2 個方面進行深入的探討。但由于我國綠色建筑起步較晚，一些技術問題尚未解決。目前，我國的綠色建筑設計存在許多亟待解決的問題，解決這些問題將會推動我國綠色建筑的發展。

1 暖通設計對綠色建筑的重要意義

隨著我國經濟的不斷發展，人民的生活質量不斷提高，對居住環境的需求也越來越大，這對建筑業的發展起到了積極的促進作用。同時，人們對居住環境的需求不斷提高，使得建筑行業朝著多樣化、標準化的方向發展。同時，建設單位也從單純的追求數量上的優勢，轉向了提高建筑品質、營造綠色人居環境，以更好地滿足人們的心理需要。

在實際工程中，暖通系統的建設往往需要耗費大量的資源和能量，而且會對周圍的環境造成一定的破壞和污染。在這種情況下，建筑公司若能把綠色建筑的概念引入到建筑的設計中，就可以使各種資源的合理分配，從而降低能耗的負面效應。只有這樣，才能使建筑行業的核心競爭力得到進一步的提高，才能更好地適應行業的發展，實現環境與經濟的雙贏發展。

2 綠色建筑暖通設計存在的問題

2.1 綠色建筑概念理解問題

綠色建筑是指在設計一個建筑的過程中，實現資源利用的最大化，充分利用土地、能源等，在各個環節都能充分體現建筑設計中的綠色生態理念。綠色建筑是多個系統的有機結合，在暖通空調的設計中，由于一些設計人員對綠色建筑的內容理解不夠全面，或對綠色建筑的理解太過片面，致使實際設計中的一些細節不能很好的把握，致使其設計環境與實際環境不符，進而對后續的施工、運維等產生不利的影響。

2.2 規范、標準理解問題

綠色建筑相關的規范、標準是設計人員進行設計的依據，包括國家規范、標準及地方規范、標準。在工作過程中，設計人員需要理解、吃透國標和地標的區別，同時還需將兩者有機結合起來，我國地域遼闊，各地地方規范、標準相差較大，這樣很容易導致一些設計人員對地方規范條文的內容不夠熟悉，或對部分條款理解太過片面，將會使得設計出來的產品不能滿足綠色建筑的要求。

2.3 設計團隊專業之間的協作意識不強

綠色建筑的評估涉及很多方面的內容，這就要求每個專業的設計人員必須相互協作，有些項目需要專業廠家配合，并且專業廠家需在合適的時機介入，這樣有利于項目的各個系統有機結合，從而達到更好的效果。例如，在傳統的供暖系統設計中，通常是在工程后期才有專業的生產廠家參與，導致在方案階段專業生產廠家與暖通設計人員缺少必要的交流。再者產品更新換代非常快，容易出現設計人員對最新的技術產品認識不夠透徹的情況，設備選型與實際需求存在較大偏差，這樣將會導致系統運行時能耗偏高，不滿足設計要求。

2.4 設計方案中的問題

由于暖通系統的能耗在建筑能耗中的占比很高，所以暖通是建筑節能的重中之重。方案設計階段，如果沒有充分考慮建筑物自身的實際情況、環境條件、節能理念、資源狀況等因素，將會產生一些不合理的設計，甚至有可能導致設計產品成為高能耗建筑。例如，大型公共建筑的內、外區空調負荷特性相差很大，假如內區與外區采用相同的空調系統，在過渡季節和冬季會出現內外區房間溫差過大的情況，即在同一時間外區覺得冷，內區覺得熱，所以必須按兩套空調系統進行設計。

2.5 設計方案缺乏安全性

在綠色建筑的暖通系統設計中，系統的安全性是設計者必須首先考慮的問題。所以，設計者必須嚴格遵循規范，通過細致的分析和精確的計算，對系統進行優化，以確保其運行時的安全。但是，從目前的情況來看，部分設計者沒有意識到安全問題的重要性，從而忽略了應有的安全設計，導致系統存在安全隱患，將來有可能造成嚴重的安全事故。這明顯違背了當前環境下的綠色環保設計思想，對我國暖通設計產業的可持續發展造成了很大的影響。

3 綠色建筑中暖通設計對策

3.1 提升設計的系統性

暖通系統的設計受到多種因素的影響，所以在進行設計時應從多個角度進行綜合分析，以保證其系統性、全面性。北方的住宅項目包括通風、排油煙、供暖三大系統，設計者要從整體考慮，使得整個大系統運行最優。需要設計師了解住戶的具體要求，設計合理的排油煙系統，最大程度上滿足居民生活排放的要求。在進行通風系統設計時，在滿足住戶的通風要求的同時盡可能減少通風系統帶走的室內熱量，從而保證其設計符合節能的要求。在供暖系統設計時，要充分考慮供熱管網的維修和管理，并結合實際需要，在管網分支處設置相應的閥門，提高供熱管網的整體運行效率。

3.2 合理利用太陽能

太陽能是一種取之不盡，用之不竭的新型清潔能源，在這一低碳、節能、環保的綠色領域，設計出好的暖通系統，對綠色建筑的推行起到積極的促進作用。太陽能采暖系統分為主動型和被動型兩種形式。太陽能也可以應用于制冷系統中，即利用太陽能作為動力，實現制冷循環驅動，通過直接利用太陽能，進行吸收制冷。太陽能制冷系統最大的優點在于它具有很好的季節匹配性，夏天空調系統制冷量需求大的時候，太陽輻射條件最好。太陽能制冷常見的工作方式有吸收式、吸附式、除濕空調及噴射式制冷。根據項目所在地實際情況，選擇合理的太陽能制冷系統，優化太陽能制冷機與太陽能集熱器的搭配，不僅可以提高太陽能制冷系統的效率，還可以降低整個系統的造價，這對發揮太陽能制冷系統的優勢和推廣運用尤為重要。考慮到太陽能制冷是多個系統的組合，這就要求系統間的智能化控制必須要簡約、合理、有效，保障整個大系統的安全、可靠運行。

3.3 合理應用暖通節能科技

風量調節和分區調節在空調系統的節能運行中也尤為重要。通過采集室內的溫度、濕度、CO 濃度等信息，控制系統根據傳感系統反饋的情況，自動調節送風的溫度和送風量，從而達到節能運行的狀態。而分區控制系統可以根據內部的空間布局和功能劃分，在合理利用自然風的情況下，對各區域的風量進行科學的調節，從而減少系統負荷，降低資源消耗。此外，新型的節能技術如熱回收和蓄冷技術，在最近幾年已經被廣泛應用，這些技術都為綠色建筑的暖通設計帶來了更多的選項。

3.4 可再生能源設計利用

隨著科技的飛速發展，應將可再生的潔凈能源納入暖通空調設計中。可再生能源不但能提高節能效果，還能產生經濟效益，我國現有的可再生能源有太陽能、潮汐能、風能、地熱能等。這些能源取之不盡用之不竭，且對環境無害或者危害極小，而且資源分布廣泛，適合就地開發利用。例如，水源熱泵中央空調系統是利用地球水體所儲藏的能量作為冷熱源，該系統具有舒適度高、一機多用、環境效益顯著及運行穩定可靠且運行費用較低等優點。將其用于暖通系統，成為我國綠色建筑發展的必然趨勢。我們將會有更多的清潔可再生能源的研發與使用。所以，我們必須加強新技術的研發，把潔凈的可再生能源與暖通空調緊密結合起來，讓生活和工作更加便捷、舒適。

3.5 提升設計的規范性

綠色建筑中的暖通設計，需要設計者依據行業規范和準則，制定詳細、可行的暖通設計方案，提高整個建筑的品質，從而推動暖通產業的發展。為了提高自己的專業水準，設計者必須重視和掌握綠色建筑設計規范。在具體實施過程中，設計者要保證設計的產品與綠色建筑設計規范的要求保持一致，對暖通設計進行科學、規范的審查，以免因對設計規范的掌握、理解不到位而導致的質量問題。對審查中發現的不合理因素，設計者應引起的高度重視，并根據實際需求進行合理優化，提高系統的可靠性，確保其滿足綠色建筑和業主的使用要求。

3.6 注重熱回收技術的應用

空調系統通過控制室內的溫度、濕度、新風量等參數，滿足人們的舒適性要求。而空調系統中的制冷機組經冷凝器放出的熱量通常被冷卻塔或冷卻風機排向周圍環境中，對需要用熱的場所如賓館、工廠、醫院等是一種巨大的浪費，同時給周圍環境也帶來一定的廢熱污染。采用熱回收技術，將這部分冷凝熱加以利用，可以用于提供生活熱水，或是作為用戶的初級熱源。空氣熱回收裝置利用回風的冷（熱）量對新風進行預熱處理，滿足衛生的同時也實現了節能運行。按照熱回收裝置的工作原理分類，空氣-空氣熱回收裝置可分為溶液吸收式換熱器、中間媒體式換熱器、熱管換熱器、板式和板翅式換熱器、轉輪式換熱器等幾種常見形式的換熱器。設計者需要根據每個項目的實際情況，選擇合適的熱回收裝置，控制項目成本的同時實現能量的循環再利用，滿足節能和環保的要求。

3.7 運用新型節能設計理念優化蓄冷以及變頻系統

近年來，新型節能設計理念主要包括三大要點，即低碳性設計、協調性設計和可循環設計。尤其以低碳性設計最為火熱。暖通設計者將新理念融入設計中，對推動行業的發展將起到積極作用。在暖通空調系統中，蓄冷系統和變頻系統的設計是目前應用比較頻繁的系統。

（1）蓄冷是在電力系統處于低谷時進行制冷，將所生成的冰塊或冷空氣存儲于儲藏裝置中，在用電高峰期將所儲存的冰塊和冷空氣排出，從而達到制冷的目的，并降低電力消耗，從而達到節約能源和環境保護的目的。蓄冷設計的關鍵是要充分考慮到冷庫的智能化和儲冷效果。同時，要保證制冷機和蓄冷裝置在最優的組合下運行。在滿足使用要求的前提下，減少總投資。

（2）變頻調速對于暖通系統的節能運行有著重大意義。在空調系統設計中，冷熱負荷是必須考慮的重要因素，在設計時，一方面，要運用專業的負荷計算軟件準確計算出各個空調房間的逐時冷熱負荷；另一方面，還要結合項目的具體情況，選擇合適的控制方式。但是空調房間的負荷是隨著時間不斷變化的，影響的因素有很多。比如，季節變化、建筑內外濕度變化、建筑內外溫度變化、人員數量變化等等，當受影響的空調總面積比較大的時候，空調負荷的變化總量也很大。空調系統如何準確匹配實時負荷就顯得尤為重要，這就需要變頻控制來實現，暖通空調控制系統包括空調機組的群控、新風機組監控、空調機組監控、變風量監控等。通過變頻控制可以有效地降低系統能耗，達到節能效果，而且還能節約運行費用。

3.8 提升設計的安全性

為提高綠色建筑的安全性，在進行設計時，必須對綠色建筑的各種指標及具體工程的具體條件進行分析，并根據總結的工程經驗，對可能存在的安全隱患進行分析。暖通系統的合理設計一方面可以降低安全事故，另一方面還可以減少資源浪費，降低建設成本及周期。所以，為了提高建筑的安全性，必須把綠色、環保和安全的設計思想引入到綠色建筑設計中去。另外，設計者也要不斷提高自身的專業素養，以更加飽滿的工作熱情，積極借鑒、運用綠色環保的設計思想，并加強安全風險防范意識，進而全面提升綠色建筑暖通設計方案的整體性和安全性。

4 結語

總之，物質生活水平的提高，使得人們越來越注重居住環境的舒適，而暖通設計作為綠色建筑的一個重要部分，其科學與否也成了提高綠色建筑適宜度的一個重要因素。因此，要提高綠色建筑的科學水平，充分發揮其在改善人類生活環境方面的功能，就必須加強對暖通空調設計工作的關注。在進行系統設計時，必須堅持綠色環保的設計思想，充分考慮當地的氣候特點和實際建設目標，適時進行優化，提高其科學性和可靠性，提高綠色建筑的居住舒適性。