浅析绿色建筑与暖通空调设计

浅析绿色建筑与暖通空调设计

瞿金蕊

关键词：绿色建筑；暖通空调；设计原则；应用

一、绿色建筑和暧通空调设计的原则

1、广泛的回用

暖通空调系统的回用主要包括系统整体和部分的回用，绿色建筑设计的暖通空调系统中各部分都可拆卸，具有相当大的独立性。如果在经过利用之后发生老化破损的情况，可对管材、运行设备中的部分非运转件等部分设备及材料进行维修和保养，在经过清洗等过程之后，这些材料仍然可以再利用。

2、最大化的节省

最大限度的节省能源和材料就是节省原则。这个原则主要包括在整个空调系统内涉及的制冷机、水泵、风机以及控制系统等方面的初投资过程中对原材料以及能源涉及材料的运行费用的节省，它包括整个空调通风系统的所有环节，对于新型的绿色建筑来说还包括暖通空调系统及其建筑物围护结构、室内照明等与暖通空调系统等等。

3、广泛的回收

广回收就是对暖通空调系统中的零部件和材料的回收，它和回用还是不相同的。前者主要指对零部件及材料进行分门别类的回收，而后者主要是对系统管道、设备报废后其在拆散或维修过程中对拆卸下来的零件等进行的广泛的回收。

二、暖通空调设计在绿色建筑的具体应用

1、主动式方法

所谓主动式手法,就是利用建筑自身和天然能源来保障室内环境品质。用主动式措施改善室内生态环境,主要是做好太阳辐射和自然通风这两项工作。基本思路是使日光、热、空气仅在有益时进入建筑,其目的是控制阳光和空气于恰当的时间进入建筑,以及储存和分配热空气和冷空气以备需要。

控制太阳辐射：太阳辐射对于暖通空调而言是一柄双刃剑:一方面增加进入室内的太阳辐射可以充分利用昼光照明,减少电气照明的能耗,也减少照明引起的夏季空调冷负荷,减少冬季采暖负荷。另一方面,增加进入室内的太阳辐射又会引起空调日射冷负荷的增加。控制太阳辐射所采取的具体措施有：

（1）选用节能玻璃窗。例如,在采暖为主的地区,可选用双层中充惰性气体、内层低辐射Low-E镀膜的玻璃窗,能有效地透过可见光、遮挡室内长波辐射,发挥温室效应;而在供冷为主的地区,可选用外层Low-E镀膜玻璃或单层镀膜玻璃,能有效地透过可见光、遮挡直射日射和室外长波辐射。国外最新利用液晶技术的智能窗,利用晶体在不同电压下改变排列形状的特性,可以根据室外日射强度改变窗的透明程度。

（2）采用将可见光引进建筑物内区,同时遮挡对周边区直射日射的遮檐。

（3）采用通风窗技术,将空调回风引入双层窗夹层空间,带走由日射引起的中间层百叶温度升高的对流热量。中间层百叶在光电控制下自动改变角度,遮挡直射阳光,透过散射可见光。

（4）利用建筑物中庭,将昼光引入建筑物内区。

（5）利用光导纤维将光能引入内区,而将热能摈弃在室外。

（6）最简单易行但又是最有效的方法是设建筑外遮阳板,也可将外遮阳板与太阳能电池(又称光伏电池)结合,不但降低空调负荷,而且还能为室内照明提供补充能源。

2、被动式方法

（1）置换式送风系统

置换式送风系统主要有以下几种形式：(a)背景空调与个人空调相结合的下送风或桌面送风；(b)用作全场空调的地板送风；(c)置换式顶送顶回系统。第一种形式又可以分成桌面可调球形风口和通过围挡屏静压箱的条缝风口送风两种形式。空调送风通过架空地板送到各工作站。一般每个工作站自带一台将送回风混合的循环小风机,根据各人的习惯和爱好可以调节桌面风口,以达到每个人最为满意的环境状态。工作站带有人体传感器,当人离开后经延时自动切断风机和工作照明的电源。第二种形式可以采用地面送风柱(可带再热)送风和地板送风口送风。如德国法兰克福商业银行的办公室部分就是采用了地板送风空调系统。第三种方式是利用喷嘴将空气送到地板附近,通过人体之后从上部灯具回风,起到置换作用,人可以通过遥控器控制风量和风温。

下送风先经过人体,将人体周围的污染空气和热湿空气置换掉,提高了通风效率,缩短了“空气龄“。

因为下送风只需保证人体周围(标高2m以下)的环境品质,因此也减少了空调负荷。

（2）冷辐射吊顶系统：今天的办公建筑中主要内热源是设备、照明形成的显热,而其中辐射成分又占了50%以上。因此,用辐射形式供冷可以平衡掉这部分热量。实验证明,辐射形式供冷可以提高人体舒适性。1998年日本东京竣工的SANKYO本部大厦和德国杜依斯堡的商业促进中心等均采用了将辐射板与室内吊顶结合的冷辐射吊顶空调方式。冷辐射具有出色的环境品质特性,冷吊顶空调具有良好的节能特性。但是采用冷吊顶系统的建筑有几个问题应当值得注意：第一,用冷辐射吊顶的房间窗户必须采取外遮阳措施,以减少太阳辐射对室内冷辐射效果的影响；第二,在我国南方高温高湿地区,必须采取一系列技术措施,确保冷辐射吊顶不结露；第三,室内气流组织应作仔细考虑，室内空气如果没有一点流速,居住者也会产生不舒适感。

（3）结合冰蓄冷的低温送风系统：蓄冷低温送风系统目前已在空调设计中被广泛采用。该系统虽然起不到节能的作用,但却能平衡市区用电负荷,提高发电效率,对环境负荷的降低是有利的。

（4）蒸发冷却空调系统：蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术,包括直接蒸发冷却(DEC)和间接蒸发冷却(IEC)。它采用水作为制冷剂,对环境无污染；另外,蒸发冷却系统制冷不需消耗压缩功,它的COP值比机械制冷大的多,因此,是一种节能环保型绿色空调产品。目前在我国新疆等西部地区的大型工业及商业建筑中得到广泛应用。

（5）去湿空调系统：去湿空调(DesiccantCooling)的原理很简单,室外新风先经过去湿转轮,由其中的固体去湿剂进行去湿处理,然后经过第二个转轮(热回收转轮),与室内排风进行全热或显热交换,回收排风能量。经过去湿降温的新风再与回风混合,经表冷器处理(此时表冷器处理基本上已是干冷过程)后送入室内。

结束语：

在社会经济不断发展的同时，人们对居住办公环境的要求也是越来越高，然而暖通空调技术的发展和进步正逐步满足人们亲近自然、拥有舒适、健康建筑的需求。随着人类对生存环境不断的认识和发现，能及时把新技术，新材料应用于现代建筑中，使我们的建筑成为真正意义上的“生态建筑”和“绿色建筑”！绿色建筑的兴起为暖通空调技术的进步和发展提供了前所未有的机遇，同时，暖通空调技术的不断发展，推动了现代建筑的可持续发展，为现代建筑的发展注入了生机和活力。

参考文献：

[1]黄翔；颜苏芊；绿色建筑与暖通空调设计[J]；.制冷与空调；2010（7）

[2]杨涛；对绿色建筑的几点思考[J]；科技信息；2010（07）

[3]张丽；浅谈绿色建筑在我国的发展[J]；科技与企业；2011（09）