简析绿色建筑与暖通空调设计

简析绿色建筑与暖通空调设计
摘要：随着地球变暖的进程不断加速，全球异常气候出现的周期缩短、频率增加，地球环境问题越来越显现出来。

全球范围内提出可持续发展理论的，人们更
注重对环境的保护。

“绿色建筑”作为实施可持续发展战略的任务之一，已被世界
许多国家所接受。

关键词：绿色建筑；暖通空调设计
引言
随着经济的发展，我国的经济建设取得巨大进步。

我国在环境友好型社会的
建设中，对环保型建筑的要求越来越高，因此，对绿色建筑自然就不断发展起来。

在绿色建筑中，暖通空调的设计至关重要，这对绿色建筑的整体节能具有重大意义。

一、绿色建筑的暖通空调设计
1.1自然能源和新能源的利用
自然能源利用率是绿色建筑的设计标准之一。

在工程中已大量使用燃料电池
和太阳能电池。

日本鹿岛建设早在1989年在东京建成的TEPIA大厦采用一种太阳―空气热泵系统。

根据实测，该系统在供冷与采暖季的COP值分别为2.1-5和
3-2.7。

1.2优化建筑结构
（1）“绿色建筑”要求合理有效地使用各种资源，将能源和资源消耗降至最低程度是其目标。

建筑物的布局采用高效保温隔热构造并充分利用太阳能。

（2）改善室内生态环境，多是利用建筑自身结构的改善和天然能源的应用，其中最主要的是考虑太阳辐射和自然通风问题。

绿色建筑常采取的措施：选用节
能玻璃窗；采用通风窗技术，即将空调回风引入双层窗夹层空间，带走由日光引
起的对流热量。

（3）“合理的自然通风”也是绿色建筑的优势之一，其可在过渡季节提供新鲜空气并实现降温，并在空调供冷季节也可利用夜间通风，降低围护结构和家具的
蓄热量，减少第二天空调的启动负荷。

1.3空调系统的设计
（1）方案设计
现在非常流行的空调设计方案：在低能耗，高室内环境品质的前提下，风量
可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统及去湿空
调系统。

为了平衡高层办公楼中设备、照明等主要热源形成的辐射热量采用辐射形式
供冷。

冷辐射吊顶应结合置换式送风，将新风采用下送风方式送入室内，既保证
室内空气品质，又保证良好的室内热环境。

而采用空调去湿方案，首先可保证室
内空气品质；其次采用去湿保证绿色建筑对室内湿度控制在60%以下的要求。

（2）新风的作用某些建筑由于装修材料含有挥发性有害物质造成室内空气
污染。

因此，绿色建筑中的暖通空调应具备良好的通风系统，实现合理的自然通风，因为新风在室内流动中对健康是必不可少的。

（3）蒸发冷却技术
蒸发冷却空调技术是一种绿色仿生空调技术，包括间接蒸发冷却（IEC）和直
接蒸发冷却（DEC）。

该系统采用水作为制冷剂，实现空调运行对环境无污染；
蒸发冷却系统的COP值比机械制冷大得多，且其制冷不消耗压缩功，其是一种节
能环保型绿色空调技术。

（4）地源热泵空调系统
地源热泵空调系统是利用土壤、地下水或江河湖水作为冷热源的一种高效空
调方式。

土壤是一种适宜热源，其温度适宜稳定，蓄热性能好且到处都有。

地源
热泵全年运行工况稳定，不需要其他辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热夏季
供冷。

地源热泵的COP值可达4.0以上。

对采用深井回灌方式的水源热泵，由于
地下水抽出后经过换热器回灌至地下，属全封闭方式，因此不使用任何水资源，
也不会污染地下水源。

（5）免费供冷空调系统
免费供冷技术通过水系统来利用自然冷源。

它也称冷却塔供冷，是一种节能
降耗的系统形式。

免费供冷的实现方式：当室外空气湿度温度下降到某值以下时
关闭冷水机组，以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷，提供建
筑空调所需要的冷负荷。

在空调系统中，冷水机组的能耗占有极高比例，如用冷
却塔供冷技术可少开或不开冷水机组，其节能效率将会是显著的。

二、暖通空调在绿色建筑中的应用
2.1主动式方法
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，及储存和分配热空气和冷空气以备需要。

（1）控制太阳辐射：太阳
辐射对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。

（2）利用有组织的自然通风：自然通风是当今生态建筑中广泛采用的一项技术
措施。

我国传统建筑平面布局坐北朝南，讲究穿堂风，都是自然通风，节省能源
的朴素运用。

与现代技术相结合，从理论到实践都提高到一个新高度。

在建筑设
计中自然通风涉及建筑形式、热压、风压、室外空气的热湿状态和污染情况等诸
多因素。

2.2被动式方法
被动式手法就是依靠机械、电气等设施，创造一种扬自然环境之长、避自然
环境之短的室内环境。

当今建筑由于其规模和内部使用情况的复杂性，在多数气
候区不可能完全靠主动式方法保持良好的室内环境品质。

因此，要采用机械和电
气的手法，在节能和提高能效的前提下，按“以人为本”的原则，改善室内生态环境。

在既要节能，又要保证室内环境空气品质的前提下，风量可调的置换式送风
系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统及去湿空调系统在国外绿色
办公建筑中已成为流行的空调方案。

（1）置换式送风系统。

（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。

（2）冷辐射吊顶系统：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50%以上，用辐射形式供冷可平衡掉这部分热量。

（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）。

其采用水作为制冷剂，对环境无污染；蒸发冷却系统制冷不需消耗压缩功，其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。

结束语
社会经济的快速发展提高人们的生活质量，但也导致资源、能源大量损耗，对社会的可持续发展造成巨大威胁。

绿色建筑的兴起为暖通空调的进一步发展和完善带来机遇，应改变传统暖通空调的设计理念和运行观念，以可持续发展为原则，在技术上勇敢创新，设计更健康舒适、环保节能的暖通空调，为中国的社会主义现代化建设作出更大贡献。

参考文献
[1]黄璞洁，许伊那，何耀炳等，绿色建筑理念在中国科学发展观展示馆暖通空调设计中的体现[J]，暖通空调，2012，42（8），50-54.
[2]董大纲，张杰，基于《中新天津生态城绿色建筑评价标准》的暖通空调设计，2011，41（12），21-24.。