暖通空调技术在绿色建筑中的应用

1、暖通空调技术在绿色建筑中的应用    摘要：绿色建筑是象征节能、环保、健康、高效的人居环境，暖通空调技术的发展必须要遵循绿色建筑的理念，坚持以人为本的宗旨，采用科学的环境控制技术，满足现代社会人们对室内环境品质日益增长的需求。本文把绿色建筑作为暖通空调技术发展的必然趋势，针对设计与应用的相关问题进行探讨。    关键词：绿色建筑；暖通空调；应用 绿色生态建筑是一种象征着节能、环保、健康、高效的人居环境，是满足人类生存与发展要求的理想建筑。就其本质而言，它具有两个最基本的特征，就是与自然环境友好以及令使用者健康、舒适

2、。暖通空调正是由人与环境这对矛盾对立统一关系长期发展而成的重要的环境保障技术。如今，暖通空调技术肩负着这样的使命:遵循""以人为本""的宗旨，采用科学的环境控制技术，为人类创建一种健康、舒适而又富有效率的建筑环境，从而满足现代社会里人们在生活、工作及其它活动中对室内环境品质日益增长的需求。1.绿色建筑是暖通空调技术发展的必然趋势70年代的能源危机曾震动全世界，在此之前，大多数商业楼宇中的HVAC系统为了满足空调房间的温湿度要求，常常会把空气制冷后又进行再热，而很少考虑能耗，再加上当时照明系统的耗能量是现在系统的2至3倍、围护结构的保温性能极差，以上种种因

3、素造成了能耗的迅速上升。另一方面，从HVAC系统形式上看，定风量，双风管和外区诱导系统的使用占了主导地位，这也在很大程度上增加了能耗。能源危机之后，人们对HVAC系统设计和运行观念发生了戏剧性的转变。新风量减到最低水平，照明度也随着降低，室内空气温度保持在能满足舒适感的下限。于是能耗下降了，但新的问题又产生了，那就是空气品质的恶化。随着建筑业的发展，人们的认识水平不断提高，暖通设计师们逐渐明白，要把节能和保护环境有机地统一起来，因此，以最少的能耗，创造健康、舒适的室内环境，并保护大气环境，这也正是绿色建筑对暖通专业的要求。按照这些要求，暖通空调的专业人员不仅要考虑HVAC系统的设计和运行，而且

4、还需要建筑其它方面的配合。2.绿色建筑的空调设计措施美国绿色建筑委员会(USGBC)所制定的绿色建筑评估体系能源与环境设计先导(leadership in Energy and Environmental Design，简称LEED标准)。满足LEED标准的空调设计，从条文上来看很简单，其实绿色建筑的实施不是几个独立部分的局部最优的简单组合。它是综合考虑多种因素之后的一个全局最优组合。2.1全年能耗分析计算软件的应用建筑能耗中包括了空调、采暖、照明、办公设备。不同的建筑形式、朝向、体形系数、窗墙比等因素都会造成各部分能耗的不同，影响到总能耗。例如，使用能耗分析软件对北京一栋13000m2的某建

5、筑进行计算，结果表明，全年能耗最高的是照明，其次是夏季空调，再次是办公设备，第四位才是采暖，这个结果和我们传统的概念是有很大的差距。因此，能耗分析软件可以指导我们采取适当的措施，最大限度地节约能源消耗。这项工作由于计算工作量太大，手算是不可能的。另外，如何利用自然通风，气流模拟软件也是必须的。2.2绿色材料的选择以及材料的回收再利用在现代化绿色建筑暖通空调设计过程中禁止使用HCFCs及Halons产品，减少CFCs制冷剂来进行制冷，并禁止使用对人体有害的石棉类保温材料，应尽量选用可回收利用及重复使用的管材及保温材料，包括保温材料、管道、密封材料等，同时应尽量选用本土材料，避免舍近求远的选择境外

6、材料，因为就地取材可大幅度的减少材料运输对环境造成的影响，既可降低成本、减轻业主负担，也可以在一定程度上促进当地经济的发展。2.3节约使用能源和自然资源满足最低能源消耗的标准。绿色建筑必须满足这一标准。LEED标准要求在最低的能耗基准上再节能10%60%。该能耗包括采暖、通风、空调系统，围护结构，热水供应系统，照明等，并且节约的能耗越多，获得LEED分值越高。优化能源利用，使用可再生能源。被动式太阳能技术、太阳能热水供暖、地源热泵，高温太阳能、地热、生物沼气等。选择高效节能的空调产品。空调产品的设计要优化寿命周期的经济性能。能源储备技术、变频技术都属于节能措施。要充分考虑使用。节约用水。使用高

7、效冷却塔，采取适当措施，使用地表径流或回收水作为空调系统补水。2.4改进建筑热工性能建筑物热工性能涉及到建筑形体系数气密性、建筑保温、建筑遮阳等方面，建筑内部绝大多数的热量是通过建筑围护结构散发掉的，因此热量传递速度与建筑外表面散热面积，由于建筑采暖能耗随体形系数的增大而增高；同时采暖建筑内通过空气渗透消耗热量达到30%40%左右，热量消耗形式主要是由于外窗的气密性较差和导线、管道等的出入口和烟囱风道以及部分结构连接缝隙等部位，因此为降低该部分能耗可以通过提高门窗制作及安装精度、选用新型材料、加强密封措施等来减少空气渗透。同时建筑保温新型材料可以在一定程度上增强其保温效果，对于节约能源具有重要

8、意义。为避免夏季不同方位造成的直接或间接的强太阳能辐射对室内温度造成较大影响可采用可调节的通风双层玻璃窗内置百页的形式来减缓该现象，由于百叶窗可以根据太阳辐射角度及强度来调节遮阳高度，从而可大幅度的降低暖通空调系统的使用功率。2.5地源热泵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。土壤是一种很适宜的热源，其温度适宜、稳定，蓄热性能好且到处都有。原状土在地下约10m深处温度几乎没有季节性波动，一般比全年空气平均温度高12。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。对于采用深井回灌方式的水源热泵

9、，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。3.暖通空调在绿色建筑中的应用基本思路是使日光、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。3.1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

10、，在采暖为主的地区，可选用双层中充惰性气体、内层低辐射LowE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LowE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（又称开关窗，Switch Glassing），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

11、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。3.2利用有组织的自然通风图1 风压作用下的自然通风        图2 热压作用下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。它是一项久远的技术，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。只不过当现代人们再次意识到它时，才感到更加珍贵，与现代技术相结合，从理论到实践都提高到一个新的高度。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。总结在新时代，绿色建筑的概念深入