浅议LEED认证中暖通设计的内容

1、 129Vol.25 No.22011 年 4 月Refrigeration and Air ConditioningApr. 2011.129133文章编号：1671-6612（2011）02-129-05浅议LEED 认证中暖通设计的内容史晓蕾 程 港（中机十院国际工程有限公司 北京 100083）【摘 要】 介绍了 LEED 绿色建筑评价体系中与暖通专业设计相关的认证条款，并针对相关条款的要求，对暖通专业设计需注意的内容、设计原则及可能取得的分值进行了讨论。【关键词】 绿色建筑；LEED 认证；暖通空调中图分类号 TU831.3 文献标识码 BDiscussion of HVAC Des

2、ign Requirement in LEED CertificationShi Xiaolei Cheng Gang( China Machinery TDI International Engineering Co., Ltd, Beijing, 100083 )【Abstract】 Describes the clauses of LEED certification related to HVAC design. According to the requirement of each relativeclause, discusses the HVAC design content,

3、 design principle and anticipated scores.【Keywords】 Green building; LEED Certification; HVAC0 引言公和居住环境2。随着全球各界对节能环保要求的不断提高，1.1 LEED 认证的 9 个评价分册1建筑节能成为全球节能的重要环节之一。绿色建筑以其能充分利用环境自然资源、不破坏环境基本生态平衡、节能环保等特点越来越得到世界各国的关注。在众多的绿色建筑评价体系中，LEED认证以其完善的评估系统、市场化的评估运作机制以及易于世界操作等优势成为最具影响力的评价体系之一。LEED评价体系主要由以下9个评价分册构成，

4、分别是LEED NC2.2（“新建和大修项目”分册），LEED EB（“既有建筑”分册），LEED CI（“商业建筑室内”分册），LEED CS（“建筑主体与外壳”分册），LEED for schoo（l “学校项目”分册），LEED Home（“住宅”分册），LEED ND（“社区规划”分册），LEED for retail（“商店”分册）和LEED for healthcare （“疗养院”分册）。本文针对LEED NC2.2 （“新建和大修项目”分册）中对暖通专业设计内容进行初步探讨。1 关于LEED 认证LEED建筑环保认证是美国绿色建筑委员会U.S Green Building Co

5、uncil 建立并推行的“绿色建筑 评 估 体 系 ” （ Leadership in Energy and1.2 LEED 认证评价体系的6个方面LEED 评分标准由以下 6 个方面组成3：（1）可持续发展的建筑场地；Environmental Design），始于1995年 。该体系根1据ASHRAE标准进行深入定量分析，帮助项目团队明确绿色建筑的目标，制订切实可行的设计策略，使项目在能源消耗、室内空气质量、生态、环保等方面达到国际认证体系LEED的指标和标准，为项目今后的用户提供高质量、低维护、健康舒适的办（2）节水（包括合理的利用及保护水源以及废水处理）；（3）能源与环境（包括优化能源

6、使用，利用绿色能源以及保护环境）；（4）材料与资源（包括废物管理及资源循环作者简介：史晓蕾（1982-），女，硕士研究生，工程师。收稿日期：2010-06-29 130制冷与空调2011 年利用）；（6）室内环境质量方面评分的先决条件 1 为：（5）室内环境质量（对室内通风、光照及舒最低室内环境质量要求。室内环境质量应符合ASHRAE62.1-2004：可接受的室内空气质量通风标准的最低要求或当地通风标准的规定，以严格者为准。适度等室内环境质量的要求）；（6）创新设计（包括对绿色建筑教育与宣传等）。LEED认证将以上 6个方面的评分内容又分为若干条具体的评分条件，并为各项评分条件列出其执行目的

7、、需满足的要求及可能的执行策略，最终按照各项条件的完成情况进行量化打分，满分为69分。建筑的最终得分将决定该绿色建筑的认证等级。认证等级分为认证级、银级、金级和白金级四个级别，不同评价分册对认证级别所需的分数要求也不相同。以LEED NC （“新建和大修项目”分册）为例，认证级为2632分、银级为3338分、金级为3951分、白金级为5269分。（7）室内环境质量方面评分的先决条件 2 为：吸烟环境控制。通过在建筑内禁止吸烟，在建筑外设指定的吸烟区域等方法，使非吸烟人群不会暴露在吸烟环境中。2 LEED 认证中暖通设计需注意的内容在 LEED 认证评价体系中，能源利用与环境和室内环境质量两方面

8、的评价内容中所包含的全部 5条先决条件及其中的 22 分有效评分，都属于暖通专业需要关注及配合设计的主要内容。1.3 LEED 认证评价体系各方面的先决条件LEED 认证评价的 6 个方面所包含的评分条件都分为先决条件和评分条件两种，其中评分的先决条件是进行该方面评分的前提，只有满足先决条件的情况下才能进行评分，各方面的先决条件如下：2.1 能源利用与环境评价中暖通设计需注意内容2.1.1 先决条件（1）先决条件 1：整体建筑系统优化调试。要求核实并确保建筑基本元素和系统按照业主意图设计、安装和调试，在减少系统安装和运行过程中的能源消耗、降低运行及维护费用的基础上保证所有系统高效有序的运行。要

9、求聘请调试专家对暖通空调、制冷、风能或太阳能利用系统及相关的控制系统进行调试。确定系统安装、性能测试、人员培训、操作及维护等符合要求。该项要求暖通专业施工图中包含确定的调试要求。（1）可持续发展建筑场地方面评分的先决条件为：水土流失和沉积控制；要求针对建筑场地执行“水土流失和沉积控制计划”并应符合美国环保局（EPA）2003 年发布的建筑活动许可中对沉积和水土流失控制的要求或符合当地水土保持和泥沙淤积控制标准或规范，以严格者为准。（2）先决条件 2：能源使用最小化。（2）能源与环境方面评分的先决条件 1 为：整体建筑系统优化调试。要求核实并确保建筑基本元素和系统按照业主意图设计、安装和调试。（

10、3）能源与环境方面评分的先决条件 2 为：能 源 使 用 最 小 化 。 要 求 设 计 建 筑 应 符 合ASHRAE/IESNA 标准 90.1-2004（无修正条款）或符合当地能源标准要求（以严格者为准）。（4）能源与环境方面评分的先决条件 3 为：减少通风、采暖、空调设备中的 CFC。要求在新建建筑的通风、采暖、空调和制冷设备中不使用含CFC 的制冷剂。要求设计建筑应符合 ASHRAE/IESNA 标准90.1-2004（无修正条款），或符合当地能源标准要求（以严格者为准）。通过优化建筑外围护结构、暖通空调系统、制冷系统、照明系统等降低建筑整体的能源消耗。利用计算机模拟系统评估能源利用

11、情况，将该建筑能耗与设定的基准建筑能耗相比较。暖通设计中必须满足该项评分条件对建筑外围护结构传热系数、管道保温、冷机效率、锅炉效率、排热设备效率等的要求。其中对冷机效率的要求较为严格，详见表 1。（3）先决条件 3：减少通风、采暖、空调设备中的 CFC。（5）材料与资源方面评分的先决条件为：可回收物品的储存和收集。要求提供方便的地点给整幢大楼，用于回收材料，包括（至少）纸、硬纸板、玻璃、塑料和金属的分离、收集和储存。要求在新建建筑的通风、采暖、空调和制冷设备中不使用含 CFC 的制冷剂以减少对大气臭氧层的破坏。 第 25 卷第 2 期史晓蕾，等：浅议 LEED 认证中暖通设计的内容131能、地

12、热能等能源，减少与化石燃料能源使用有关的环境影响。表1 冷水机组能效要求Table 1 Requirement of Chillers efficiency（3）加强调试工作（1 分）。要求在项目设计的初期就根据业主要求、系统设计原理及施工计划制定出可行的调试方案。由第三方对系统进行调试、对系统操作人员进行培训，并完成调试报告和系统手册，使系统在最佳运行状态。冷机类型设备容量（kW）最低能效COP=4.45IPLV=5.20COP=4.90IPLV=5.60COP=5.50IPLV=6.15COP=5.00IPLV=5.25COP=5.55IPLV=5.90COP=6.10IPLV=6.405

13、28水冷螺杆式冷水机组52810551055（4）更好的制冷剂方案（1 分）。新建建筑必须使用机械制冷时，使用对大气中臭氧和温室效应影响最小的暖通空调系统和制冷系统，选择使用制冷剂比较少的暖通空调设备和制冷设备，并适当延长设备的寿命。加强系统维护防止制冷剂向大气泄漏。在消防系统中不使用含 HCFCs 和 Halons 的设备。528水冷离心式冷水机组52810551055（5）投入运行后的测试（1 分）。随着时间的推移，对能量的消耗进行计量。制定一个测试计划来评估和验证建筑物及能源系统的实际性能，安装必要的测量设备来测试能源利用情况，通过比较实际性能和建筑模拟的基础性能来评估能源使用效率。测试

14、和验证时间为建筑完工投入使用后不少于一年。2.1.2 评分条件（1）能源使用最优化（最高10分）。利用计算机模拟系统设定与新建建筑相应的基准建筑并模拟得出基准建筑的能耗。将新建建筑能耗与基准建筑的能耗进行比较并量化得分。该项得分与建筑节能百分比相关，详见表2。暖通空调系统设计需采用高效设备、变频技术、热回收等节能技术降低新建建筑能耗。（6）使用绿色能源（1 分）。使用建筑电能35%的绿色能源至少两年。所使用的绿色能源需能源管理中心认可。绿色电力包括太阳能，风能，地热能，生物能和低污染的水力发电。2.2 室内环境质量评价中暖通设计需注意的内容2.2.1 先决条件表2 建筑节能百分比与得分对照表T

15、able 2 Energy cost savings percentage for each pointthreshold先决条件 1：最低室内环境质量要求。设计通风系统应满足或超过 ASHRAE 标准中对最小室内通风率的要求（不同使用功能的房间其最小通风率也不同），防止室内空气质量问题并提高室内人员舒适度。在通风和空调系统设计时需确定相应的新风和排风标准。新建建筑节能百分比（%）得分10.5 114 217.5 321 4先决条件 2：吸烟环境（ETS）控制。在建筑内禁止吸烟或在建筑内设定吸烟区并有效控制烟气。当吸烟区设在建筑外部时，选定的位置应使受污染的空气不能进入建筑开口（如门、窗等），

16、吸烟区不使用循环通风系统，同时该区域应远离建筑入口、新风口和门窗至少 25 英尺。当吸烟区设在建筑物内部时，该区域应可密闭，设置单独的通风系统将烟气直接排向室外。吸烟区的空气不应与非吸烟区的空气循环系统相通。吸烟区的门关闭时，24.5 528 631.5 735 838.5 942 10（2）可再生能源利用（最高 3 分）。本项目在于鼓励使用无污染可再生的能源，如太阳能、风 132制冷与空调2011 年吸烟区应保持平均 5Pa，最小 1Pa 的负压。2.2.2 评分条件（1）有效的通风监测（1 分）。安装永久监测系统，监测通风系统是否满足最低要求。为所有监测系统安装报警装置，当超出最低要求时，

17、报警装置通过楼宇自动报警系统通知管理人员或提示楼内住户。通风监测分为对室内 CO 的监测和对室2内新风量的监测。对人员密集的区域（设计人员密度大于或等于每 1000 平方英尺 25 人）采用 CO 监测系统，通过2计量 CO 的浓度，使室内 CO 浓度接近室外空气22中 CO 的浓度。CO 传感器的安装高度应距离地板223 英尺到 6 英尺之间，安装点应设在能代表室内典型 CO 浓度的位置（如回风管内）。当 CO 的浓22度超出最低要求的 10以上时，监测系统提供警灯或警鸣声音。对于非人员密集区域的机械通风系统，直接测量 新 风 通 风 率 。 最 小 新 风 通 风 率 应 处 于ASHRA

18、E62.1-2004 规定的最小设计室外通风率的正负 15%的范围内。当探测到室内通风率低于要求的 15时，监测系统提供警灯或警鸣声音。（2）加强通风（1 分）。对于设置机械通风的 区 域 ， 要 求 提 高 空 气 流 通 率 ， 至 少 高 于ASHRAE62.1-2004 标准的 30，对于采用自然通风的区域，运用自然通风建模工具来分析确定每个房间的空气流量。需要注意的是由于增强通风会引起空调系统能耗的增加，所以暖通设计过程中需对室内通风率进行优化，在提高室内空气品质和增加空调系统能耗之间取得平衡。图1 ASHRAE 规定的90人员可接受的室内温湿度范围Fig.1 90 acceptab

19、le limits of the ASHRAE standard3 LEED 认证指导下的某厂房设计3.1 工程概况某厂房位于天津塘沽海洋高新技术开发区，用于生产飞机复合材料次受力结构件和内装饰件。厂房为单层建筑，局部为二层。厂房内包括生产车间、仓库、培训室、办公区、餐厅及设备用房。总建筑面积为23896.29m2，其中空调面积为20793.08m2。空调系统的设计总冷负荷为 4384.8kW，总热负荷为3460.1kW。冷源为两台离心式冷水机组单台制冷量为2110kW，热源为燃气蒸汽锅炉，额定蒸发量为4t/h，经换热机组换热后得采暖供回水。3.2 暖通专业采取的措施（3）室内化学污染控制（1

20、 分）。在化学制品使用的区域（包括家务料理区和复印（打印）室）设置独立的室外排风设施，排气量至少0.50ft3/（1）本工程空调设备的制冷剂为HFC-134a。（2）冷水机组采用了两台离心式冷水机组，单台制冷量为2110kW。为解决离心式冷水机组低负荷运转时喘震的问题，同时尽量降低设备部分负荷运行时能耗，设计中将其中一台离心式冷水机组采用变频机组，确保该机组可在30%130%的流量范围内变频运行。(minft )。室内需要保持平均 5 帕，至少 1 帕的负2压。在处理回风和新风的空调箱内设置高效过滤系统。（4）热舒适性系统的可控性（1 分）。为满足个体工作需要，在建筑内至少为 50的使用者提供

21、可独立调节的热舒适度控制系统。（5）符合标准的热舒适度设计（1 分）。要求此外根据LEED认证对冷水机组节能的要求，设计中还对所选机型参数做出相应的规定，要求其COP值6.10，IPLV值6.4，并要求冷水机组的供回水温度设定值可调。所设计的供热通风和空调系统满足ASHRAE55-2004 标准中“人员热舒适度适应条件”章节里的要求，给使用者提供舒适度满意的热环境。 第 25 卷第 2 期史晓蕾，等：浅议 LEED 认证中暖通设计的内容133（3）本工程空调水系统采用一次泵变流量系（2）LEED 认证评价体系中针对各项评分要求均提出了相应可行的执行策略，暖通设计人员需根据所设计项目的特点、业主

22、的要求和预期认证等级等，确定执行策略并进行相应的系统设计。（3）需要引起注意的一个重要方面是 LEED认证评价体系除了要求系统采用高效的设备、运用环保节能技术和使用绿色能源外还重视对系统的精确控制，运行状态的测试和监控，以保证系统运行高效、可靠且状态可调。暖通专业在设计中需明确系统运行、监测、控制以及调试要求并体现在施工图中。统，机房内设三台冷水循环泵，两用一备。冷水循环泵设变频控制器，在分、集水器之间设压差传感器，当冷水系统末端流量发生变化时，根据分、集水器压差控制变频装置改变冷水泵转速，调节循环水量，维持设定供回水压差在一定范围内。集水器上的温度传感器指示回水温度，温度上升 1或温度低于设

23、定回水温度设定值时，BMS报警并根据需要启停冷水机组。（4）生产区采用全空气系统，所有空调机组均采用变频双风机空调机组，并在所有空调机组设新风监测系统，当实际监测到的新风量低于或高于设定值的15%时，向BMS传递报警信号。（4）LEED 认证评价体系注重建筑未来使用者的满意度。暖通空调系统在设计之初就应该充分考虑未来使用者的舒适性需求并尽可能保证在建筑投入使用后 80%以上使用者对建筑热舒适度满意。（5）本文仅针对暖通专业设计内容进行了讨论。而在 LEED 认证评价体系中不仅对设计提出了要求，对暖通专业施工过程及完工后室内环境也提出了要求，包括系统控制系统污染、空调系统保护及入住前通风和空气污

24、染物测评等。（5）办公区域采用舒适性变风量空调系统，一次风处理采用带变频的双风机组合式空调机组，末端采用带热水加热盘管的VAV箱。系统可根据各房间温度的实际需要运行。在VAV末端风机箱回风管中设CO 监测器，测量CO 浓度，并提供报警，22当CO 浓度超过最大设定值时，向BMS传递报警信2号并控制一次风阀动作，当一次风阀开至最大仍不能满足设定要求时，控制一次风处理机组的新风阀、排风阀开大，增大新风量，以满足设定要求。 参考文献：（6）本设计设将吸烟室设在建筑主体之外的场地上，且在清洁间、复印室及卫生间等有化学制品和污染源的房间分别设计了独立的排风系统，靠门窗渗透补风，维持室内负压。1 欧阳生春.美国绿色建筑评价标准 LEED 简介J.建筑科学,2008,24(8):1-14.2 蒋小易.LEED绿色建筑评价体系中有关暖通系统设计的考虑J.暖通空调,2008,38(6):126-130.3 LEED for New construction & major reno