绿色建筑暖通空调设计浅谈

绿色建筑暖通空调设计浅谈

罗婷

乌鲁木齐建筑设计研究院有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：在提倡环保节能的今天，绿色建筑的理念在建筑当中占据着越来越重要的地位。暖通空调作为绿色建筑中重要的组成部分，其中包括了建筑采风、建筑通风和空调系统等部分。暖通空调的设计是绿色建筑中最为关键的一个环节，其对于建筑物的节能减排发挥着重要的作用。因此建筑人员在施工的过程中要始终秉承绿色环保的理念，在降低暖通空调消耗能源的同时，也要提升住户的居住体验，实现建筑行业的可持续发展，构建节能型社会。

关键词：绿色建筑；暖通空调设计；分析  

1绿色建筑暖通空调设计原则

1.1循环利用

在绿色建筑暖通空调设计环节，为控制施工成本、减少材料消耗量，必须遵循循环利用原则，在保证施工质量达标、满足技术标准的前提下，尽可能使用各类由废弃材料二次加工形成的，或具备回收利用价值的绿色材料。因此，在开展返工作业，或材料破损时，可以将所产生的废料进行二次加工，从根源上减少建筑废弃物产生总量、控制施工材料的实际用量。

1.2经济适用

设计人员必须遵循经济适用原则，在制订建筑暖通空调设计方案时，应以降低系统施工成本、运行能耗，减少材料消耗量为主要目的，采取合理的设计措施。例如，可选择在建筑墙体结构中额外铺设一层新型保温材料，这虽然会提高建筑工程的前期建设成本，但是可以改善建筑热工性能，从而在客观层面上降低建筑暖通空调系统的运行负荷、能耗，进而起到降低建筑总体使用成本的设计效果。

1.3节约原则

在制订绿色建筑暖通空调设计方案时，应遵循节约原则，在保证暖通空调系统质量达标、稳定运行的同时，尽量减少各类施工材料、设备配件的使用量，以及降低系统的实际运行负荷、电能消耗量。为实现这一目标，需要设计人员综合分析已知工程信息，从暖通空调系统中的制冷子系统、水泵、风机等角度着手。但是，节省设计原则并非指节省个别部件、材料，而是要求设计人员从全局统筹角度出发，对建筑暖通空调系统进行整体优化设计。

2绿色建筑暖通空调设计

2.1空调循环水泵设计要点分析

通常情况下，设计人员在进行空调水泵设计的时候，经常会出现实际参数值偏大的问题，设计的水泵容量往往于系统实际需求量存在出入，甚至超出需求量的两倍，这样一来不但会造成资源浪费，还会增加系统运行费用的投入。而之所以会出现此种问题主要是因为设计方案总的冷负荷参数过大，设计人员进行净水压力测算以及水利平衡计算的时候没有保证结果的准确性，导致循环阻力值偏高。此外，如果设计人员在计算过程中没有注意冬夏季节的流量差异情况也会造成计算结果的不准确。例如，在某个工程中，冬季和夏季的温差不同，负荷不同，最终导致了需求量存在差异，夏季需要的冷循环水需求量为400m3/h，在冬季的时候需要热循环水需求量为200m3/h。由此可以看出，系统在不同季节中对于循环水流量的需求和温度控制上的差异是较大的，因此设计人员在进行参数设计的时候必须注重季节的差异，如果在设计中应用一台循环水泵装置，必然会在运行中造成能源浪费，因此，对于冬季所用热水泵以及夏季所用冷水泵需进行分开独立设计。在设计过程中，系统的水泵扬程参数的选择也是非常关键的设计要点。例如，在某个建筑中，可以在高度参数为80m左右的屋顶结构上设置冷却塔，进而形成闭合性质的循环系统，但是工程设计人员在进行扬程选择时将高程参数设置错误，导致系统的水泵扬程最后超过了93m。为了避免这种情况出现，工程设计人员必须注重参数计算方式以及水泵类型的正确选择。与此同时，由于系统中循环水的流量并不是处于稳定不变的状态，设计人员要关注空调系统中循环水流量的实时状态，结合其实际变化情况进行有效控制，使得水泵水量变化一直处于标准状态。

2.2可再生能源利用设计

（1）地源热泵技术。这项技术的主要原理为将建筑周边地层中所分布的地热资源作为主要供热、制冷能源。在建筑暖通空调系统运行过程中，仅需输入一定的高品位电力能源，系统即可将热泵所采集地热资源转换为高温热源，从而起到建筑暖通供热效果。即使是在炎热的夏季，系统也可以持续提取建筑室内空间所释放的热量，完成冷系统、余热系统之间的功能性转换操作，将多余热量向建筑周边地层中释放，起到控制地层温度均衡的作用。根据地源热能采集方式，可以将地源热泵系统细分为地埋管地源热泵、地下水地源热泵、地表水地源热泵。此外，在采取地源热泵技术时，设计人员可选择构建配套的温度调节系统，根据用户需求控制所转换高温热源的具体温度，确保可以满足用户个性化使用需求。同时，采取防漏保护措施可以避免地源热泵系统在长期运行过程中出现泄露安全事故。在我国北方区域，由于气温温度较低，地源热泵系统很难从地层中采集到充足的地热资源，因此应额外设置辅助供热设备。

（2）太阳能发电技术。这项技术的原理是在建筑屋顶等区域放置若干数量的太阳能发电板，当发电板吸收太阳光时，由于半导体或金属材料存在温差，因此可以持续将太阳能转换为热能，再转换为电能，进而向建筑暖通空调系统供电。与其他发电技术相比，太阳能发电技术具有可以储备多余电能、使用成本低廉、适用范围广、节能环保、能源蕴藏丰富等优势。设计人员利用太阳能发电技术时，需要考虑以下问题：①光伏发电系统运行稳定性较差，受到气候条件影响，电压时常出现剧烈波动现象，故对运维管理水平提出了较高的要求；②受到制造工艺限制，当前常用的单晶硅太阳能电池板的使用寿命较短，且废弃电池板会对生态环境造成污染破坏，故太阳能发电系统的前期建设成本高；③部分地区的年发电时数较低、总体发电量较小，并不适宜采取这项技术。

2.3自然通风设计

（1）风压通风。在采取风压通风方式时，综合分析建筑结构，如建筑物朝向、各功能区域分布格局、建筑周边区域气候条件等，采取各项设计措施，减小自然风吹入建筑室内空间时所承受的空气阻力。例如，适当增加建筑门窗构件的开口面积，尽量将门窗保持在统一水平线上，安装百叶窗等具有空气加速效果的窗体。

（2）热压通风。热压通风方式是根据建筑室内、室外环境温度差与压力差，起到引导空气流动、持续交换冷空气与室内浊气的作用。因此，为取得理想的自然通风效果，在建筑结构设计环节，应尽量采取竖向空腔设计方式，保证室内浊气可以通过建筑顶部向外排放，并在建筑底部持续流入室外冷空气。同时，在建筑顶部区域设置开口，起到调节通风效果、控制进风量的作用。

2.4提高绿色材料及技术应用力度

在传统建筑施工模式中，一些施工材料的性能较差，具有有害性特征，不但会对周边生态环境造成污染破坏，在暖通空调系统出现运行故障问题后，还会泄露有毒气体，对业主身体健康造成严重威胁，例如氯氟烃制冷剂。因此，在制订建筑暖通空调设计方案时，设计人员应适当提高各类绿色施工材料的使用比例，逐渐取代具有有毒性与污染性特征的传统施工材料。

2.5采用变频调速技术

在传统建筑暖通空调系统中，采取的调速方式比较落后，系统运行能耗较高，需要持续消耗大量电能完成调速操作，且水泵、风柜等设备之间不匹配，系统在长期运行过程中容易发生故障。因此，设计人员可选择采取变频调速技术，在建筑暖通空调系统中安装变频调速电机。如此，在系统运行过程中，无需设定固定不变的运行负荷，变频调速机可以根据系统实时运行情况、用户使用需求来调节风机、水泵等设备的运行转速，从而起到调控暖通空调运行负荷、控制送风量以及水泵循环流量的作用。最终，可以将建筑暖通空调系统的实际运行能耗控制在较低程度。

3结束语

在当前我国建筑业发展过程中，随着环保意识的增强，对建筑节能环保属性、暖通空调系统运行质量提出了更高的要求。因此，在绿色建筑暖通空调设计环节，必须严格遵循可持续发展战略与循环利用、节约、广回收等设计原则，落实各项设计措施，提高绿色施工材料与绿色技术应用比例，促进室内环境品质的进一步提高。

参考文献：

1. 麦明辉.绿色建筑中的暖通空调设计[J].冶金管理,2020(15):76-77.