摘要:社會經(jīng)濟的快速發(fā)展提高了人們的生活質(zhì)量,但也導(dǎo)致資源、能源大量損耗,由此對社會的可持續(xù)發(fā)展造成了巨大威脅,而綠色建筑的興起為暖通空調(diào)的進一步發(fā)展和完善帶來了機遇,我們應(yīng)改變傳統(tǒng)暖通空調(diào)的設(shè)計理念和運行觀念,以可持續(xù)發(fā)展為原則,在技術(shù)上勇敢創(chuàng)新,設(shè)計更健康舒適、更環(huán)保、更節(jié)能的暖通空調(diào),為中國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)作出更大的貢獻。
關(guān)鍵詞: 綠色建筑;暖通空調(diào);技術(shù)
1 綠色建筑概述
綠色建筑以可持續(xù)發(fā)展為原則,要求在設(shè)計之初充分考慮環(huán)境因素,不違背自然規(guī)律,不破壞自然環(huán)境,在建造過程中充分利用可再生材料和資源,就地取材,不浪費,在使用過程中,最大限度地減少空調(diào)通風(fēng),在滿足建筑各項功能的基礎(chǔ)上節(jié)約資源,保護環(huán)境??傮w來說有7 項基本原則,分別是與外界環(huán)境相協(xié)調(diào);緊密結(jié)合地域環(huán)境、因地制宜;提高資源和能源利用率;保護生態(tài)環(huán)境;利于人類身心健康;經(jīng)濟性原則;彈性原則。綠色建筑象征著人們摒棄了“人定勝天”錯誤觀念,是回歸自然,與自然和諧相處的最直接體現(xiàn)。
2 綠色建筑暖通空調(diào)的設(shè)計原則
2.1 綠化性
a) 選材要綠色環(huán)保。對于暖通空調(diào)而言材料選擇很重要,一旦選擇不當(dāng),其性能就會受到影響,阻礙整個系統(tǒng)的正常運作,甚至造成環(huán)境污染,如低劣的保溫材料、密封材料、管道等,會造成熱量的大量損失,影響溫度調(diào)節(jié),CFCS 和HCFCS 制冷劑的大量使用嚴(yán)重破壞了大氣臭氧層,所以要盡量就地取材,慎重選擇材料,使用可再生資料,選擇優(yōu)質(zhì)環(huán)保的橡塑保溫材料,禁止使用CFCS 和HCFCS 等;
b) 便于回用和廣回收。綠色建筑系統(tǒng)的回用與暖通空調(diào)系統(tǒng)息息相關(guān),因此應(yīng)保證暖通空調(diào)具有相對獨立的系統(tǒng)構(gòu)成,使多數(shù)零部件能單獨拆卸、更換。暖通空調(diào)系統(tǒng)龐大,很可能在運行過程中出現(xiàn)局部問題,此時可將其拆卸,對其中可利用的材料或設(shè)備進行維修、保養(yǎng),使其回收再用。廣回收和回用不一樣,是指對整個系統(tǒng)的所有零件和材料的分類回收,不能重復(fù)利用,這樣可以節(jié)約資源和避免環(huán)境污染。
2.2 節(jié)能性
在最大限度地降低能源消耗的基礎(chǔ)上再節(jié)能是綠色建筑的基本要求,這里的節(jié)能不僅包括能源的節(jié)約,還包括材料的節(jié)約。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中,要控制通風(fēng)、采暖、制冷等系統(tǒng)的能源消耗,注意建筑物內(nèi)部系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和與外部環(huán)境的和諧相處,盡量使用可再生資源和高性能材料,提高資源和材料的利用率,以降低費用支出,減少資源浪費和環(huán)境污染。
2.3 循環(huán)利用性
循環(huán)再利用是節(jié)約資源、保護環(huán)境的有效措施,不同于重復(fù)利用,是指將暖通空調(diào)中報廢的設(shè)備和材料進行分類回收,然后分別送到相應(yīng)的工廠進行再生產(chǎn),變廢為寶,實現(xiàn)原料- 產(chǎn)品- 廢品- 原料之間的封閉性良性循環(huán)。
3 實現(xiàn)綠色建筑暖通空調(diào)設(shè)計的技術(shù)措施
3.1 太陽能節(jié)能技術(shù)
太陽能取之不盡,用之不竭,既不受地域限制,又綠色環(huán)保無污染,被認為是人類可持續(xù)發(fā)展的首選資源。太陽能供暖系統(tǒng)由集熱器和循環(huán)控制系統(tǒng)組成,其中集熱器包括換熱水箱及其他加熱設(shè)備,循環(huán)控制系統(tǒng)包括溫度控制器、生活熱水體系和地板采暖三部分,其工作原理如下,首先利用特定的設(shè)備直接采集源源不斷的太陽光,將其轉(zhuǎn)化為熱能,然后在熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)的處理下將熱量傳至換熱中心,轉(zhuǎn)換成熱水后再進入地板采暖系統(tǒng),最后通過電子儀器來控制、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。出現(xiàn)陰天、雨雪天氣不利于直接獲取太陽能時,控制系統(tǒng)會自動轉(zhuǎn)到燃氣鍋爐設(shè)備對其輔助加熱,使人們在冬天也能享受溫暖,同時在其它季節(jié)還可以利用太陽能集熱設(shè)備提供大量熱水,大大地方便了人們生活。
據(jù)統(tǒng)計太陽能供暖系統(tǒng)的成本回收大概需要5 a,而其使用壽命一般在20 a 以上,即我們可以免費利用15 a,這期間節(jié)約的資源和創(chuàng)造的經(jīng)濟效益難以計量。太陽能節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)系統(tǒng)上的利用實施,大大降低了生產(chǎn)成本,節(jié)約了大量的資源,而且大幅度地減少了環(huán)境污染,是實現(xiàn)綠色建筑暖通空調(diào)的有效途徑。
3.2 地源熱泵應(yīng)用
地源熱泵技術(shù)在解決供熱、制冷方面具有較高的經(jīng)濟和節(jié)能優(yōu)勢,相對空氣熱源泵來說,優(yōu)點更顯著,因為地源熱泵系統(tǒng)只影響土壤溫度,并不會造成地面下沉和地下水位下降、水質(zhì),是目前較為成熟的、對環(huán)境影響較小的取熱、散熱方式。
事實上,位于地下30 m~100 m 的豎直埋管換熱器是地下土壤溫度變化的本質(zhì)所在。在冬季,地泵會通過熱交換器將地下的熱量提取到地上實現(xiàn)供熱,同時降低了地埋管周圍的土壤溫度;在夏季,地泵則把地上熱量傳送到地下,提高了地埋管周圍溫度。顯而易見,溫度的或高或低會在一定程度上影響地埋管換熱器的性能,但如果冬季吸收的熱量和夏季排除的熱量平衡,那么它的性能就不會受到影響,也不會影響地源熱泵的運作效果,因此在夏熱冬冷和冬夏熱量相當(dāng)?shù)牡貐^(qū)適用。但在寒冷區(qū)域冬季吸熱大于夏季排熱,在炎熱區(qū)域夏季排熱大于冬季吸熱,都會造成冷熱負荷失衡,影響地埋熱管換熱器性能,造成熱泵耗能高,效率低。
3.3 冰蓄冷系統(tǒng)優(yōu)化
冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化不僅可以減少用電量,有著良好的經(jīng)濟效益,還能降低能耗,實現(xiàn)低溫送風(fēng),實現(xiàn)節(jié)能。一方面是在用電低谷的夜間將冷量蓄積在水中,在用電高峰期的白天釋放冷量用于供冷,降低了電費支出。另一方面是同等條件下冰的蓄冷量遠高于水的蓄冷量,所以蓄冷池的容積相對較小,熱損失較小,一定程度上節(jié)約了耗能。當(dāng)冷水溫度在1 ℃~4 ℃左右時,可采用低溫送風(fēng),減小風(fēng)機動力和風(fēng)量,自然起到節(jié)能效果,雖然冰蓄冷系統(tǒng)中的冷凍機的制冷效率降低,但是整個系統(tǒng)的COP 值增大,尤其是在夜間室外溫度較低的時候,COP 值較高,此外制冷劑基本處于滿負荷工作,工作效率和設(shè)備利用率也較高,即冰蓄冷系統(tǒng)的優(yōu)化具有良好的節(jié)能效果。
3.4 自然通風(fēng)
自然通風(fēng)是人類調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的原始手段,具有節(jié)能、改善室內(nèi)環(huán)境舒適度和空氣質(zhì)量的優(yōu)點,所以應(yīng)盡量使用自然通風(fēng),目前通風(fēng)方式主要有以下幾種。
3.4.1 風(fēng)壓實現(xiàn)的自然通風(fēng)
風(fēng)壓是自然通風(fēng)的基本動力之一,也是主要手段之一。要想實現(xiàn)自然通風(fēng),建筑物外部的風(fēng)環(huán)境是關(guān)鍵,所以建筑物要有利于通風(fēng)的朝向和格局,其次,為了更好地實現(xiàn)風(fēng)進入室內(nèi),應(yīng)減小氣流的阻力,多考慮建筑的平面、剖面等細節(jié),如盡可能將門窗設(shè)計在一條直線上,開口面積盡量要大等,此外由于風(fēng)向、風(fēng)速極不穩(wěn)定,應(yīng)通過安裝可調(diào)節(jié)的百葉窗戶、合理地設(shè)計開口構(gòu)造等調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流,以達到良好的自然通風(fēng)效果。
3.4.2 熱壓實現(xiàn)的自然通風(fēng)
利用熱壓差自然通風(fēng)的原理就是所謂的“煙囪效應(yīng)”,當(dāng)內(nèi)外空氣溫度不同引起空氣密度的不同,進而形成壓力差,引起空氣流動,實現(xiàn)室內(nèi)污濁的熱空氣從頂部排出和室外清新的冷空氣由底部進入。所以應(yīng)在建筑物內(nèi)部多設(shè)置如中廳、樓梯間等豎向空腔,并在其頂部安置可調(diào)節(jié)的開口,進而有效地實現(xiàn)室內(nèi)空氣的排出,達到自然通風(fēng)。
3.4.3 風(fēng)壓和熱壓共同作用下的自然通風(fēng)
風(fēng)壓和熱壓是相輔相成、密不可分的,風(fēng)壓易受外部環(huán)境影響,相對不穩(wěn)定,而熱壓作用容易實現(xiàn)且穩(wěn)定性較強,當(dāng)兩者作用方向相同時,會促進自然通風(fēng)效果,反之就會削弱通風(fēng)效果。雖然在暖通空調(diào)設(shè)計規(guī)定中,一般不考慮風(fēng)壓作用,但是為保證良好的通風(fēng)效果,風(fēng)壓對自然通風(fēng)的影響不容忽視,必須予以定性的考慮。
4 結(jié)語
隨著生活水平大幅提高和對健康生活的不斷追求,人們在對建筑物的要求除實用性和舒適度之外,更提倡節(jié)能環(huán)保,以實現(xiàn)自身生活質(zhì)量的提高,所以人們逐漸將視線轉(zhuǎn)移到了智能化建筑核心的暖通空調(diào)身上,它是否能更好地發(fā)揮綠色性,致力于人們長遠的生存和發(fā)展尤為關(guān)鍵。