绿色生态住宅设计中的暖通新技术

【摘要】暖通空调技术的发展与应用是绿色生态住宅设计中的重要因素，在建筑中应尽力保护自然资源和节约能源，降低环境污染，减少温室气体的排放，减轻环境负荷，大力提倡以建造绿色生态建筑为主题。本文介绍了暖通空调发展的新技术，具体分析了绿色生态住宅设计中的暖通新技术。

【关键词】绿色生态住宅设计暖通新技术

如今，“绿色”、“生态”已经成为现代建筑的必然发展趋势，而现代建筑在环境友好的基础上，又是以“功用性”和“舒适性”为目标的，这在建筑中，暖通空调技术的发展与应用就成为了重要的因素。为了进一步提高生活的舒适性、增进身体健康，在建筑中应尽力保护自然资源和节约能源，降低环境污染，减少温室气体的排放，减轻环境负荷，大力提倡以建造绿色生态建筑为主题，创造舒适、健康、方便的生活环境是人类的共同愿望，也是建造绿色生态建筑的基础和目标。

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一、暖通空调发展的新技术

暖通空调业发展所遵循的原则，概括起来就是:节能、环保、可持续发展、保证建筑环境的卫生与安全，适应国家的能源结构调整战略，贯彻热、冷计量政策，创造不同地域特点的暖通空调发展技术，其具体的可概括为以下十二个方面。

1、供暖技术

分户热计量的实施；供暖系统改造；低温地板辐射供暖；新型散热器应用、发展；区域供热供冷、冷热电联供技术；分布式冷热电联供技术。

2、通风技术

夏热冬冷地区住宅通风；传染病医院病房通风；手术室等生物洁净空调的空调洁净技术；商场、地铁等公共空间的通风；工业通风。

3、室内环境质量

热舒适环境；室内空气品质(室内建筑装饰材料、设备散发污染物规律研究、评价方法等)；通风空调气流组织与室内空气品质。

4、燃气空调

燃气热泵；使用燃气的冷热电三联供；燃气蒸汽联合循环。

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5、蓄能技术

冰蓄冷空调；低温送风技术；水蓄冷技术；蓄热供暖。

6、公共建筑HVAC

体育馆、剧院、商场、商用办公综合楼等的供暖空调通风技术；建筑方排烟设计。

7、可持续发展能源技术与暖通空调

可再生能源利用；热回收技术与设备；建筑本体节能；被动式建筑。

8、节能环保设备的开发

利用低位热能和水源、土壤热源的热泵；高能效设备。

9、空调通风系统和设计进展

分散式个别空调；变风量、变水量系统；置换通风及相关系统研究和应用；住宅空调方式；新风利用、蒸发冷却技术应用。

10、模拟与分析技术、智能控制

暖通空调能耗模拟、能量分析；建筑自动化技术；暖通空调与智能建筑。

11、施工安装和运行管理

施工安装技术；交公调试；运行节能；空调通风系统清洗、过滤、灭菌等。

12、制冷技术

空调相关制冷技术研究应用进展；新型制冷型、天然制冷剂、含氯氟烃制冷剂替代物；新型制冷循环。

由于暖通空调技术的发展和变化，特别是建筑市场竞争激烈，业务需求日益现代化、多样化、重视国外技术的移植与引进。而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整，对暖通空调设计的挑战越来越严峻，因此，在暖通空调设计时要注重建筑节能的考虑。

二、绿色生态住宅设计中的暖通新技术

1、暖通空调节能技术与环境

空调节能技术有两大原则, 即舒适性与节能之间的矛盾统一的原则, 能源利用与环境保护之间的矛盾统一的原则。绿色生态建筑评价将“环境”作为第一个指标项目, 说明“绿色建筑”已经超越了“健康建筑”阶段, 即在保障健康(加大空调

新风供应及减少有害化学品的使用等)的同时, 减少能耗和资源消耗。

（1）空调冷热源节能。空调冷热源的合理选择与配置对于建筑节能意义重大, 应结合当地的气象条件、能源种类、一次投资费用、运行费用和环境保护等因素来综合确定。

新能源的开发。当前空调冷热源的选择呈现出日趋多元化的趋势, 主要集中在太阳能、地热能、天然气、燃料电池、核能、水电等方面。相比较而言, 太阳能、地热能、水能等是真正清洁的可再生能源, 蕴藏量无限, 卫生环保, 有很大的开发利用价值。

冰蓄冷空调。冰蓄冷系统主要是利用水的相变放热蓄存冷量, 由于水相变所蓄存的冷量远大于温降所蓄存的冷量, 冰的单位体积蓄冷量很大, 比水蓄冷要经济。

热泵技术的应用。采用热泵技术是目前解决暖通空调系统的能源与环境问题的有效措施之一。近年来发展的地源热泵系统在冬夏季都有较好的性能系数, 且工况稳定, 不受环境空气温度的影响, 是一种较具发展潜力的系统。

（2）风系统节能。采用不同的风系统, 既能够有效节能, 又能保证室内空气品质, 这种系统现在在国外绿色办公建筑中已成为流行的空调方案。

冷辐射吊顶系统。辐射形式可以平衡掉建筑中由设备、照明等产生的热量, 实验证明辐射形式供冷可以提高人体的舒适性, 因此冷辐射具有出色的环境品质特性, 冷吊顶空调具有良好的节能特性。

蓄冷低温送风系统。该系统目前已在空调设计中被广泛采用, 除了水和冰蓄冷的各种应用外, 利用建筑结构本身的蓄冷也有应用。

采用地板送风方式。这种送风方式由于保证了地板处于温热状态, 能够保证人体的舒适性。对于夏季地板空调送风, 利用送风余压和自然对流, 往往可以将冷风限制在一定高度内, 从而使得空调负荷下降, 有效地实现了空调系统节能。

（3）水系统节能。根据空调负荷变化对水系统进行节能控制, 对于空调节能具有十分重要的意义: ①采用变频调速取代冷却水环路中的调节阀, 将大幅减少冷却水系统的能耗; ②对于不同制冷工作方式的冷水机组可根据机组实际的运行特性采用不同的控制策略, 与单片机自动控制相结合, 控制冷却水泵, 达到最佳节能运行工况。③冷冻水采用变流量控制, 则可有效地降低空调系统中提供单位冷量所需的运行费用。

（4）其他节能技术。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)。系统采用环保的自然工质———水, 对环境无污染; 另外, 蒸发冷却制冷不需消耗压缩功, 因此它的COP 值比机械制冷大得多。

去湿空调。去湿空调能够保证绿色建筑所需的新风量和对室内湿度的要求, 并且它所采用的固体去湿剂的再生, 可以采用太阳能等可再生能源或清洁能源, 对环境不会产生污染。

2、暖通空调运行管理上的经济性与社会效益

为增强建筑的经济性, 在管理上从制定室内温度参数着手, 有很大的节能潜力, 利用空心混凝土板构成的空气通道在晚间向室内供冷或供热, 同时使建筑材料蓄热, 白天运行时再调整送风参数, 可以节约运行费用15%。目前建筑中大量电子、通讯和自动化技术的应用, 使“绿色生态”和“智能化”结合起来, 可根据天气、温度、湿度及风力等情况, 自动调节“智能壳体”的开闭和空调量, 也在很大程度上体现了建筑的经济性。

3、绿色建筑规划设计中的暖通空调技术

建筑节能是空调节能的基础, 解决好建筑设计构思和空调节能的矛盾是设计水平的体现。建筑设计是一项综合多因素的设计过程, 在保证建筑功能要求的前提下, 建筑的朝向、间距、平面布局和外观体型都应与当地的日照、风向等气象条件相适应。

（1）充分利用自然资源来减少空调负荷。充分利用建筑自身和天然能源来保障室内环境品质, 不仅能够减少传统空调制冷系统的使用,而且可减少能耗, 降低污染, 具有很好的发展潜力。

绿色植物。在墙上种植攀缘植物、开辟屋顶花园, 利用植物遮挡阳光, 能有效降低墙和屋顶的表面温度, 减少传入室内的热量。

太阳能。目前, 太阳能在建筑中的应用主要是太阳能热水器、太阳房和太阳能强化自然通风。在建筑中, 可尽量引入天然光解决室内采光的需求, 而光导纤维技术的采用能让地下空间也能实现天然采光。

（2）建筑物设计时的节能考虑。

改善墙体。绿色建筑的墙体不只是建筑内外的分隔界面, 更重要的是, 它的热工性能要满足保温隔热的需要, 这在建筑节能中起着举足轻重的作用。

改善建筑结构。在建筑的平面布局中, 应该将室内环境要求不同的房间合理调配, 以保证在减少全部采暖能耗的条件下, 仍能够满足不同房间的采暖要求。

改善窗户结构。窗户在建筑中兼有围护、采光、通风、沟通室内外视线等多重功能, 由于窗户的传热系数很大, 所以窗户结构对建筑节能影响显著。以下几种窗户结构具有明显的节能优势: ①采用多层窗或单框双玻窗; ②选用不容易传热的塑料窗框代替常用的金属窗框,并使用一些保温隔热性能较好的透光材料;

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。

参考文献：

[1] 娄威. 暖通空调系统的节能工程设计[J]. 化工职业技术教育, 2010,(02) .