论绿色建筑与暖通空调设计
摘要：论述了绿色建筑暖通空调设计中应坚持的原则，从节约能源及资源、保持良好自然环境、改进建筑热工性能、充分利用绿色材料以及采用节能技术等角度论述了绿色建筑中暖通空调设计具体措施。

关键词：绿色建筑；暖通空调；节能；环保；设计
随着人们对环境保护及能源需求越来越高，新世纪人们对环保技术及其产品在营造自己居住环境过程中对建筑的设计与建造提出了更高要求，绿色建筑即指建筑设计建造及使用过程中充分考虑环境保护及能源要求，在满足建筑的各种功能的同时有效节约能源保护环境，即利用绿色建筑的设计来体现可持续发展需求，在设计过程中强调能源利用的集约化，结合当地气候环境来减少各种资源和材料的消耗，并充分考虑如何利用建筑自然通风而减少空调通风系统的设置。

欧洲是绿色建筑的发杨地，上世纪70年代，由于能源危机和人类环境的明显恶化，各个发达国家开始着手解决能源危机和改善环境方案的研发，绿色建筑也随之应运而生。

一、绿色建筑的设计理念
绿色建筑以人、建筑和自然环境的协调发展为目标，在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时，尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏，充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。

主要包含以下三个方面：a. 充分利用太阳能，采用节能的建筑围护结构以及采暖和空调，减少采暖和空调的使用。

根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。

b. 在建筑设计、建造和建筑材料的选择中，均考虑资源的合理使用和处置。

要减少资源的使用，力求使资源可再生利用。

c. 绿色建筑还要根据地理条件，设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置，以充分利用环境提供的天然可再生能源。

因此，绿色建筑对设计人员提出了更高的要求。

尤其是暖通空调设计人员，需要掌握多方面的知识，需要具有从能源、环保和经济的宏观高度去把握项目的设计思路，需要熟悉各种新型空调节能技术的运用，需要熟悉流体力学（cfd）、能耗分析和系统模拟等工具的使用，需要了解现代直接数字控制（ddc）的原理等。

通过对各种不同建筑使用功能的分析，合理设置空调、通风系统形式，使整个系统的投资、运行费用及室内环境效果达到最佳。

二、绿色建筑的暖通空调设计
2.1 节能技术的运用
2.1.1 空调设备选择
空调主机、水泵是整个系统的中用电大户，基本占到整个系统的60%，所以选择高效主机设备和冷凝器热回收等技术直接会降低系统能耗的大小。

根据浙江省节能规范要求，甲类建筑中空调主机的性能系数比国家标准提高了一档；有热水使用要求的场所，空调主机冷凝器宜采用全热回收技术，夏季可以产生免费热水，不需要启动锅炉。

2.1.2 排风热回收技术
目前大型公共建筑体量越来越大，人员密集程度高，由于大量新风的送入，室内浑浊空气需要排至室外。

排风和室外空气的焓差较大，采用排风和新风能量回收装置，可以大大降低新风处理能耗。

但是需注意以下几点：a.有卫生要的求场所，新风与排风不能直接接触的，不应采用全热交换器，宜采用显热交换器；b.新、排风热回收装置宜设置旁通风管并采用风机变频控制；c.排风能量回收装置额定热回收效率制冷工况下不应低于55%，制热工况不应低于60%。

2.1.3 变频技术的运用
空调系统平时运行中水泵、风机等设备是必不可少的，当负荷减小时，末端的冷媒流量和风量需求都会随之减少，此时设备均不需要满负荷运行，采用变频控制设备，低速运行，可显著减少设备电耗及噪声。

2.2自然能源和新能源的利用
自然能源利用已在绿色建筑设计中被广泛关注。

燃料电池和太阳能电池已开始在工程中应用，如杜伊斯堡的商务促进中心利用太阳能电池和太阳能集水器，后者作为吸收式制冷机的热源。

德国新国会大厦采用的能源系统，应用生物能和井水热量。

2.2.1 空调系统的设计
在既要节能，又要保证室内空气品质的前提下，风量可调的置换式送风系统、冷辐射吊顶系统、结合冰蓄冷的低温送风系统、蒸发冷却和去湿空调系统以及免费供冷系统在国内外绿色办公建筑
中已成为流行的空调方案。

2.2.2 置换式送风系统
置换式送风可分为背景空调与个人空调结合的送风或桌面送风；用作全场空调的地板送风；置换式顶送顶回系统三种形式。

下送风方式送风仅经过人体，将人体周围的污染空气和热湿空气置换掉，提高了通风效率，缩短了“空气龄”。

由于下送风只需保证人体周围的环境品质，因此也减少了空调负荷，目前，在绿色建筑中广泛应用。

如德国法兰克福商业银行的办公室部分就是采用了地板送风空调系统。

2.2.3 冷辐射吊顶系统
冷辐射吊顶（简称冷吊顶）起源于欧洲，法兰克福银行大楼的背景空调采用了冷吊顶。

冷吊顶空调冷辐射具有出色的环境品质特性，良好的节能特性。

采用冷吊顶系统的建筑，为了保证冷吊顶表面不结露，在设计中应采取多项技术措施，必须有完善的遮阳措施，以避免强烈的太阳辐射进人室内，影响冷辐射效果，增加冷吊顶费用。

2.2.4 蓄冷低温送风系统
蓄冷低温送风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。

利用晚间电力向结构送风蓄冷，蓄冷能力可达房间冷负荷的1/3，这种蓄冷是二次侧蓄冷（一般与冰蓄冷相结合）。

主机蓄冷虽在制冷工况cop较低值下进行，但其能平衡市区用电负荷，提高发电效率，对
环境负荷的降低是有利的。

2.2.5 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）。

它采用水作为制冷剂，对环境无污染；另外，蒸发冷却制冷不需消耗压缩功，它的cop值比机械制冷大得多，因此，是一种节能环保型绿色空调产品。

目前已在美国的西南部、澳大利亚及我国新疆等西部地区的大型工业及商业建筑中得到广泛应用。

2.2.6 去湿空调系统
去湿空调之所以在绿色建筑中得到广泛应用，是因为：
（1）为保证室内空气品质，绿色建筑对新风需求量增加。

（2）为保证室内空气品质，绿色建筑对室内湿度控制的要求提高。

（3）固体去湿剂的再生，可以采用热电联产的余热、太阳能或天然气等可再生能源或清洁能源。

（4）绿色建筑室内相对湿度一般要求控制在60%以下，以防止霉菌的革生。

此外，太阳能热泵系统、地源热泵系统等的应用充分利用了我国丰富的自然资源，不仅可以节约能源，而且可以保护自然环境，因此具有很好的发展前景。

三、结束语
建筑是人类生存的基本物质条件之一，人们居住环境既是生态
环境的重要组成部分也是人类文明进步的重要体现，在新时代绿色建筑设计中应以提高生活舒适性、增进健康性、节约能源性及降低污染性为设计目标。