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绿色建筑技术在暖通设计中的应用
绿色建筑技术在暖通设计中的应用
摘要：对暖通空调设计过程中所遵循的绿色建筑理念与原则进行论述，从能源和资源节约、自然环境保护、建筑热工性能改善、绿色建材的充分利用、地源热泵技术的应用等方面对绿色建筑技术在暖通设计中的应用展开了具体的措施探讨，希望有所指导和帮助。
关键词：绿色建筑理念；暖通空调；设计；技术
中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：
随着经济的快速发展，人们的环保意识也不断增强，针对能源需求和环境保护也提出了更高更多的需求，在居住环境营造过程中建筑设计和建筑施工均有明确体现。绿色建筑理念在此背景下应运而生，绿色建筑是指在设计、建造和使用建筑物的过程中，对能源与环境保护要求予以充分考虑，以满足建筑物的各样功能为基础，实现能源节约和环境的有效保护，即通过建筑的绿色设计来实现可持续发展需求的具体体现，在绿色建筑设计过程中强调集约化利用能源，与当地环境与气候充分结合，使各类资源材料的消耗有效降低，并在不滥用空调通风系统前提下对如何使建筑通风效果更好进行充分、全面的考虑。
一、建筑暖通空调的绿色设计中应坚持的原则——4R原则
（一）节省原则
节省原则是指材料节约和能源的节省。其包括与整个暖通系统内部相关的水泵、制冷机、风机和控制系统等不同方面在其初投资过程中对与能源相关的材料以及原材料运行费用的控制与节约，应将其覆盖至整个暖通控制系统中，而非某个单一环节。在新型绿色建筑中，其暖通控制系统还应对建筑物室内照明、围护结构以及暖通控制系统之间的相互关系予以充分协调。
（二）回用原则
暖通空调系统中的回用与系统的整体与部分的回用相关，绿色建筑设计中暖通空调系统具有相对独立的各个部分，大多数可以拆卸，
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在一段时间运行后或者报废以后，其中不少设备中的非运转部件和管材等部件均可回收，经检修、清洗以及保养后可进行二次投入利用。
（三）广回收原则
广回收原则涉及到暖通空调系统中的部分材料和零部件的回收，广回收原则与回用原则的区别在于广回收是指分门别类地对材料与零部件进行回收，而非笼统或单纯的回收，例如在系统的设备与管道报废以后，在其维修或拆散过程中将已拆卸的零件予以系统回收。
（四）循环原则
在暖通空调系统中，循环原则是指将其设计中相关的材料设备予以回用和回收之后，将废料运送至专门的工厂进行再生处理，实施原料——产品，产品——废料，废料——原料的闭环式良性循环。例如在对岩棉和玻璃钢等具有较高回收利用成本或无法回收的此类产品的设计过程中应对其使用量予以最大化控制。
二、绿色建筑暖通空调的设计策略
（一）能源节约和资源的充分利用
对于绿色建筑来说，其应满足最低能耗标准所对应的各个方面。在此基础上，近年来行业内提出了额外降低10%~60%的节能要求，针对此要求所涵盖的能源——暖通、热水、空调以及照明系统，应采取多种不同措施，从实际情况出发，做到因地制宜。例如能源利用的合理优化、可再生资源的选择、能源的高效利用、能源相关储备技术以及能源节约等一系列有效措施。
（二）自然生态环境的良好保持
在暖通空调设计方面，其优劣性很大程度上能够从自然资源利用率方面得以体现。就绿色建筑来说，其建筑物内部的暖通控制系统能否将系统功能充分发挥出来，直接受到其能否在建筑物及其周边的微环境中构建出良好、和谐的生态氛围。要想达成这一目标，应在设计过程中坚持保持建筑物外围的洁净水源、空气和土壤，使保护建筑物免遭恶劣自然环境的侵袭与危害。对于建筑物来说，林木和水能够为其提供遮阴、防风以及蓄水功能，因而在绿色建筑设计中，植物与水源的引入较为普遍。
（三）建筑热工性能的改进
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建筑物热工性能涉及到建筑物诸多方面，例如建筑保温、建筑形体系数以及建筑遮阳等等。建筑结构内部大部分热量都依靠建筑围护结构散发掉，随着建筑物形体系数的增大，建筑采暖能耗也随之升高；与此同时，采暖建筑中约有30%~40%的热量通过空气渗透得以消耗，其中部分结构之间的连接缝隙、具有较差气密性的外窗、烟囱风道、管道和导线出入口为主要的热量消耗途径，基于此所采取的能耗降低措施有：强化门、窗等结构的制作流程，提高制作以及安装精度，合理选用新型优质材料，提高结构密封度，加强密封效果等。对于应用于建筑物中的保温材料应采用合理方法提高其保温效应，这在资源节约方面具有重要意义。针对夏季太阳在不同角度的光线过强、温度过高而对建筑物室内产生的较大升温效果，应使用可调节的、在其内部置放百叶的通风双层玻璃窗，使阳光曝晒所导致的内部热量与温度升高得以控制和减缓。百叶窗可以太阳辐射强度以及辐射角度的不同对其遮阳高度进行灵活调整，从而实现暖通空调使用功率得以大幅度降低的目的。
（四）绿色建材的充分利用
在现代化建筑工程中，绿色暖通控制体系的设计过程中对Hqlons和HCFCs产品的使用行为予以严厉禁止，在制冷过程中控制并降低CFCs制冷剂的使用率；对人体易产生不利影响的石棉类保温材料应严禁使用，对于保温材料以及管材的选用应尽可能遵循有利于回收并重复利用的原则，同时应尽量在本区域市场进行采购，避免舍近求远的行为；若选择境外材料，则在材料运输过程中容易对环境造成不同程度的影响，同时增加了不必要的成本支出，业主负担也因此而加重，而选用本地材料，不仅可使上述弊端得以有效改善，还可对本地经济以及建材市场的发展起到一定程度的推动作用。
（五）地源热泵的使用
作为一种节能、高效的空调控制系统。地源热泵能够对地下浅层的地热资源予以充分利用，不仅可以供热，还兼具制冷的功能。地源热泵的地热资源包括土壤、地下水或者地表水等，通过高品位能源的输入，例如少量的电能等推动其热能由低温位转移向高温位。在寒冷的冬季，可将地能中的热量挥发出来，然而对其温度再做进一步的提
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升以满足室内采暖供给，反之，夏季则将建筑物之内热量抽取出来，将其释放释放到地能中。地源热泵的具体工作原理如下：在冬季，地源热泵利用在池塘等水体内沉浸或埋置在底层下的封闭管道从地层中吸取自然热量，完成热量收集后通过环路内部的循环水带至室内，然后利用热交换器和电驱动压缩机由室内地源热泵系统将能量集中，保持能量以较高的温度向室内释放，地能在此种情况下以热源的方式投入利用，夏季则刚好相反，地源热泵系统将建筑物室内的部分热量抽取出来，经循环回路排放到地层中吸收，建筑物室内得到降温效果，地能此种情况下被称为冷源。与空气源热泵相比，采用地源热泵后建筑物室内温度具有全年波动幅度较小的优点。在冬季，室温高于空气温度；在夏季，室温则低于空气温度，因而相比于空气源热泵来说，地源热泵具有更高的工作系数，在一定程度上实现了节能目的；与此同时，空气源热泵需要及时除霜，而地源热泵则无需如此，从而使结霜现象以及除霜作业所导致的热量损失得到降低。
三、结语
建筑是人类赖以生存的基础性物质资料中重要一种，人类居住环境同时也是生态环境的一部分，更是人类文明不断进步的重要体现，在当前经济快速发展与社会不断变革的背景下，绿色建筑设计应遵循生活舒适度的提高、健康的增进、能源的节约以及污染的降低为原则和根本出发点，有针对性地采取合理措施，将科学、先进的理念应用到绿色建筑暖通空调设计中来，实现整个行业乃至社会的可持续发展。笔者在文中对暖通空调设计过程中所遵循的绿色建筑理念与原则进行论述，从能源和资源节约、自然环境保护、建筑热工性能改善、绿色建材的充分利用、地源热泵技术的应用等方面对绿色建筑技术在暖通设计中的应用展开了具体的措施探讨，希望有所指导和帮助。
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