暖通技術(shù)在綠色生態(tài)住宅中的應(yīng)用

山穎

摘要：所謂綠色生態(tài)住宅就是充分利用可再生的材料和能源，親和自然，盡量不破壞環(huán)境和文化傳統(tǒng)，保護(hù)居住者的健康，充分體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和人類回歸自然的理念。綠色生態(tài)住宅的興起為暖通空調(diào)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇，同時(shí)，暖通空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)了建筑的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào);綠色生態(tài)住宅;應(yīng)用

前 言

綠色生態(tài)住宅的興起為暖通空調(diào)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇，同時(shí)，暖通空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)了建筑的可持續(xù)發(fā)展。本文把綠色生態(tài)住宅作為暖通空調(diào)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，針對(duì)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的相關(guān)問題進(jìn)行探討。

一、綠色生態(tài)住宅暖通設(shè)計(jì)需要堅(jiān)持的原則

1.節(jié)能

節(jié)能不僅指節(jié)約能源，還要節(jié)約材料。從整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部所涉及到的水泵、制冷機(jī)、控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等各個(gè)結(jié)構(gòu)的投資過程，控制其原材料和能源涉及材料的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。而對(duì)于現(xiàn)代新型綠色生態(tài)住宅來說，暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用，還要與綠色生態(tài)住宅物內(nèi)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)照明等系統(tǒng)互相結(jié)合、互相協(xié)調(diào)、互相關(guān)系。

2.回用

綠色生態(tài)住宅中整個(gè)系統(tǒng)的回用都與暖通空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)。其暖通空調(diào)系統(tǒng)中的各部分都有相對(duì)的獨(dú)立性，大多數(shù)零部件可以進(jìn)行拆卸。經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行后如果某個(gè)局部結(jié)構(gòu)報(bào)廢了，其中的運(yùn)行設(shè)備、管材等非運(yùn)轉(zhuǎn)件或者材料經(jīng)過一定的保養(yǎng)和維修，仍可以進(jìn)行回收再用。

3.循環(huán)利用

經(jīng)過以上暖通空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)備材料的回用和回收，廢料經(jīng)過專門的處理后要可以再生，實(shí)現(xiàn)從原料到產(chǎn)品到廢料最后再變?yōu)樵系拈]環(huán)良性循環(huán)。對(duì)于巖棉、玻璃鋼等相對(duì)成本較高但卻不能回收利用的原料，在設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量少用，最大限度的限制其使用量。

二、暖通新技術(shù)在綠色生態(tài)住宅中的應(yīng)用

暖通空調(diào)的主要功能包括：采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)這三個(gè)方面，HVAC實(shí)際上是HeatingVentilatingandAirConditioning的英文縮寫，取這三個(gè)功能的綜合簡稱，即為暖通空調(diào)。暖通空調(diào)在綠色生態(tài)住宅中的應(yīng)用的基本思路是使日光、熱、空氣僅在有益時(shí)進(jìn)入住宅，其目的是控制陽光和空氣于恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間進(jìn)入住宅，以及儲(chǔ)存和分配熱空氣和冷空氣以備需要。

1.太陽能輻射的應(yīng)用

太陽輻射對(duì)于暖通空調(diào)而言是一柄雙刃劍：一方面增加進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射可以充分利用晝光照明，減少電氣照明的能耗，也減少照明引起的夏季空調(diào)冷負(fù)荷，減少冬季采暖負(fù)荷。另一方面，增加進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射又會(huì)引起空調(diào)日射冷負(fù)荷的增加?？刂铺栞椛渌扇〉木唧w措施有：

1.1選用節(jié)能玻璃窗。例如，在采暖為主的地區(qū)，可選用雙層中充惰性氣體、內(nèi)層低輻射Low—E鍍膜的玻璃窗，能有效地透過可見光、遮擋室內(nèi)長波輻射，發(fā)揮溫室效應(yīng);而在供冷為主的地區(qū)，可選用外層Low—E鍍膜玻璃或單層鍍膜玻璃，能有效地透過可見光、遮擋直射日射和室外長波輻射。國外最新利用液晶技術(shù)的智能窗（又稱開關(guān)窗.SwitchGlassing），利用晶體在不同電壓下改變排列形狀的特性，可以根據(jù)室外日射強(qiáng)度改變窗的透明程度。

1.2采用將可見光引進(jìn)建筑物內(nèi)區(qū)，同時(shí)遮擋對(duì)周邊區(qū)直射日射的遮檐。

1.3采用通風(fēng)窗技術(shù)，將空調(diào)回風(fēng)引入雙層窗夾層空間，帶走由日射引起的中間層百葉溫度升高的對(duì)流熱量。中間層百葉在光電控制下自動(dòng)改變角度，遮擋直射陽光，透過散射可見光。

2.變頻水泵在空調(diào)水循環(huán)中的應(yīng)用

目前我們所接觸的空調(diào)系統(tǒng)中，大多數(shù)仍采用平衡閥、一體閥等閥門進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，這也造成了能量的損失，并且在用戶端普遍采用電動(dòng)二通閥或電動(dòng)二通調(diào)節(jié)閥，所以冷凍水系統(tǒng)用戶側(cè)是變流量的，但空調(diào)水系統(tǒng)大多數(shù)仍采用一次泵定流量水系統(tǒng)。該系統(tǒng)在部分負(fù)荷時(shí)靠調(diào)節(jié)閥門的開度來改變用戶側(cè)流量，以分集水器壓差來控制主機(jī)側(cè)旁通從而保持主機(jī)定流量。這種做法是不合理的。此類問題的解決辦法可從兩方面入手：

2.1提高管路系統(tǒng)的水力平衡性，減少水力調(diào)節(jié)閥門的使用，即設(shè)計(jì)中盡量靠管道的優(yōu)化排布達(dá)到或接近管網(wǎng)的水力平衡，減小管網(wǎng)的總阻力，從而減小循環(huán)泵的揚(yáng)程節(jié)省電能。

2.2采用變頻循環(huán)泵。使水泵根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化而改變自身電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，從而達(dá)到節(jié)省電能的目的。目前水泵變頻通常采用變頻器變頻的方法來實(shí)現(xiàn)，眾所周知，在一定條件下離心水泵的流量（Q）、壓頭（H）、軸功率（N）與泵的轉(zhuǎn)速（n）存在近似關(guān)系，即Q∞n1，H∞n2，N∞n3。

2.3蓄冷技術(shù)的應(yīng)用。前些年隨著夏季用電量的激增，國內(nèi)大多數(shù)省區(qū)在用電高峰期拉閘限電已成家常便飯。為了降低用電峰谷差，一種高效節(jié)能的蓄冷中央空調(diào)自上世紀(jì)90年代末期開始進(jìn)入了國人的視野。這讓當(dāng)時(shí)很多人看到了不再受限于拉閘限電的曙光。蓄冷技術(shù)是人類在面對(duì)能源危機(jī)時(shí)優(yōu)化資源配置、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)技術(shù)革新，能產(chǎn)生良好的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益。其工作原理并不復(fù)雜：利用夜間電力低谷時(shí)段制冷，將冷量以冰或水的形式諸存在蓄冷設(shè)備中;在電力高峰時(shí)段，將儲(chǔ)存的冷量釋放出來供給空調(diào)使用，達(dá)到電網(wǎng)的移峰填谷、節(jié)省運(yùn)行電費(fèi)、節(jié)能環(huán)保的目的。

三、暖通空調(diào)技術(shù)在綠色生態(tài)住宅中的應(yīng)用前景

在70年代，能源危機(jī)曾震動(dòng)全世界，在此之前大多數(shù)商業(yè)樓宇中的HVAC系統(tǒng)為了滿足空調(diào)房間的溫濕度要求，常常會(huì)把空氣制冷后又進(jìn)行再熱，而很少考慮能耗，再加上當(dāng)時(shí)照明系統(tǒng)的耗能量是現(xiàn)在系統(tǒng)的2至3倍、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能極差，以上種種因素造成了能耗的迅速上升。另一方面，從HVAC系統(tǒng)形式上看，定風(fēng)量，雙風(fēng)管和外區(qū)誘導(dǎo)系統(tǒng)的使用占了主導(dǎo)地位。這也在很大程度上增加了能耗。能源危機(jī)之后，人們對(duì)HVAC系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行觀念發(fā)生了戲劇性的轉(zhuǎn)變。新風(fēng)量減到最低水平，照明度也隨著降低，室內(nèi)空氣溫度保持在能滿足舒適感的下限。于是能耗下降了，但新的問題又產(chǎn)生了，那就是空氣品質(zhì)的惡化。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，人們的認(rèn)識(shí)水平不斷提高，暖通設(shè)計(jì)師們逐漸明白，要把能和保護(hù)環(huán)境有機(jī)地統(tǒng)一起來。因此，以最少的能耗，創(chuàng)造健康、舒適的室內(nèi)環(huán)境，并保護(hù)大氣環(huán)境，這也正是綠色生態(tài)住宅對(duì)暖通專業(yè)的要求。按照這些要求，暖通空調(diào)的專業(yè)人員不僅要考慮HVAC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，而且還需要建筑其它方面的配合。

四、結(jié)束語

隨著社會(huì)發(fā)展，科技進(jìn)步，物質(zhì)生活豐富，精神需求不斷提高，人們已不再滿足于簡單的居住辦公，而希望能有一個(gè)舒適的居住環(huán)境，高效的辦公環(huán)境，暖通空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步正逐步滿足人們親近自然，擁有舒適、健康住宅的需求。世界的發(fā)展和繁榮與人們開創(chuàng)性的思維和勞動(dòng)不可分離。隨著科學(xué)的發(fā)展，人類對(duì)生存環(huán)境不斷認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)，能及時(shí)把新技術(shù)，新材料應(yīng)用于現(xiàn)代住宅中，使我們的建筑成為真正意義上的“生態(tài)建筑”和“綠色生態(tài)住宅”。綠色生態(tài)住宅的興起為暖通空調(diào)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇，同時(shí)，暖通空調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代建筑的可持續(xù)發(fā)展，為現(xiàn)代建筑的發(fā)展注入了生機(jī)和活力，并采用科學(xué)的環(huán)境控制技術(shù)，滿足現(xiàn)代社會(huì)人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)日益增長的需求。

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