绿色建筑中暖通系统设计研究

绿色建筑中暖通系统设计研究

蒋丽影

柏诚系统科技股份有限公司   江苏省无锡市滨湖区    214072

摘要：绿色建筑的核心在于最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间。暖通系统作为建筑能耗的主要部分，其设计直接影响着建筑的能效和环境舒适度。本文将探讨绿色建筑中暖通系统的设计原则、方法以及节能技术，旨在为实现建筑的绿色可持续发展提供理论支持和实践指导。

关键词：绿色建筑；暖通系统；设计

引言

随着全球对可持续发展和生态环保意识的增强，绿色建筑成为了建筑行业的发展趋势。暖通系统作为建筑能耗的主要部分，其节能优化对于提高绿色建筑的能效和环境友好性至关重要。

一、绿色建筑暖通系统设计原则

绿色建筑暖通系统设计需遵循舒适性原则，应精准调控室内温湿度、空气品质与气流速度，依据不同季节和使用场景灵活调整，如夏季维持 24℃ - 26℃的室温、40% - 60% 的相对湿度，确保清爽舒适；冬季保持 18℃ - 22℃的室温、30% - 50% 的湿度，避免干燥不适。节能性原则要求选用高效设备与系统，运用智能控制依环境变化自动调节，减少能源浪费，如采用变频空调；同时充分利用太阳能、地热能等自然能源，降低对传统能源的依赖。环保性要求避免使用破坏臭氧层的制冷剂，减少温室气体排放，选用环保型保温材料，降低生产与使用中的污染。可靠性原则确保系统稳定运行，选用优质设备材料，设计合理冗余备份，增强容错能力，如在重要场所配备备用设备，保障室内环境基本需求，避免故障带来的不良影响。

二、绿色建筑暖通系统设计方法

2.1 自然通风与通风系统

自然通风是一种经济、环保且有效的通风方式，在绿色建筑暖通系统设计中应充分利用。通过合理的建筑布局和开口设计，引导自然风进入室内，形成良好的通风效果。例如，在建筑设计时，将主要功能房间布置在迎风面和背风面，利用风压原理促进空气流通；设置合适的窗户大小、位置和开启方式，如采用可开启面积较大的平开窗或推拉窗，使室内外空气能够顺畅交换。同时，结合通风塔、通风井等设施，增强自然通风效果。通风塔利用热压原理，使室内热空气上升排出，室外冷空气从底部补充进入，形成自然通风循环。通风井则可以连接不同楼层的房间，促进空气在垂直方向上的流动，有效改善室内空气质量和热舒适度，减少对机械通风的依赖，降低能耗。

2.2 热岛效应减缓措施

城市热岛效应严重影响绿色建筑的性能和室内环境舒适度，因此在暖通系统设计中需采取相应的减缓措施。建筑周边环境的绿化设计是一种有效的手段。通过种植大量的树木、草坪和植被，增加城市绿地面积，降低地面温度。植被的蒸腾作用可以吸收热量，释放水分，从而调节局部气候。例如，在建筑物周围布置一定宽度的绿化带，选择具有遮阳效果和蒸腾量大的植物品种，如高大乔木和茂密的灌木，形成绿色屏障，减少太阳辐射对建筑物的直接照射，降低建筑周边的空气温度，减轻热岛效应。采用合理的建筑表皮材料和构造也有助于缓解热岛效应。选择浅色、高反射率的屋面和外墙材料，减少太阳辐射吸收，降低建筑表面温度。例如，使用白色或浅色的隔热涂料涂刷屋面和外墙，能够反射大部分太阳光线，降低建筑物的热量吸收。

2.3 太阳能与其他可再生能源利用

太阳能作为一种清洁、可再生的能源，在绿色建筑暖通系统中具有广阔的应用前景。太阳能热水系统是常见的应用方式之一，通过太阳能集热器将太阳能转化为热能，用于供应建筑内的生活热水和冬季采暖热水。在冬季，还可以通过辅助加热设备，如燃气热水器或电加热器，对太阳能热水进行补充加热，满足采暖需求，减少对传统能源的消耗。太阳能光伏发电系统也可与暖通系统相结合，为系统中的风机、水泵等设备提供电力。将太阳能电池板安装在建筑物的屋顶或外墙等位置，将太阳能转化为电能，存储于蓄电池中或直接并入电网。在白天光照充足时，光伏发电系统产生的电能优先供应暖通设备运行，多余的电量还可以出售给电网，实现能源的自给自足和经济效益的提升。

三、绿色建筑暖通系统的节能技术

3.1 建筑外墙保温

优质的外墙保温材料和合理的保温构造能够有效减少建筑物内外热量的传递，降低暖通系统的负荷。常见的外墙保温材料有聚苯板、岩棉板、聚氨酯泡沫等。例如，采用聚苯板作为外墙保温材料，其具有良好的保温性能和较低的导热系数，能够有效地阻止热量从室内向室外散失。在施工过程中，将聚苯板粘贴在外墙表面，并通过锚栓固定，然后再涂抹抗裂砂浆和饰面层，形成完整的保温系统。这种保温系统可以使建筑外墙的传热系数显著降低，减少冬季室内热量的损失，降低采暖能耗；同时在夏季，也能阻止室外热量传入室内，减轻空调制冷负荷，从而实现节能减排的目的，提高建筑的能源利用效率和室内舒适度。

3.2 高性能玻璃与窗户

窗户作为建筑围护结构的一部分，其性能对暖通系统的能耗有着重要影响。高性能玻璃和窗户的选择能够有效改善建筑的保温隔热性能，例如，采用 Low-E（低辐射）玻璃，其表面镀有一层低辐射涂层，能够反射大部分的红外线辐射，减少室内热量通过窗户向室外散失，同时也能阻挡室外太阳辐射的热量进入室内，降低空调负荷。窗框材料的选择也至关重要，断桥铝窗框具有良好的隔热性能，能够有效阻止窗框部位的热量传导。合理设计窗户的开启方式和密封性能，如采用双层或三层中空玻璃、密封胶条等，进一步提高窗户的保温隔热效果，减少空气渗透，降低暖通系统的能耗，为室内创造一个更加稳定、舒适的热环境，实现绿色建筑的节能目标。

3.3 绿色屋顶与绿色墙体

绿色屋顶和绿色墙体技术不仅具有美化环境的作用，还能在一定程度上提高建筑的保温隔热性能，降低暖通系统能耗。绿色屋顶通过在屋面种植植被，形成一个生态隔热层。植被层可以吸收太阳辐射热量，通过蒸腾作用将热量散发到空气中，同时也能阻挡雨水直接冲刷屋面，保护屋面防水层，延长屋面使用寿命。例如，在一些工业建筑或公共建筑的屋顶上，种植耐旱、耐寒、耐瘠薄的草本植物和低矮灌木，形成绿色屋顶景观。在夏季，绿色屋顶能够使屋面温度降低 20℃-30℃，显著减少室内热量的传入，降低空调制冷负荷；在冬季，植被层又能起到一定的保温作用，减少室内热量的散失，从而实现节能减排的效果。绿色墙体则是在墙体表面或内部种植植物或采用具有生态功能的墙体材料，例如，垂直绿化墙体通过在墙体上安装种植槽或种植袋，种植攀援植物或垂吊植物，形成绿色屏障，不仅可以遮阳降温，还能吸收空气中的污染物，改善室内外空气质量。

3.4 外遮阳形式选择、外围结构与保温性能

外遮阳系统是减少太阳辐射热量进入室内的有效措施，对于降低暖通系统能耗具有重要意义。根据建筑朝向和使用功能，选择合适的外遮阳形式至关重要。活动式外遮阳系统具有更好的灵活性，可根据太阳位置和室内采光、温度需求进行调节，如电动百叶遮阳帘，既能遮阳又能保证一定的采光和通风效果，在满足室内舒适度的同时，最大限度地降低太阳辐射得热，减轻空调制冷负荷，提高建筑的节能性能。建筑的外围结构除了保温隔热性能外，其整体的气密性和水密性也对暖通系统能耗有影响。提高建筑外围结构的气密性，减少空气渗透，可以避免冬季室外冷空气的侵入和夏季室外热空气的进入，降低室内外热量交换。

四、结语

通过优化设计原则、采用创新技术和方法，能够有效提升建筑能效，减少环境负担。未来，随着技术的进步和绿色理念的深入，绿色建筑暖通系统的设计将更加成熟，为实现建筑行业的可持续发展贡献力量。

参考文献

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[2]蔡福东.绿色建筑理念下的暖通系统优化设计研究[J].新城建科技,2024,33(07):58-60.

[3]赵頔.基于绿色建筑理念的公共建筑暖通系统设计[J].智能建筑与智慧城市,2023,(10):111-113.