林偉華
【摘 要】全球所有區(qū)域的建筑都是人類與環(huán)境互動的結(jié)果,從極寒地區(qū)愛斯基摩人的冰屋到極熱地區(qū)熱帶雨林的樹屋,無不是人類利用環(huán)境改造人居環(huán)境的結(jié)果?,F(xiàn)代建筑也是如此,在暖通空調(diào)的配合,建筑所營造出來的環(huán)境已經(jīng)能夠與自然環(huán)境媲美。
【關(guān)鍵詞】建筑環(huán)境;暖通空調(diào);能源消耗;生態(tài)環(huán)境;節(jié)能減排
隨著人類對居住環(huán)境的改造,現(xiàn)代建筑在人居舒適方面已經(jīng)有了巨大的進(jìn)步,從過去的非智能建筑到智能建筑,從過去的非生態(tài)建筑到生態(tài)建筑、綠色建筑。暖通空調(diào)的供熱制冷隨氣候與人居舒適度而自動調(diào)節(jié),在既已滿足建筑的基本功能的前提下,暖通空調(diào)已經(jīng)開始考慮到建筑環(huán)境問題。
一、建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗概述
(1)我國傳統(tǒng)的建筑業(yè)對于環(huán)境的破壞與污染非常大,傳
統(tǒng)的建筑業(yè)與環(huán)境的關(guān)系是純粹的予取予奪,是自然反過來適應(yīng)建筑,這樣做的惡果必然是人類激怒自然,自然以災(zāi)難對人類還以顏色。建筑與生態(tài)之間的正確關(guān)系,應(yīng)該是建筑較少擾動生態(tài),建筑與生態(tài)融為一體。這種做法雖然看似較為困難,但是,實際上卻是可行的。尤其是在暖通空調(diào)領(lǐng)域中有許多方法可以將建筑與生態(tài)之間的關(guān)系形成協(xié)調(diào)的自然關(guān)系。二者之間互相聯(lián)系,互相促進(jìn)。進(jìn)行深層研究,我們發(fā)現(xiàn)暖通空調(diào)的最大能耗就是供熱與制冷,而這兩點的決定因素就是暖通空調(diào)系統(tǒng)中由用戶產(chǎn)生的冷熱負(fù)荷參數(shù),這兩項參數(shù)決定了空調(diào)的運行工況與系統(tǒng)配置。內(nèi)部用戶的需求是一種內(nèi)部負(fù)荷,而外部環(huán)境的影響則構(gòu)成了暖通空調(diào)的外界負(fù)荷。所以針對暖通空調(diào)的節(jié)能降耗必須從這兩方面入手加以解決。在實際施工過程中我們發(fā)現(xiàn)建筑物的朝向位置,以及建筑過程中的圍護、門的材料、窗的密封狀況大小以及形狀等都會對暖通空調(diào)的負(fù)荷產(chǎn)生極其重要的影響,而綠色建筑正是在這些方面下足了功夫。(2)圍護結(jié)構(gòu)包括外圍結(jié)構(gòu)和內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)。外圍護結(jié)構(gòu)主要包括屋面、外墻和窗戶;內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)主要包括地面、頂棚、內(nèi)隔墻等。在采暖建筑中,圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失占總的熱損失的比例是較大的,在北京地區(qū),通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的77%;通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占23%;在哈爾濱地區(qū),通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占全部熱損失的71%;通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占29%。由此可見改善圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能對于暖通空調(diào)節(jié)能具有重要意義。(3)規(guī)劃設(shè)計時建筑節(jié)能設(shè)計的重要方面,規(guī)劃節(jié)能設(shè)計應(yīng)從建設(shè)選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、冬季季風(fēng)主導(dǎo)方向、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究。以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境;有利于節(jié)能,充分重視和利用太陽能、冬季主導(dǎo)風(fēng)向、地形和地貌,利用自然因素。節(jié)能規(guī)劃設(shè)計就是分析成氣候的決定因素、輻射因素、大氣環(huán)流因素和地理因素的有利、不利影響,通過建筑的規(guī)劃布局對上述因素進(jìn)行充分利用、改造,形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境。
二、建筑環(huán)境與暖通空調(diào)能耗的節(jié)能
(1)在室內(nèi)環(huán)境方面的改善對于人居尤為重要,宜居的環(huán)境是建筑與暖通空調(diào)必須首先加以保證的最重要的關(guān)鍵點,因為環(huán)境品質(zhì)的高低直接決定了人居的體驗。室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)包括聲、光、熱等諸多環(huán)境物理因素以及室內(nèi)空氣品質(zhì)中的諸多物理、化學(xué)因素。綠色建筑的室內(nèi)環(huán)境應(yīng)與地球生物圈的生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)、融合。“以人為本”的室內(nèi)環(huán)境首先要滿足人的生物特性,即節(jié)能和環(huán)保并不是以影響居住者的健康和降低居住者的工作效率為代價。因此,綠色建筑是資源和能源的有效利用、保護環(huán)境、親和自然、舒適、健康、安全的建筑。在實際的工程設(shè)計中,人們已經(jīng)能夠從制冷方式和空調(diào)方式出發(fā)采取許多降低能耗和提高能源利用效率的措施。(2)空調(diào)系統(tǒng)對于環(huán)境的影響很大,一部分原因是與監(jiān)測以及維護的缺乏有關(guān),在我國目前的物業(yè)管理隊伍之中還很難找到較為專業(yè)的精通暖通空調(diào)的管理人員,因此,對于暖通空調(diào)的一些較為專業(yè)的維護工作無法按照預(yù)理順利完成。同時,暖通空調(diào)的降耗節(jié)能與建筑物的環(huán)境的友好卻是工作過程中所不可或缺的一個過程。(3)在解決暖通空調(diào)的高能耗問題的道路上并無一定之規(guī),但是尋求政府在法律法規(guī)與政策上的支持是首先必須解決的大問題。一則表示政府重視和鼓勵;二則可以為節(jié)能工作的開展提供法律依據(jù)。我國近年來頻發(fā)的自然災(zāi)害已經(jīng)給我們敲響了警鐘。建筑環(huán)境已經(jīng)成為影響可持續(xù)發(fā)展的大問題,因此,研究建筑環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,研究暖通空調(diào)的節(jié)能降耗,以最大限度的節(jié)能改善建筑環(huán)境才是未來建筑來及暖通行業(yè)的真正的可持續(xù)發(fā)展的道路,只有端正了保護環(huán)境、綠色生態(tài)的意識,才能擁有真正的科學(xué)發(fā)展觀。(4)自從20世紀(jì)90年代以來,人類進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段,與此同時,生態(tài)環(huán)境也在飛速發(fā)展的同時受到了亙古未有的嚴(yán)重破壞,全球氣候持續(xù)變溫,碳排放的超標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了令人發(fā)指的程度,異常天氣在發(fā)達(dá)國家以及生態(tài)破壞程度最大的國家的周邊長期出現(xiàn),而且越來越頻繁??茖W(xué)的發(fā)展觀是在保護環(huán)境、保護生態(tài)的前提之下的發(fā)展,這種發(fā)展觀才是我國的建筑業(yè)與暖通領(lǐng)域必須形成足夠認(rèn)識的發(fā)展的關(guān)鍵問題。人口的急劇膨脹,生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重失衡,各種資源的枯竭已經(jīng)開始對人類的生存與發(fā)展形成了巨大的反差,只是人類還沒有意識到這些問題的嚴(yán)重性,仍然在肆無忌憚地對生態(tài)刀砍斧斫、橫加掠奪。(5)今天,世界的有識之士們已經(jīng)開始就建筑環(huán)境與暖通空調(diào)對于生態(tài)環(huán)境的影響問題進(jìn)行了廣泛的研究。聯(lián)合國的環(huán)境開發(fā)署已經(jīng)多次向全球通報環(huán)境的問題的嚴(yán)重性,我們?nèi)祟惞餐牡厍蛎恳粋€人都有義務(wù)對其加以愛護,減少暖通空調(diào)的能耗,保護建筑環(huán)境,促進(jìn)人類與自然、與環(huán)境的和諧發(fā)展人類的未來才能夠得以生存與發(fā)展??v觀世界經(jīng)濟的發(fā)展,在工業(yè)革命之后的短短百年,人類已經(jīng)創(chuàng)造出了以往全部歷史都未能創(chuàng)造出來的巨大的物質(zhì)文明,但是在這強大的物質(zhì)文明的背后,是自然與生態(tài)的無聲哭泣,這種無聲的哭泣只有給人類帶來巨大的災(zāi)難的瞬間,人類才能暫時的警醒,當(dāng)災(zāi)難過去,人類就又開始了我行我素的下一輪對生態(tài)與環(huán)境的破壞。對比某些歷史資料片,我們可以清晰看到百年前的自然是野性的自然,而現(xiàn)在的自然則是完全被人類破壞了的自然。也許會有人有疑問,為什么要針對建筑與暖通大談生態(tài)與環(huán)境問題,這個疑問在看了全球能耗比例就會釋然,在全球的能耗比例之中,人類消耗于建筑之中的能耗是全部能耗的百分之五十,在這百分之五十之中,暖通空調(diào)所占的比重已經(jīng)高達(dá)百分之三十至百分之五十,由此可見,研究建筑環(huán)境的能耗問題,研究暖通空調(diào)的能耗問題對于節(jié)能減排至關(guān)重要。(6)國外的發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)在建筑環(huán)境與暖通空調(diào)的減排降耗方面做出了研究與努力。比如,發(fā)達(dá)國家的空調(diào)的靠墻的背板都使用了高反射的金屬材料,這樣就可以把暖通空調(diào)的全部能量都鎖定在室內(nèi)而不是通過墻壁的冷橋效應(yīng)流失到戶外,同時,更換密封的加氣加膜窗戶也可以減少室內(nèi)能量的流失與向外輻射,此外通過減低風(fēng)量與運行功率以及對運行工況進(jìn)行智能化控制也能極大地降低能耗。這樣就可以把節(jié)能與環(huán)保同時放在了一條并行的軌道上來,二者并行不悖。我國目前在某些發(fā)達(dá)地區(qū)積極推行的綠色建筑就是充分地發(fā)揮節(jié)能環(huán)保作用的典范之作,不僅建筑內(nèi)部大量使用了可再生的材料,而且建筑內(nèi)部所需的能源也盡可能地使用可循環(huán)、環(huán)保的能源。盡量減少對環(huán)境的破壞。綠色建筑既保證了人居的舒適度,又保證了人居的健康度,而且還符合了可持續(xù)發(fā)展的光輝論斷,更符合和諧自然的生態(tài)理念。
三、結(jié)語
建筑生態(tài)環(huán)境是一種基于生態(tài)的建筑環(huán)境觀,要求在建筑的范圍內(nèi)形成一種良性的生態(tài)循環(huán),暖通空調(diào)系統(tǒng)在建立這種生態(tài)平衡中,發(fā)揮著重要的作用。建筑生態(tài)環(huán)境與暖通空調(diào)系統(tǒng)是相互影響著的,明確它們之間的相互影響,其目的是為協(xié)調(diào)這種矛盾服務(wù)的。建筑生態(tài)環(huán)境的觀念在我國建筑設(shè)計特別是暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中的地位還不突出,人們只是在口頭上呼喊著建筑環(huán)境的惡化,期盼所謂的生態(tài)建筑。但是在實際工程中,建筑設(shè)計、施工人員卻很難真正滿足所謂生態(tài)建筑的要求。一個很重要的原因,就是建筑生態(tài)環(huán)境的觀念深如人心,沒有得到足夠的重視。建筑生態(tài)環(huán)境的指導(dǎo)觀念,是建筑發(fā)展的必然趨勢。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]姚江波,白蔚君.綠色建筑與建筑節(jié)能[J].華中建筑.2000
[2]魏東杰,胡彤.綠色建筑中暖通空調(diào)的應(yīng)用[J].河北建筑科技學(xué)院學(xué)報.2003