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摘要：节能减排、保护环境和可持续发展是当今社会发展的主题，而绿色建筑正是顺应了这种时代的要求。文章论述了发展绿色建筑的重要意义及绿色建筑对空调系统的控制项和空调系统的设计特点。
关键词：冰蓄冷；湖水冷却；全热交换
当前我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。而建筑能耗中大约有50~60%消耗于暖通空调系统中。然而自然界矿物燃料的储藏量却是有限的，况且燃烧矿物燃料产生的CO2、硫化物及矿物尘粒对人类赖以生存的环境造成了不可逆转的破坏。随着全球气温的普遍回升，各地区酸雨的经常出现以及大气臭氧层扩大，人门对环境的保护意识越来越高，节能减排、可持续发展等许多绿色建筑已出现在人们的日常生活中。所谓绿色建筑就是在经济合理的前提下，通过优化设计和设计整合，使其建筑在其整个生命周期中，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染并能与自然和谐共生，同时又能提供给使用者一个健康、舒适、高效的环境。
一、案例概述
深圳高新技术开发区软件大厦其建筑总面积6.45万m2，地上十一层为办公，地下两层为汽车库和设备用房。该建筑按《LEED2.2》绿色建筑国际标准设计。其建筑能耗设计值低于《公共建筑节能设计标准》规定值的80%，即达到节能60%目的。该建筑使用了如下多项环保、节能、舒适性策略：
1．场地方面：屋顶绿化，雨水收集和利用，热岛效应控制，光污染控制等。
2．节能方面：空调系统优化（详见2），电力系统优化（自控，太阳能发电，发电量占总建筑用电量3.3%等。），围护结构优化（屋面和墙体保温，外遮阳，屋顶绿化等。）
3．节水方面：绿化、景观使用雨水，使用节水器具等。
4．建材方面：本地材料，高回收成分材料，环保材料的使用等。
5．室内空气质量方面：
（1）设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境。
（2）采用可调节的外遮阳，改善室内热环境。
（3）采用中悬窗促进室内通风。
（4）地下一层采用自然采光井。
6．运营管理方面：
（1） 设备、空调、照明分户独立计量及自动监控。
（2）分类收集和处理废弃物。
（3）实施资源管理激励机制，管理业绩与节约资源、提高经济效益挂钩。
二、空调系统
软件大厦空调区域分为自用部分（一、二、四、十一层，分别为培训中心、演示厅、展示厅、管理办公及会议、餐厅等）和出租部分（三、五~十层，分别为公共测试平台、软件开发平台、软件出口服务平台、软件信息服务平台及软件企业孵化场所和数据中心等）。为了更好节能同时又能为使用者提供一个良好的工作环境，根据各区域空调的使用特点，自用部分由于其上下班时间固定一致，其空调采用中央空调，以便充分发挥中央空调能效比较高的特点。出租部分由于其工作时间比较随意，经常出现加班情况，其空调采用变频多联机系统，以便发挥多联机控制灵活方便的特点。
（一）中央空调蓄冰系统
与常规中央空调相比，大部分蓄冰空调并不节能，也并非适用所有建筑，但在一定条件下它能改善城市地区电网供电状况，缓解电力负荷峰谷差现象，提高电厂设备利用率，降低电厂装机容量和输配电设备，减少投资。从这个意义上来讲，蓄冰空调可作为一项“节能”技术而加以推广。深圳地区电价峰谷差别较大，给蓄冰空调提供了更加有利条件。
该项目中央空调总负荷9072RT/日，选两台260RT，冷媒R134a双工况螺杆式冷水机组。双工况主机与蓄冰装置串联布置。其系统原理示意图如下：
该系统制冷工况COP为5.30，蓄冰工况COP为3.50。蓄冰量为2832RTH，约为总负荷的31%。通过经济分析，蓄冰空调比常规中央空调设备初投资多180万元，但年运行费用节省约50万元，投资回收年限为3.6年。
（二）中央空调冷却水系统
该工程有一个天然湖泊，是中央空调系统理想的天然冷源，设计过程中对该湖水进行了全面评估，确定中央空调冷却水采用该天然湖水。
1．水量平衡
中央空调循环水量6000m3/天，补水量120m3/天，该天然湖泊的补水来自雨水、污水处理回收的水量大于湖水自然蒸发、空调补水及绿化、景观用水，水量平衡全年有余。
2．热量平衡
根据深圳气象资料，深圳市平均蒸发量1603.5mm，大厦水景面积17400m2，水景的年平均蒸发损失水量为27900 m3，月蒸发量见下表。
按照冰蓄冷系统100%负荷估算，全天通过空调冷却系统的排热量为26.4×106kJ，按照8月气象条件计算，蒸发量161.5mm，汽化潜热2418kJ/kg，湖水全天蒸发带走的热量为219×106kj，远大于空调冷却系统向湖中的排热量。另据历史资料显示，深圳地区3m以内湖面月最高平均温度不超过30℃。因此湖水温度满足空调主机在合理的工况下运行。
（3）水质保障
天然湖实际上是雨水、回收水的调蓄沉淀池。一方面入湖雨水经沉沙井沉淀就近排入人工湿地再进入湖泊，另一方面生活污水先经一体化MBR工艺处理后再进入湖水。为了保证水质，该湖泊设计了一套湖水净化装置，湖水处理后水质符合空调冷却水要求，
通过上述评估，湖水完全满足中央空调冷却用水，结合这一有利条件，该中央空调主机采用湖水冷却。这样节省了空调冷却塔投资，省去了冷却塔运行费用，并且避免了冷却塔产生的噪音和细菌污染，同时空调冷却水作为景观用水释放了部分热量后再回到湖泊继续冷却、沉淀过滤。设计做到了一物两用，达到了与周围自然环境的和谐与统一。
（三）空调新风
在過渡季节，全空气空调系统采用全新风或增大新风比运行。
空调房间均安装了CO2浓度检测点，根据室内CO2浓度的高低，空调风柜新风阀门自动调节开度和全热回收装置变频运行。这样使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的范围内，既达到了卫生标准又减少了新风能耗，节约了能源。
风机盘管加新风系统均安装了全热回收装置回收排风中的冷量，回收效率可达60%以上。该项目共用了48台全热回收装置，系统总新风量为135200m3/h，在设计工况下，可回收冷量1424kW，降低了空调系统能耗，节约了能源和运行费用。
（四）空调计量
量化管理是节约能源的一个重要措施。按照消耗能量的多少计收空调费用，既公平又合理，更有利于提高用户的节能意识。根据统计表明，同一用能单位安装计量装置前与安装计量装置后大约节能20~30%左右。鉴于此种情况，变频多联机系统安装了一套智能化控制系统，控制各房间空调的开启和计量。中央空调系统各楼层安装计量装置。以上计量装置均与楼宇控制系统接口。
（五）地下车库排风
地下汽车库均安装了CO浓度检测点，每个机房均安装了两台排风机，根据车库CO浓度的高低，相应开启排风机台数。
三、小结
1．该工程是深圳市第一个绿色建筑试点项目。项目建成后，系统运行各项指标均达到了设计要求，起到了很好的示范效果。
2．蓄冰空调技术初投资较高，只有在电价峰谷差别较大的地区才能充分体现其运行费用低的特点，经技术经济比较分析，投资回收年限在5年之内采用蓄冰空调才比较合适。
3．湖水冷却技术符合发展循环经济的理念，虽然该技术的应用有其局限性，但在很多的新建工程中，有喷泉、水帘等水景设计，可根据实际情况尽可能发挥资源利用的技术优势，如在部分负荷时采用以从整体上提高能源的使用效率。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：冰蓄冷；湖水冷却；全热交换
当前我国建筑用能已超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。而建筑能耗中大约有50~60%消耗于暖通空调系统中。然而自然界矿物燃料的储藏量却是有限的，况且燃烧矿物燃料产生的CO2、硫化物及矿物尘粒对人类赖以生存的环境造成了不可逆转的破坏。随着全球气温的普遍回升，各地区酸雨的经常出现以及大气臭氧层扩大，人门对环境的保护意识越来越高，节能减排、可持续发展等许多绿色建筑已出现在人们的日常生活中。所谓绿色建筑就是在经济合理的前提下，通过优化设计和设计整合，使其建筑在其整个生命周期中，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染并能与自然和谐共生，同时又能提供给使用者一个健康、舒适、高效的环境。
一、案例概述
深圳高新技术开发区软件大厦其建筑总面积6.45万m2，地上十一层为办公，地下两层为汽车库和设备用房。该建筑按《LEED2.2》绿色建筑国际标准设计。其建筑能耗设计值低于《公共建筑节能设计标准》规定值的80%，即达到节能60%目的。该建筑使用了如下多项环保、节能、舒适性策略：
1．场地方面：屋顶绿化，雨水收集和利用，热岛效应控制，光污染控制等。
2．节能方面：空调系统优化（详见2），电力系统优化（自控，太阳能发电，发电量占总建筑用电量3.3%等。），围护结构优化（屋面和墙体保温，外遮阳，屋顶绿化等。）
3．节水方面：绿化、景观使用雨水，使用节水器具等。
4．建材方面：本地材料，高回收成分材料，环保材料的使用等。
5．室内空气质量方面：
（1）设置室内空气质量监控系统，保证健康舒适的室内环境。
（2）采用可调节的外遮阳，改善室内热环境。
（3）采用中悬窗促进室内通风。
（4）地下一层采用自然采光井。
6．运营管理方面：
（1） 设备、空调、照明分户独立计量及自动监控。
（2）分类收集和处理废弃物。
（3）实施资源管理激励机制，管理业绩与节约资源、提高经济效益挂钩。
二、空调系统
软件大厦空调区域分为自用部分（一、二、四、十一层，分别为培训中心、演示厅、展示厅、管理办公及会议、餐厅等）和出租部分（三、五~十层，分别为公共测试平台、软件开发平台、软件出口服务平台、软件信息服务平台及软件企业孵化场所和数据中心等）。为了更好节能同时又能为使用者提供一个良好的工作环境，根据各区域空调的使用特点，自用部分由于其上下班时间固定一致，其空调采用中央空调，以便充分发挥中央空调能效比较高的特点。出租部分由于其工作时间比较随意，经常出现加班情况，其空调采用变频多联机系统，以便发挥多联机控制灵活方便的特点。
（一）中央空调蓄冰系统
与常规中央空调相比，大部分蓄冰空调并不节能，也并非适用所有建筑，但在一定条件下它能改善城市地区电网供电状况，缓解电力负荷峰谷差现象，提高电厂设备利用率，降低电厂装机容量和输配电设备，减少投资。从这个意义上来讲，蓄冰空调可作为一项“节能”技术而加以推广。深圳地区电价峰谷差别较大，给蓄冰空调提供了更加有利条件。
该项目中央空调总负荷9072RT/日，选两台260RT，冷媒R134a双工况螺杆式冷水机组。双工况主机与蓄冰装置串联布置。其系统原理示意图如下：
该系统制冷工况COP为5.30，蓄冰工况COP为3.50。蓄冰量为2832RTH，约为总负荷的31%。通过经济分析，蓄冰空调比常规中央空调设备初投资多180万元，但年运行费用节省约50万元，投资回收年限为3.6年。
（二）中央空调冷却水系统
该工程有一个天然湖泊，是中央空调系统理想的天然冷源，设计过程中对该湖水进行了全面评估，确定中央空调冷却水采用该天然湖水。
1．水量平衡
中央空调循环水量6000m3/天，补水量120m3/天，该天然湖泊的补水来自雨水、污水处理回收的水量大于湖水自然蒸发、空调补水及绿化、景观用水，水量平衡全年有余。
2．热量平衡
根据深圳气象资料，深圳市平均蒸发量1603.5mm，大厦水景面积17400m2，水景的年平均蒸发损失水量为27900 m3，月蒸发量见下表。
按照冰蓄冷系统100%负荷估算，全天通过空调冷却系统的排热量为26.4×106kJ，按照8月气象条件计算，蒸发量161.5mm，汽化潜热2418kJ/kg，湖水全天蒸发带走的热量为219×106kj，远大于空调冷却系统向湖中的排热量。另据历史资料显示，深圳地区3m以内湖面月最高平均温度不超过30℃。因此湖水温度满足空调主机在合理的工况下运行。
（3）水质保障
天然湖实际上是雨水、回收水的调蓄沉淀池。一方面入湖雨水经沉沙井沉淀就近排入人工湿地再进入湖泊，另一方面生活污水先经一体化MBR工艺处理后再进入湖水。为了保证水质，该湖泊设计了一套湖水净化装置，湖水处理后水质符合空调冷却水要求，
通过上述评估，湖水完全满足中央空调冷却用水，结合这一有利条件，该中央空调主机采用湖水冷却。这样节省了空调冷却塔投资，省去了冷却塔运行费用，并且避免了冷却塔产生的噪音和细菌污染，同时空调冷却水作为景观用水释放了部分热量后再回到湖泊继续冷却、沉淀过滤。设计做到了一物两用，达到了与周围自然环境的和谐与统一。
（三）空调新风
在過渡季节，全空气空调系统采用全新风或增大新风比运行。
空调房间均安装了CO2浓度检测点，根据室内CO2浓度的高低，空调风柜新风阀门自动调节开度和全热回收装置变频运行。这样使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的范围内，既达到了卫生标准又减少了新风能耗，节约了能源。
风机盘管加新风系统均安装了全热回收装置回收排风中的冷量，回收效率可达60%以上。该项目共用了48台全热回收装置，系统总新风量为135200m3/h，在设计工况下，可回收冷量1424kW，降低了空调系统能耗，节约了能源和运行费用。
（四）空调计量
量化管理是节约能源的一个重要措施。按照消耗能量的多少计收空调费用，既公平又合理，更有利于提高用户的节能意识。根据统计表明，同一用能单位安装计量装置前与安装计量装置后大约节能20~30%左右。鉴于此种情况，变频多联机系统安装了一套智能化控制系统，控制各房间空调的开启和计量。中央空调系统各楼层安装计量装置。以上计量装置均与楼宇控制系统接口。
（五）地下车库排风
地下汽车库均安装了CO浓度检测点，每个机房均安装了两台排风机，根据车库CO浓度的高低，相应开启排风机台数。
三、小结
1．该工程是深圳市第一个绿色建筑试点项目。项目建成后，系统运行各项指标均达到了设计要求，起到了很好的示范效果。
2．蓄冰空调技术初投资较高，只有在电价峰谷差别较大的地区才能充分体现其运行费用低的特点，经技术经济比较分析，投资回收年限在5年之内采用蓄冰空调才比较合适。
3．湖水冷却技术符合发展循环经济的理念，虽然该技术的应用有其局限性，但在很多的新建工程中，有喷泉、水帘等水景设计，可根据实际情况尽可能发挥资源利用的技术优势，如在部分负荷时采用以从整体上提高能源的使用效率。
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