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超高层绿色建筑技术:冷辐射空调技术
日期:2014-4-18

   从高层建筑能耗所占比重来看,首先是空调,其次是照明,然后是电梯、供水、卫生和智能化管理等方面。在一栋大楼的能耗中,空调制冷和采暖系统的能耗大约占50%~60%,照明的能耗占20%~30%。要建设绿色摩天大楼,首先要在空调上下真功夫。

  冷辐射空调并非世界上的新技术,在德国、西班牙、英国等国家的很多民用建筑上已得到应用。但在中国,直到2005年前后,才有建筑学术刊物介绍这种技术。而且,冷辐射空调在中北欧地区的使用情况比较好。在一般专家看来,这种空调技术较适宜于比较干燥的内陆地区。冷辐射空调为什么好呢?因为可以大幅度省电,可以比一般空调省电40%左右。

  空调就是为了调节温度和湿度。通常,最适宜于人体的温度是25℃,相对湿度是60%。空调有水冷式、冷媒式等类型。过去,水冷式应用较多,噪声大、易结水,使用制冷剂可以破坏大气臭氧层,冬季制热难度大,高耗能,运营成本也高。冷辐射空调正好相反,缺点就是安装难度大,对建筑设计的要求高。但是,这种空调拥有对环境友好和超低能耗的比较优势,综合经济效益远胜于传统空调。

  那么,冷辐射空调为什么特别节能呢?在控制温度方面,如夏季要求降温到25℃,只需要20℃的冷媒水就足够了,而在控制湿度方面,却要7℃左右的冷媒水。传统空调把温度和湿度混在一起控制,都用7℃的冷媒水。如果温度控制也用很冷的冷媒水,就如同高射炮打蚊子,太过浪费。冷辐射空调也就是冷媒式空调,是把两件事分开来做的。该用小米加步枪的绝不用飞机大炮,可节约很多电。当然,冷辐射空调的节能不仅于此,但这是其节能的关键所在。实际上,使用冷辐射空调,在提高室温2℃左右的情况下,同样让人感到舒适。一般来说,冷辐射环境可将室温控制在27℃~28℃。在高温天数较多的广东地区,可以将室温适当提高,严格地说,反而让人感到更舒适,这也是冷辐射空调技术的重要节能原理之一。

  可是,冷辐射空调技术的大规模应用,在亚热带地区尚没有先例,国内建筑界对此技术了解的人更是寥寥无几。在潮湿的广东地区采用这一技术,是想也不敢想的事。国内有专家甚至怒斥这是疯狂之举。广东的春季常出现“回南天”,即从南边海洋过来的特别潮湿的热气流遭遇陆地还不太高的气温,便在房屋的墙面和天花上结出露水。“回南天”和长三角地区的梅雨季节状况类似。

  在湿热之地,防结露是冷辐射中央空调应用中的重大课题。谁都没有用过的东西,怎么可以在珠江城使用呢?有些技术和设计理念从来没有在其他高楼实现过,的确是有些风险。但是,经过专家论证和一系列实验,证明是可行的,那又有什么不敢尝试的呢?别的大楼没有做过,不能成为珠江城墨守成规的理由。

  针对冷辐射技术认识上的分歧,珠江城组织国内专家到欧洲考察冷辐射空调技术的应用情况。经过考察,国内专家从几乎一致否定转变为对采用此技术跃跃欲试。此后,国内专家对冷辐射空调技术提出改进意见,对珠江城完善该技术作出较大贡献。尤其是在防止结露等问题上,在外国专家的初始方案中考虑有欠周密。

  目前,冷辐射空调技术仅在上海、南京等中纬度地区有部分应用。中国应用的几个较大规模的冷辐射空调系统,都远远达不到珠江城这样的体量——冷辐射板面积38400平方米(冷辐射核心区),直接控制10万平方米的冷辐射空调辐射地域。空调专家认为,在湿热的亚热带地区达到如此规模,在以前是不可想象的。

  而冷辐射空调与传统空调不同,只有做到温度、湿度的控制准确,才能避免结露等问题出现。因此,冷辐射空调技术对建筑质量的要求特别高,任何地方稍有问题,都可能暴露无遗。在材料、设备方面,最重要的是冷水机组、风冷热泵、新风机组、换热设备、温湿度传感器等。冷辐射板(天花吊顶)也很重要,却在调试阶段就不再是重点问题,只要安装到位,保持好平衡度就可以了。在安装方面,最影响冷辐射空调系统的是管道等的施工质量。要达到很好的保温效果,工程的先后次序不能有差错,水管和风管一定要密封,因为如果不密封的话,风就会在中途漏掉,不能保证空调的正常运行。传统空调漏风还能运行,但冷辐射空调漏风只要稍大一点,就会出大问题。控制调节阀门,安装位置和产品质量都要符合精度要求,就连打孔预留点也要位置准确,因为一些自动控制检测点就放在开孔处,稍有偏差就会导致测量不准确。只有做到这些,才能把送风、送水的量控制得准确,才能保证空调正常的工作状态。

(CABR绿色建筑与生态城研究中心:专业绿色建筑咨询、顾问)
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