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浅谈疫情下被动房的舒适安全暖通设计新思路

   日期:2021-01-26     来源:中国地暖网    
核心提示:被动房由于对冷暖负荷的需求非常低,目前都是采用带冷热负荷的新风系统来解决供冷和供暖需求,即全对流的新风式空调系统,后经国内改良的全热交换全空气空调管道机,被称为“环控机”。
  首先我们了解一下什么是被动房,最早的被动房是德国“达姆施塔特被动房”,它是源于1988—1989年设计,1990年建造,1991年入住,至今乃在运行,它的平均供暖需求只有8.5kWh/ (㎡a)的超低能耗,现在达姆施塔特成了被动房的代名词。
  现在世界各地都在兴起大量建造被动房,自从我国从德国引进被动房后,先后在广东佛山、上海-汉堡之家、浙江长兴-布鲁克酒店、新疆乌鲁木齐-商用住宅楼、北京-公寓+商业楼、江西及河北定州等地建造了不同用途的被动房,这些被动房又进一步带动的我国的被动房建设的发展,同时导入的被动房的验收标准。
 
  被动房的显著特点就是超低能耗,PIH低能耗建筑认证标准:
  供暖需求:≤15kWh/㎡.year
  供暖负荷:≤10W/㎡
  制冷需求:≤15kWh/㎡.year
  一次性能源需求:≤120kWh/㎡.year
  气密性:≤0.6ACH50
  超温频率:≤10%
 
  我们先不讲这些被动房的具体怎么做到,这些建造都是依托很好的建筑外保温、建筑气密性、无热桥设计、低传热的优良门窗等,人们生活在房子内如同在“冰箱”的密闭空间,被动房以此获得供暖供冷的最低能源需求,房顶加太阳能光伏或风力发电,都可以成为产能建筑。
 
  被动房由于对冷暖负荷的需求非常低,目前都是采用带冷热负荷的新风系统来解决供冷和供暖需求,即全对流的新风式空调系统,后经国内改良的全热交换全空气空调管道机,被称为“环控机”。由于被动房新风系统大多以集中回风做法为主,普遍没有做室内气流组织的周密安排,这种美式的供暖供冷新风方式比较粗暴,存在明显的空气交叉对流和病毒感染等诸多弊端,特别是大型的商用被动房建筑。
 
  目前这种配置在室内各个区域无法区别对待(即无法分室控制),更不能应对不同年龄段的人舒适需求,例如在夏季室外阳光辐射进入的处理上真的很被动,仅仅依赖新风机的控制能力远远不够,一旦地面被太阳稍微晒热,室内热舒适环境立马被破坏,舒适度就大打折扣,超温频率在当日和当季就会大大超标准,热泵主机就是停止给盘管供热都已经来不及了,这个时候我们是不是不应该以年度总超温指标来衡量,人真正需要的是每日和每个时段都能够舒适。

被动房置换新风暖通系统

    被动房单一新风暖通系统问题一:
 
  感觉热的人还是热,感觉冷的人还是冷,在影响人体舒适度的前提下,所有的节能手段都是毫无意义的节能,这是被动房不够舒适的顽症之一。
 
  被动房单一新风暖通系统问题二
 
  冷暖新风机属于百分百对流方式,很难调控建筑内部表面温度,由于室内墙体壁面温度不合适(普遍存在高于室温设定值),在供冷情况下无法解决人体的辐射散热难题,会影响舒适度,同时又无法解决四季的阳光辐射热,这是被动房不够舒适的顽症之二。        
 
  被动房单一新风暖通系统问题三:
  被动房的全热置换式新风系统,由于无法做到各区域空气单独的循环管理,基本上都是以集中回风方式做居多(也可以说基本是都是这样做,设计师和咨询师培训资料上可以这样做),室内各区域采用正压送风,然后进行集中回风,那就带来了无法回避的交叉感染风险,提高了公共场所空气飞沫传播的隐患,这是防疫安全管理的大问题!
 
  根据中国防疫部门发布的《新冠肺炎流行期间办公场所和公共场所空调通风系统运行管理指南》第七条规定,有疫情时必须停止使用空调和通风系统。防疫时空调和对流新风系统一旦被关闭,那冬季建筑物室内就像冰窖一样,陡增抗疫难度。2020年冬季各大医院里冰冷抗疫的惨痛教训已够深刻了,如当初设计配置了辐射供暖供冷系统则可完全避免该悲剧!
 
  现在全球疫情肆虐,室内空气交叉感染必须要解决好,否则就会加大疫情失控的风险,我们可以反观美国等欧洲国家疫情为什么这么严重,有没有想到他们大多是采用全空气的管道机空调,这些交叉互通的风管自然成为室内空气病毒飞沫传播的隐形通道,这些互通风管对助推欧美疫情恶化到底有多大影响,真值得大家深思!
 
  被动房的舒适安全暖通建议方案:
 
  1. 建议在被动房暖通系统中增加室内的地面辐射末端配置(由于湿式地面辐射末端蓄能过大,控制更加困难,不适合用于被动房建筑),以干式高效地面辐射末端方式,达到快速调节能力,完美地解决好前面二个大问题,同时为全年时段的全新风进入室内做好基础铺垫。
 
  2. 增加暖通系统的综合化整体控制,满足冷暖供给按需供给,新风供给也要按需供给,室内舒适度要满足不同年龄段人的舒适需求。
 
  3.把环控机继续作为对流设备来处理室内的空气温度和湿度的处理,同时作为室内的新风输入设备,重点在于新风的输入。
 
  4. 放弃全对流风管式的暖通系统设计思路,建议采用对流和辐射相结合的舒适安全暖通方式,同时做好室内的气流组织设计,放弃集中回风做法排除室内交叉感染,只有进行这样的改进,才能让被动房在疫情下安全使用。
 
  被动房增加辐射末端是被动房的升级换代,向主动建筑靠拢,做到既低能耗,又健康,拉近与大自然的距离,被动房发挥出真正的功能的时候也就到来了,满足了安全、健康、舒适和节能的要求。
 
  让舒适安全的被动房为国家碳达峰和碳中和目标发挥更大的贡献!
 
  (本文由中国辐射供暖供冷委员会专家陈家宇和天脉远红总经理黄国仓先生联合撰稿)
 
  【编辑:暖立方地暖网】
 
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