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不同气候区住宅新风能耗特点分析及节能措施研究

日期: 2021-09-13
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  1 概述

  随着建筑气密性和新风健康标准的不断提高,新风换气在住宅中受到日益重视。2020年江苏省修订《江苏省住宅设计标准》,并将于2021年7月1日颁布实施,要求新建住宅必须设置新风系统或新风装置,因此新风的能耗问题必须引起足够重视。笔者通过对典型城市住宅新风能耗的计算对比,对不同气候区新风节能措施进行分析研究,为住宅采暖空调系统的新风设计提供参考。

  2 温湿频法计算新风能耗过程

  2.1 温湿频数据来源及处理建筑能耗计算中温频法[2]早有应用,温湿频法[4]计算空调新风能耗直观准确,是简易可靠的计算工具。本文城市气象数据采用典型气候年[1]气象参数,经过数据处理形成采暖、空调季温湿频数据表,温湿度参数的频度为1小时1次,见表1、表2。

  表1 南京空调季(5~9月)温湿频表

 南京空调季(5~9月)温湿频表

  表2 南京采暖季(11.15~3.15)温湿频表

 南京采暖季(11.15~3.15)温湿频表

  2.2 新风能耗计算新风能耗采用逐时焓差累积计算,湿空气焓值:hma=1.01t+0.001d(2501+1.85t),其中室外空气温度、湿度采用统计区间中心点参数。空调室内温湿度依据国家现行暖通空调设计规范[7]选取:夏季室内空调设计温度范围为24~28℃,计算采用26℃,相对湿度40~70%;冬季室内空调设计温度范围为18~22℃,计算采用20℃,相对湿度30~60%。

  笔者对南京市新风能耗进行了试算,先以温度区间2℃,湿度区间1.0g/kg干空气生成低密度温湿频表;后以温度区间1℃,湿度区间0.5g/kg干空气生成高密度温湿频表。通过二者计算得到的全年能耗差异小于1%。

  2.3 典型城市单位新风能耗计算分析(见表3)

  表3 不同室内相对湿度下典型城市单位新风量全年(m³•a)能耗

 不同室内相对湿度下典型城市单位新风量全年能耗

不同气候区住宅新风能耗特点分析及节能措施研究

  2.4 典型城市单位建筑面积(m²•a)不同换气次数能耗计算分析(见表2)

  表4 典型城市住宅单位面积年新风能耗

 典型城市住宅单位面积年新风能耗

  3 各气候区新风能耗特点及节能措施

  昆明属温和地区,当夏、冬季室内相对湿度分别采用70%及30%低限时,除湿及加湿负荷基本为零,因此在全年多数时间里都可利用自然通风措施,较好地实现室内温湿环境的调节。

  广州属夏热冬暖地区,全年新风能耗主要为夏季新风除湿消耗,在冬季即使不加湿也基本满足相对湿度低限。因此新风节能措施以夏季为主,采用全热回收为佳[5]。

  南京属夏热冬冷地区,冬夏季节的新风负荷相当,夏季新风负荷以除湿为主;冬季新风负荷以加热为主,在不加湿情况下,基本能够达到室内相对湿度30%低限。应考虑全年新风节能措施,以全热回收为优[5]。

  北京属寒冷地区,冬季新风加热加湿能耗较大,夏季新风处理以降温为主。可以采用全热回收,也可以冬季为主,采用显热交换器[5]或乙二醇溶液循环热回收[5]作为新风节能措施。

  哈尔滨属严寒地区,冬季能耗占主要部分,加湿负荷较大。冬季严寒容易造成热回收装置冷凝甚至严重结冰,因此较适合采用热管或乙二醇溶液循环热回收装置,利于凝结水排放,在发生结冰时,可暂停新风热回收为排风侧热交换器融霜[6]。

  4 总结

  中国每年新建住宅面积庞大,因此新风节能在建筑节能中有举足轻重的作用。除了应合理计算选择新风量或换气次数[7],还应结合和利用当地气候特点,尽可能利用自然通风等方式实现免费制冷;在设置空调新风系统时宜采用热回收措施,在室内温度满足规范的舒适度要求前提下,合理选择室内湿度设计指标,室内相对湿度夏季可取高限,冬季可取低限,以利节能。

  此外,物联网智能控制系统与空调新风系统相结合,能进一步提升新风节能效果:可设置二氧化碳探测器,与风机变频控制配合实现按需供给新风;家居智能系统还可根据业主居家离家状态,进行新风阀门及风机的启闭来控制新风供应。

  新风节能设计应因地制宜,选择合理的舒适标准,结合精细的设计与控制,使新风系统成为住宅舒适、健康、节能性能的可靠保证。

  参考文献

  [1]《建筑节能气象参数标准JGJ/T346-2014》,住房和城乡建设部,2015年6月

  [2]李卫华,王子介.南京市建筑能耗分析用气象参数的研究.节能技术,2008年1月,第1期

  [3]杜垲,刘青,张建忠.应用联合频率表对传统BIN法的改进.暖通空调,2002,32(4):88-90

  [4]赵坚,陈邦东.基于温频法和温湿频法的南京全年逐时气象数据分析.发电与空调,2015第5期06K301-2空调系统热回收装置选用与安装.中国建筑西北设计研究院.2006.12.1.中华人民共和国建设部,建质[2006]281号

  [5]邱相武.新风利用与热回收的动态分析与研究.北京:中国建筑科学研究院.2001.硕士论文

  [6]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》,住房和城乡建设部,2012年10月

  [7]夏涛,陈冲,蒋浩.基于物联网的智能新风控制系统设计.电子制作,2020年第11期

  作者简介

  郁华斌,1992年东南大学毕业,高级工程师,注册暖通设备工程师,现任南京金基集团设计总监。

  南京金基集团

  郁华斌 陈乐浛 高虎翔

被动房新风要求 超低能耗建筑新风设计要求

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