第３１卷第６期２０１５年６月建筑科学
ＢＵＩＬＤＩＮＧＳＣＩＥＮＣＥＶ０１．３１，Ｎｏ．６
Ｊｕｎ．２０１５
［文章编号］１００２—８５２８（２０１５）０６－００８０－０６ＤＯＩ：１０．１３６１４／ｊ．ｃｎｋｉ．１１—１９６２／ｔｕ．２０１５．０６．０１４
被动式超低能耗居住建筑新风热负荷计算方法研究吕燕捷１，徐伟２，刊、德宇２，王树刚１（１．大连理工大学建设工程学部土木工程学院，辽宁大连１１６０３３；２．中国建筑科学研究院建筑环节与节能研究院，北京１０００１３）
［摘要】随着建筑气密性的不断提高，超低能耗建筑等高性能的建筑机械新风系统逐渐成为决定室内空气品质，影响建筑整体能耗水平的关键因素，其合理设计成为目前亟需深入研究的问题。本文在我国现行空气调节设计规范的基础上，考虑建筑气密性、热回收技术等对建筑新风热负荷的影响，针对严寒及寒冷地区冬季热回收装置存在霜冻、过度预热等问题，提出被动式超低能耗建筑新风系统热负荷及年累计新风热负荷计算方法。该法在计算新风系统热负荷的同时细化预热量的计算，有助于预热装置合理选型，及新风能耗的计算。此外本文还对采用不同室外参数对不同地区热负荷计算造成的误差影响进行分析比较，探讨不同温度运行控制策略对预热量及新风热负荷及年累计新风热负荷的影响。［关键词］超低能耗建筑；建筑气密性；新风热负荷；热回收；预热量［中图分类号］ＴＵ８３１．２【文献标识码］Ａ
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０引言被动式超低能耗建筑的发展，使得建筑的围护结构性能不断得到提升，建筑气密性成为评价建筑围护［收稿１３期］［基金项目］［作者简介］［联系方式］２０１５－０３—３０［修回１３期］２０ｔ５－０５－０２“十二五”国家科技支撑计划课题“实现更高建筑节能目标的可再生能源高效应用关键技术研究”（２０１４０１０６１１０１３１１１４）吕燕捷（１９８８一），女，在读硕士研究生ｌｖｙａｎｊｉｅ５５＠１２６．ＣＯＢ结构整体性能的重要参数。根据我国ＧＢ／Ｔ５０６６８—２００１《节能建筑评价标准》¨１，在气密性测试状态下换气次数应不高于０．６ｈ～，使得仅凭空气渗透已经无法满足室内人员对新风的需求，需采用机械新风来保证新风供给旧１。ＩＳＯ１３７９０对建筑气密性测试中的空气渗透量对建筑新风系统负荷的影响进行了评估口］。文献［４］对这一评估的准确性进行影响分析和评价，认为合理建立气密性与建筑运行状态下空气渗透量的关系是计算新风热负荷的关键。
万方数据第６期吕燕捷，等：被动式超低能耗居住建筑新风热负荷计算方法研究
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我国北方部分地区冬季室外温度低于热回收装置的工作温度区间，需要采用合理的策略方法进行霜冻防护。目前工程上普遍采用新风预热至５℃的方法防止结霜，在大幅牺牲热回收效率的条件下保证热回收装置的正常运行¨ｏ，即便如此，仍有部分地区存在预热量估计不足运行中出现霜冻的情况。依据目前市场上较高性能水平热回收装置的工作温度区间∞。，根据地区气候特点正确选择室外计算参数，合理制定新风系统运行策略将是未来新风热回收系统节能提效的发展方向。基于被动式超低能耗建筑极低的供暖能耗要求，传统的新风热负荷计算方法已无法满足设计需求，本文结合高性能建筑气密性、新风热回收系统工作特性、以及不同室外气象参数的选取对我国既有新风负荷计算方法进行修正，提出适合超低能耗建筑新风系统设计的热负荷计算方法。１严寒地区超低建筑新风负荷特点由于地域性气候差异，我国冬季不同地区供暖能耗差异较大，严寒及寒冷地区，冬季室内外温差非常大，良好的建筑气密性在有效减小热负荷、降低峰值能耗的同时，也要求机械新风成为室内空气品质的必要手段¨１。为保证室内空气品质，２４ｈ保证新风是居住建筑机械新风的另一特点，部分地区室外气温日较差非常大，最低气温在夜间使得新风系统所承担的峰值负荷出现在夜间，新风热回收系统须面临霜冻的问题。高层居住建筑分户式新风系统由于空间有限、操作复杂度不宜过高、以及经济性等一系列因素，使得目前市场上家用热回收装置的除霜防冻方式大多选择电预热或燃气预热的新风预热方式。为保证系统安全运行，工程上多采用将室外新风预热至５℃的运行策略，这在很大程度上降低了热回收系统的热回收效率，以牺牲能效保证系统性能正常运转。本文根据目前市场上不同性能的热回收装置，尝试对新风预热设定温控开关，讨论不同温控运行策略对新风负荷、新风预热量的影响。２新风系统热负荷计算方法２．１新风量的确定超低能耗建筑新风量的确定相当于新风系统新风量的确定。根据ＧＢ５０３２５－－２０１０（民用建筑工程室内环境污染控制规范》旧１对一些民用建筑进行室内污染物检测时，发现存在即使室内装修材料符合标准要求，污染物检测结果仍然超标的现象，且气密性越好的建筑该现象越明显一】。欧洲国家的新风标准中，规定居住建筑室内的换气次数一般不得低于０．５ｈ“¨１。我国现行ＧＢ５０７３６－－２０１２《民用建
筑供暖通风与空气调节设计规范》（简称《设计规范》）中推荐，设置新风系统的居住建筑，其设计最小新风量宜按照换气次数法确定，表１给出了住宅最小新风量的规定值¨…。
表１住宅最小新风量行。居住面积划分换气次数（ｈ“）人均居住面积≤１０ｍ２１０ｍ２＜人均居住面积≤２０２０ｍ２＜人均居住面积≤５０ｍ２人均居住面积＞５００．７００．６０Ｏ．５００．４５
依据设计规范，建筑新风系统的新风量根据建筑新风量、新风量及排风量三者共同来确定。建筑新风量由建筑体积确定：Ｖ＝ＡＴＦ＾×ｈ（１）式中：Ｖ为建筑体积，ｍ３；Ａｍ为建筑面积，ｍ２；＾为计算建筑高度，ｍ。建筑新风量由式（２）给出：Ｖ。＝０．３×１．３×Ｖ（２）式中：ｙ。为建筑新风量，矗３／ｈ。文献［１１］中规定建筑最小新风次数不得低于０．３ｈ～，１．３为换气修正系数，根据单位设计风量进行修正。新风量依据表１中对应的换气次数进行计算，如式（３）所示：
Ｖｓ＝Ｖ×ｎｓ（３）式中：Ｋ为新风量，ｍ３／ｈ；／／＇Ｓ为新风换气次数，ｈ～。排风量需要根据每户室内配套需要设置的排风的房间进行确定，在居住建筑中，厨房、浴室、卫生间需要设置排风并进行排风量计算，依据文献¨１１，表２中给出具体排风量设计标准。
表２排风量设计值需设排风的房间排风量厨房带淋浴洗手问淋浴室不带淋浴的卫生间
６０４０２０２０
居住建筑的新风系统在设计时为保证建筑气密性和建筑正压，应保证送排风量基本平衡，设计新风
万方数据