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? ? ? ?被動房來自德國，源于我國傳統(tǒng)建筑（如北方的窯洞、四合院，南方徽派建筑等）因地制宜、因勢利導(dǎo)的建筑理念。引進(jìn)和實(shí)踐被動房理念對于我國有兩個現(xiàn)實(shí)意義：一是使建筑返璞歸真、回歸理性，去掉華而不實(shí)和對建筑物的過度裝飾和異化，實(shí)現(xiàn)簡樸、實(shí)用但又不失建筑美學(xué)的傳統(tǒng)理念；而更重要的是被動房在最大程度上提升了建筑質(zhì)量、提高建筑節(jié)能技術(shù)水平。

本文闡述了被動房的設(shè)計理念和高效帶熱回收新風(fēng)系統(tǒng)的重要性。針對本院正在設(shè)計的被動房項(xiàng)目：文薈園酒店，闡述了其暖通設(shè)計方案和新風(fēng)系統(tǒng)形式，通過冷熱負(fù)荷計算和新風(fēng)供暖能力校核，證實(shí)了北方地區(qū)具有利用被動房新風(fēng)供暖的可行性，夏季宜采用輔助供冷設(shè)備，為推動我國的建筑節(jié)能事業(yè)開辟了廣闊的發(fā)展空間。

1、被動房的設(shè)計理念

1.1 概念

被動房是通過良好保溫，將自然通風(fēng)、自然采光、太陽能和室內(nèi)非供暖熱源得熱等各種被動節(jié)能手段與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)高效節(jié)能技術(shù)相結(jié)合建造而成的低能耗建筑。巧妙設(shè)計、高效節(jié)能的熱回收新風(fēng)系統(tǒng)是被動房性能的關(guān)鍵所在。

被動房在顯著提高室內(nèi)環(huán)境舒適性的同時，可大幅度減少建筑能耗，最大限度地降低對主動式機(jī)械采暖和制冷系統(tǒng)的依賴，在很少能源消耗的條件下，滿足采暖和制冷的能源需求?！氨粍印币膊皇峭耆珱]有能耗，而是指一種智能設(shè)計：最小限度地利用復(fù)雜系統(tǒng)和不可再生能源來達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

1.2 認(rèn)證指標(biāo)

被動房的主要技術(shù)指標(biāo)為：

(1) 采暖能源需求≤15 kWh/(m2a)或采暖熱負(fù)荷≤10 W/m2；

(2) 制冷能源需求≤15 kWh/(m2a)；

(3) 一次能源需求≤ 120 kWh/(m2a)；

(4) 氣密性≤ 0.6 /h (50 Pascal)；

(5) 超溫概率≤10 %；

(6) 利用PHPP進(jìn)行計算(被動房設(shè)計計算軟件)，滿足設(shè)定要求。

圖1 被動房的主要技術(shù)參數(shù)

被動房的設(shè)計要點(diǎn)：（1）卓越的保溫性能；（2）保溫性能良好的窗框和玻璃；（3）無熱橋設(shè)計和構(gòu)造；（4）密閉的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（良好的氣密性）；（5）高效熱回收或能源回收新風(fēng)系統(tǒng)。

2、熱回收新風(fēng)系統(tǒng)

被動房性能的關(guān)鍵在于巧妙設(shè)計的新風(fēng)系統(tǒng)。新風(fēng)系統(tǒng)不僅過濾了空氣中過多的濕氣和異味，還過濾掉空氣中的花粉和粉塵，給室內(nèi)提供純凈的新鮮空氣。若通過開窗通風(fēng)達(dá)到這一效果，則會造成熱量大量損失，損失的熱量甚至比一棟被動房所需的全部能量還多。在多數(shù)氣候條件下，被動房也需要一定供暖，但供暖需求很小，利用新風(fēng)系統(tǒng)就能滿足需求。通過加熱盤管預(yù)熱新鮮空氣的方式，足以滿足剩余供暖需求，即被動房新風(fēng)空調(diào)供暖的理念。

2.1 被動房通風(fēng)原理

被動房通風(fēng)的基本原理：把廚房、浴室等渾濁的空氣抽離（排風(fēng)），把新鮮空氣送入生活區(qū)域（送風(fēng)），而走廊就能實(shí)現(xiàn)自動通風(fēng)。例，新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)：30m3/h人，人均居住面積為30m2，就需要1 m3/（m2h）的送風(fēng)量。為避免溫度過高粉塵燃燒產(chǎn)生異味，新風(fēng)加熱的最高溫度限制為50℃，對應(yīng)最大熱負(fù)荷為10W/m2，新風(fēng)系統(tǒng)可滿足采暖要求。（圖2）

圖2 新風(fēng)系統(tǒng)原理

2.2 新風(fēng)系統(tǒng)功能

高效帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng)，其主要功能為：置換室內(nèi)空氣；控制空氣濕度、防止發(fā)霉；防止污染物的堆積；消除異味等。另外，新風(fēng)系統(tǒng)還有附加功能：調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣；清潔空氣（過濾器），消除PM2.5；加熱/制冷；加濕/除濕等。

被動房采用高效帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng)，降低了通風(fēng)系統(tǒng)熱損失，提高了新風(fēng)溫度，增加了室內(nèi)的舒適度。同時，被動通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)了室內(nèi)的空氣濕度（最優(yōu)范圍：相對濕度35%-55%），濕度太高或太低都會對健康造成損害，尤其是對皮膚和呼吸系統(tǒng)。

濕度太高易引起發(fā)霉，內(nèi)表面溫度低于12.6℃，容易發(fā)霉；內(nèi)表面溫度低于9.6℃，開始產(chǎn)生冷凝。濕度太低則可能對地板或音樂器材造成損害。

3、新風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 新風(fēng)量計算

計算新風(fēng)量，分別計算（1）人員所需新風(fēng)量、（2）排風(fēng)量和（3）滿足最小換氣次數(shù)的送風(fēng)量，比較三者數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際工程，綜合比較決定最終送風(fēng)量。

表1 空氣量決定空氣質(zhì)量

（1）人員所需新風(fēng)量

住宅建筑界定被動房的新風(fēng)質(zhì)量：20年的驗(yàn)證和測試，新風(fēng)：每人每小時30m3。根據(jù)人數(shù)和人均新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)計算人員所需新風(fēng)量。

（2）排風(fēng)量

被動房機(jī)械通風(fēng)設(shè)計中，排風(fēng)并非在每間單獨(dú)的房間設(shè)置，而是在整個建筑中集中設(shè)置排風(fēng)區(qū)，一般排風(fēng)區(qū)包括廚房、衛(wèi)生間、倉庫等，不同排風(fēng)區(qū)有不同的排風(fēng)量要求，求和即可得總排風(fēng)量。

（3）滿足最小換氣次數(shù)的送風(fēng)量

被動房要求換氣次數(shù)最低值為：0.3，根據(jù)換氣次數(shù)和房間體積，即可得到房間換氣率。

綜述，計算求得三者送風(fēng)量，結(jié)合工程實(shí)際，按照最大值原則和經(jīng)濟(jì)值原則即可確定新風(fēng)送風(fēng)量。

3.2 新風(fēng)供暖能力

PX=xmΔt

PX=空氣流速×溫差×空氣熱容

m：空氣質(zhì)量，m3/h

Δt：新風(fēng)最高與最低溫差，末端加熱器前后新風(fēng)溫差，45-16.5℃

c：空氣熱容,常量=0.33wh/(m3k)

3.3 新風(fēng)設(shè)計要求

新風(fēng)機(jī)組基本要求：

（1）熱回收效率， R≥75%。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)的電力需求，ev≤0.45Wh/m3。

（3）室內(nèi)主風(fēng)管風(fēng)速宜≤3m/s，風(fēng)口風(fēng)速宜≤1m/s。

（4）冬季室內(nèi)送風(fēng)口出風(fēng)溫度不得低于16℃。

初步設(shè)計階段，建筑師就要和暖通工程師溝通，確定新風(fēng)量要求和新風(fēng)機(jī)組安裝位置，以及新風(fēng)機(jī)組進(jìn)出風(fēng)口的位置等。

風(fēng)機(jī)的安裝位置很關(guān)鍵，如果可以，放在熱圍護(hù)的內(nèi)部，盡可能靠近熱圍護(hù)，以便縮短進(jìn)氣和排氣管道；最好將雜物間和走廊設(shè)在建筑的北側(cè)；緊湊的內(nèi)部管道應(yīng)集中布局放置。

室外新風(fēng)入口要求：易接近（清潔）；必須不受細(xì)雪和暴雨的影響；必須距離地面足夠高（3米），不要在車庫內(nèi)部，不要在垃圾箱或堆肥附近；排風(fēng)不要對著任何建筑組件；室外空氣入口距離排氣至少1.5米，避免污染。

4、工程應(yīng)用和比較

4.1 建筑概況（表3）

4.2 設(shè)計參數(shù)

4.2.1室外設(shè)計參數(shù)（表4）

4.2.2室內(nèi)設(shè)計參數(shù)（表5）

4.3 暖通方案比較

4.3.1方案比較（表6～11）

表6

4.3.2新風(fēng)負(fù)荷校核（圖3）

注：針對單個房間負(fù)荷指標(biāo)較大，遮陽、照明、燈光等還需深入設(shè)計和改進(jìn)，對全樓而言，整體負(fù)荷指標(biāo)會降低。

空調(diào)房間熱平衡：G=(hn-ho)=Q

G：送風(fēng)量，kg/s

Q：冷熱負(fù)荷，kW

4.4 衛(wèi)生間通風(fēng)

被動房設(shè)計原衛(wèi)生間排風(fēng)豎井取消，空調(diào)排風(fēng)與衛(wèi)生間排風(fēng)共用，排風(fēng)口設(shè)于客房衛(wèi)生間內(nèi)，與新風(fēng)熱交換，由排風(fēng)豎井統(tǒng)一排至屋頂。集中排風(fēng)減少了多個衛(wèi)生間豎井通至屋面造成的大量冷熱橋，熱回收極大降低了能量損失。

難點(diǎn)：熱回收形式如為全熱回收，必須保證衛(wèi)生間排風(fēng)不串味，影響室內(nèi)舒適度。

5、結(jié)論

（1）被動房源于德國，具有高舒適性、高節(jié)能性、高質(zhì)量等決定優(yōu)勢。高效帶熱回收的新風(fēng)系統(tǒng)是達(dá)到此目的的關(guān)鍵所在。

（2）被動房提倡新風(fēng)空調(diào)采暖的理念，主張利用新風(fēng)滿足室內(nèi)空氣新鮮性和熱舒適性，減少或不用采暖設(shè)備。以天津?yàn)榇淼谋狈胶涞貐^(qū)，外窗面積不大的房間新風(fēng)采暖基本能滿足，外窗面積較大的房間則必須采取輔助采暖措施；夏季空調(diào)必須設(shè)置輔助供冷設(shè)備。

（3）加大新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)，即便達(dá)到冬季采暖和夏季制冷的目的，也會因風(fēng)量過大，吹風(fēng)感等使得空氣過于干燥，不舒適，通常情況下不建議簡單加大新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)。

（4）新風(fēng)冬季送風(fēng)溫度不宜太高，避免灰塵飛揚(yáng)和焦味等不舒適性，一般不高于50℃；新風(fēng)夏季溫度也不宜太低，避免結(jié)露和發(fā)霉，一般不低于16℃。

（5）衛(wèi)生間排風(fēng)與空調(diào)排風(fēng)共用，與新風(fēng)進(jìn)行熱交換，由排風(fēng)豎井統(tǒng)一排至屋頂，極大降低了能量損失。

（6）建造被動房必須精心計算、精細(xì)設(shè)計、精細(xì)施工，認(rèn)真解決和處理好各種細(xì)部節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)良好的氣密性，制定新的工法，開展施工人員培訓(xùn)，嚴(yán)格確保工程質(zhì)量。

（7）開展對住戶的宣傳教育，培養(yǎng)適應(yīng)被動房的生活習(xí)慣，在提高居住舒適度的同時實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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