随着建筑低能耗的不断发展,建筑整体的气密性大大得到了提升,然而在建筑气密性提升的同时室内的透气通风就明显不足,体质不好的人极容易缺氧,导致头痛头晕等不良症状,在加上室内污染物浓度的释放,如果长时间不开窗换气,就极容易影响身体健康,然后在室外空气环境更差的同时,我们不得不引入纯净的新风,这就必须借助于新风系统。
随着被动式超低能耗建筑的发展,建筑围护结构的保温性能及建筑整体的气密性能大幅提升,建筑能耗水平明显下降。然而,建筑本体的高气密性使得室内出现新风不足、污染物浓度过高等一系列问题,此时机械通风成为被动式超低能耗居住建筑强化新风补给的重要途径,而新风量的提升必将引发建筑的能耗随之增长。
另一方面,被动式超低能耗建筑要求其年采暖能耗不应高于15kWh/(m2a)。为降低严寒及寒冷地区新风热负荷及其采暖能耗,新风热回收成为被动式超低能耗居住建筑新风系统减荷降耗的重要举措。如何有效结合新风热回收系统的实际效率,确定新风系统的负荷及能耗,成为被动式超低能耗建筑机械通风系统设计的关键。
针对上述目标,首先针对不同类型的被动式超低能耗建筑进行气密性现场实测。基于实验测试结果通过回归分析得到建筑的气密性流量-压差特征曲线,并建立气密性测试与常压运行状态下渗透换气次数间的耦合关系,进而对新风系统的风量计算做出渗透修正。
其次,结合严寒及寒冷地区气候特点,对新风热回收方式进行了对比分析和论证,并经影响因素分析得出系统形式、风量及运行策略对系统能效的影响。而后,进一步针对严寒及寒冷地区热回收装置的霜冻问题,引入预热开启温度及预热设定温度的概念,完善了新风预热负荷及年预热量的计算方法,建立出热回收装置的防霜冻运行策略。
最后,结合被动式超低能耗建筑高气密性及新风热回收技术应用特点,建立新风系统负荷及能耗计算方法,并根据不同运行策略、不同地区室外气象计算参数,对比讨论了其对不同地区负荷及能耗计算的影响。研究结果表明,由建筑气密性测试得到的气密性流量-压差特征曲线可以表征不同压力差下建筑围护结构对抗室内外空气渗透的能力,建筑在正常运行状态下的气密性与其气密性测试结果符合普适性的比例关系,对应不同的室内外运行压差,可求得对应的渗透换气次数ACHn。通过渗透校正并计入热回收对新风热负荷的影响可以有效解决目前新风负荷计算方法不适用于高气密性建筑的问题。
建筑气密性的问题必将是一个长期的问题,在建筑飞快发展的同时,建筑设计越来越好,但是也牺牲了一些原有的特性,如:新风引入、气密性和通透性等特征,如果在外围环境不好的情况下,在不通过开窗通气的情况下,势必需要安装家用新风系统来引入新风,为室内空气持续输送洁净空气。