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被动房新风设计与应用

摘要：被动房技术对建筑内外围护结构的高要求提升了建筑物的保温隔热性和整体气密性，有效减少了围护结构的热传递和室内外空气渗透而引起的冷热量损失，但为了满足室内卫生和舒适等要求，需要有组织的暖通方式，新风的处理、输配能耗突出。相信本着环保、节能和高舒适性等的设计理念，被动房这种低能耗建筑必将得到更快更远的开展，并极大的推动我国建筑节能事业的提高。

关键词被动房、节能、居住建筑、新风负荷、能量回收

被动房兴起于德国，源于我国传统建筑〔如南方徽派建筑，北方的四合院、窑洞等〕因势利导、因地制宜的建筑理念。引进、实践被动房对于我国有两个现实意义：一是使建筑回归理性、返璞归

真，去掉对建筑物的过度装饰和异化而导致的华而不实，实现简朴、实用、不失建筑美学的传统理念；且更重要的是被动房在很大程度上提升了建筑质量、提高了建筑节能技术水平。

本文阐述被动房的设计理论理念和高效带热回收新风系统的重要性。针对本施工单位正在施工的被动房工程：北京〔曹妃甸〕现代产业开展试验区工程，阐述了其暖通设计方案和新风、回风、排风系统形式，通过热冷负荷计算和新风能力校核，证实了华北地区具有利用被动房新风、回风、排风的可行性，采用制冷剂系统或者夏季采用制冷辅助供冷设备，对推动我国的建筑节能事业将开辟广阔的开展空间。

1、被动房的设计理念

1.1概念

被动房是通过较好的保温，将自然通风、采光、太阳能和室内非供暖热源等各种被动节能手段与建筑围护、分割结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗建筑。高效节能、巧妙设计的热回收新风系统是被动房性能的关键所在。被动房在显著提高室内环境舒适性的同时，可大幅度减少建筑能耗，最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖，在很少能源消耗的条件下，满足采暖和制冷的能源需求。“被动”也不是完全没有能耗，而是指一种智能设计：最小限度地利用复杂系统和不可再生能源来到达节能目标。

1.2认证指标

被动房的主要技术指标为：

(1)采暖能源需求≤15kWh/(m2a)或采暖热负荷≤10W/m2；

(2)制冷能源需求≤15kWh/(m2a)；

(3)一次能源需求≤120kWh/(m2a)；

(4)气密性≤0.6/h(50Pascal)；

(5)超温概率≤10%；

(6)利用PHPP进行计算(被动房设计计算软件)，满足设定要求。

图1被动房的主要技术参数

被动房的设计要点：〔1〕卓越的保温性能；〔2〕保温性能良好的窗框和玻璃；〔3〕无热桥设计和构造；〔4〕密闭的围护结构〔良好的气密性〕；〔5〕高效热回收或能源回收新风系统。

2、热回收新风系统

被动房性能的关键在于巧妙设计的新风系统。新风系统不仅过滤了空气中过多的湿气和异味，还过滤掉空气中的花粉和粉尘，给室内提供纯洁的新鲜空气。假设通过开窗通风到达这一效果，那么会造成热量大量损失，损失的热量甚至比一栋被动房所需的全部能量还多。在多数气候条件下，被动房也需要一定供暖，但供暖需求很小，利用新风系统就能满足需求。通过加热盘管预热新鲜空气的方式，足以满足剩余供暖需求，即被动房新风空调供暖的理念。

2.1被动房通风原理

被动房通风的根本原理：把厨房、浴室等浑浊的空气抽离〔排风〕，把新鲜空气送入生活区域〔送风〕，而走廊就能实现自动通风。例，新风量标准：30m3/h人，人均居住面积为30m2，就需要1m3/〔m2h〕的送风量。为防止温度过高粉尘燃烧产生异味，新风加热的最高温度限制为50℃，对应最大热负荷为10W/m2,新风系统可满足采暖要求。〔图2〕

图2新风系统原理

2.2新风系统功能

高效带热回收的新风系统，其主要功能为：置换室内空气；控制空气湿度、防止发霉；防止污染物的堆积；消除异味等。另外，新风系统还有附加功能：调节室内空气；清洁空气〔过滤器〕，消除PM2.5；加热/制冷；加湿/除湿等。被动房采用高效带热回收的新风系统，降低了通风系统热损失，提高了新风温度，增加了室内的舒适度。同时，被动通风系

统调节了室内的空气湿度〔最优范围：相对湿度35%-55%〕，湿度太高或太低都会对健康造成损害，尤其是对皮肤和呼吸系统。湿度太高易引起发霉，内外表温度低于12.6℃，容易发霉；内外表温度低于9.6℃，开始产生冷凝。湿度太低那么可能对地板或音乐器材造成损害。

3、新风系统的设计

3.1新风量计算

计算新风量，分别计算〔1〕人员所需新风量、〔2〕排风量和〔3〕满足最小换气次数的送风量，比拟三者数据，结合实际工程，综合比拟决定最终送风量。

〔1〕人员所需新风量

住宅建筑界定被动房的新风质量：20年的验证和测试，新风：每人每小时30m3。根据人数和人均新风量标准计算人员所需新风量。

〔2〕排风量

被动房机械通风设计中，排风并非在每间