1 概述
隨著建筑氣密性和新風(fēng)健康標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，新風(fēng)換氣在住宅中受到日益重視。2020年江蘇省修訂《江蘇省住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，并將于2021年7月1日頒布實施，要求新建住宅必須設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)或新風(fēng)裝置，因此新風(fēng)的能耗問題必須引起足夠重視。筆者通過對典型城市住宅新風(fēng)能耗的計算對比，對不同氣候區(qū)新風(fēng)節(jié)能措施進(jìn)行分析研究，為住宅采暖空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)設(shè)計提供參考。
2 溫濕頻法計算新風(fēng)能耗過程
2.1 溫濕頻數(shù)據(jù)來源及處理
建筑能耗計算中溫頻法[2]早有應(yīng)用，溫濕頻法[4]計算空調(diào)新風(fēng)能耗直觀準(zhǔn)確，是簡易可靠的計算工具。本文城市氣象數(shù)據(jù)采用典型氣候年[1]氣象參數(shù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理形成采暖、空調(diào)季溫濕頻數(shù)據(jù)表，溫濕度參數(shù)的頻度為1小時1次，見表1、表2。
表1 南京空調(diào)季（5~9月）溫濕頻表
表2 南京采暖季（11.15~3.15）溫濕頻表
2.2 新風(fēng)能耗計算
新風(fēng)能耗采用逐時焓差累積計算，濕空氣焓值：hma=1.01t+0.001d(2501+1.85t)，其中室外空氣溫度、濕度采用統(tǒng)計區(qū)間中心點參數(shù)?？照{(diào)室內(nèi)溫濕度依據(jù)國家現(xiàn)行暖通空調(diào)設(shè)計規(guī)范[7]選?。合募臼覂?nèi)空調(diào)設(shè)計溫度范圍為24~28℃，計算采用26℃，相對濕度40~70%；冬季室內(nèi)空調(diào)設(shè)計溫度范圍為18~22℃，計算采用20℃，相對濕度30~60%。
筆者對南京市新風(fēng)能耗進(jìn)行了試算，先以溫度區(qū)間2℃，濕度區(qū)間1.0g/kg干空氣生成低密度溫濕頻表；后以溫度區(qū)間1℃，濕度區(qū)間0.5g/kg干空氣生成高密度溫濕頻表。通過二者計算得到的全年能耗差異小于1%。
2.3 典型城市單位新風(fēng)能耗計算分析（見表3）
表3 不同室內(nèi)相對濕度下典型城市單位新風(fēng)量全年（m3?a）能耗
2.4 典型城市單位建筑面積（m2?a）不同換氣次數(shù)能耗計算分析（見表2）
表4 典型城市住宅單位面積年新風(fēng)能耗
3 各氣候區(qū)新風(fēng)能耗特點及節(jié)能措施
昆明屬溫和地區(qū)，當(dāng)夏、冬季室內(nèi)相對濕度分別采用70%及30%低限時，除濕及加濕負(fù)荷基本為零，因此在全年多數(shù)時間里都可利用自然通風(fēng)措施，較好地實現(xiàn)室內(nèi)溫濕環(huán)境的調(diào)節(jié)。
廣州屬夏熱冬暖地區(qū)，全年新風(fēng)能耗主要為夏季新風(fēng)除濕消耗，在冬季即使不加濕也基本滿足相對濕度低限。因此新風(fēng)節(jié)能措施以夏季為主，采用全熱回收為佳[5]。
南京屬夏熱冬冷地區(qū)，冬夏季節(jié)的新風(fēng)負(fù)荷相當(dāng)，夏季新風(fēng)負(fù)荷以除濕為主；冬季新風(fēng)負(fù)荷以加熱為主，在不加濕情況下，基本能夠達(dá)到室內(nèi)相對濕度30%低限。應(yīng)考慮全年新風(fēng)節(jié)能措施，以全熱回收為優(yōu)[5]。
北京屬寒冷地區(qū)，冬季新風(fēng)加熱加濕能耗較大，夏季新風(fēng)處理以降溫為主。可以采用全熱回收，也可以冬季為主，采用顯熱交換器[5]或乙二醇溶液循環(huán)熱回收[5]作為新風(fēng)節(jié)能措施。
哈爾濱屬嚴(yán)寒地區(qū)，冬季能耗占主要部分，加濕負(fù)荷較大。冬季嚴(yán)寒容易造成熱回收裝置冷凝甚至嚴(yán)重結(jié)冰，因此較適合采用熱管或乙二醇溶液循環(huán)熱回收裝置，利于凝結(jié)水排放，在發(fā)生結(jié)冰時，可暫停新風(fēng)熱回收為排風(fēng)側(cè)熱交換器融霜[6]。
4 總結(jié)
中國每年新建住宅面積龐大，因此新風(fēng)節(jié)能在建筑節(jié)能中有舉足輕重的作用。除了應(yīng)合理計算選擇新風(fēng)量或換氣次數(shù)[7]，還應(yīng)結(jié)合和利用當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，盡可能利用自然通風(fēng)等方式實現(xiàn)免費制冷；在設(shè)置空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)時宜采用熱回收措施，在室內(nèi)溫度滿足規(guī)范的舒適度要求前提下，合理選擇室內(nèi)濕度設(shè)計指標(biāo)，室內(nèi)相對濕度夏季可取高限，冬季可取低限，以利節(jié)能。
此外，物聯(lián)網(wǎng)智能控制系統(tǒng)與空調(diào)新風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，能進(jìn)一步提升新風(fēng)節(jié)能效果：可設(shè)置二氧化碳探測器，與風(fēng)機變頻控制配合實現(xiàn)按需供給新風(fēng)；家居智能系統(tǒng)還可根據(jù)業(yè)主居家離家狀態(tài)，進(jìn)行新風(fēng)閥門及風(fēng)機的啟閉來控制新風(fēng)供應(yīng)。
新風(fēng)節(jié)能設(shè)計應(yīng)因地制宜，選擇合理的舒適標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合精細(xì)的設(shè)計與控制，使新風(fēng)系統(tǒng)成為住宅舒適、健康、節(jié)能性能的可靠保證。
