不同氣候區住宅新風能耗特點分析及節能措施研究

南京金基集團

郁華斌 陳樂浛 高虎翔

1 概述

隨著建筑氣密性和新風健康標準的不斷提高，新風換氣在住宅中受到日益重視。2020年江蘇省修訂《江蘇省住宅設計標準》，并將于2021年7月1日頒布實施，要求新建住宅必須設置新風系統或新風裝置，因此新風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能耗的計算對比，對不同氣候區新風節能措施進行分析研究，為住宅采暖空調系統的新風設計提供參考。

2 溫濕頻法計算新風能耗過程

2.1 溫濕頻數據來源及處理

建筑能耗計算中溫頻法^[2]早有應用，溫濕頻法^[4]計算空調新風能耗直觀準確，是簡易可靠的計算工具。本文城市氣象數據采用典型氣候年^[1]氣象參數，經過數據處理形成采暖、空調季溫濕頻數據表，溫濕度參數的頻度為1小時1次，見表1、表2。

表1 南京空調季（5~9月）溫濕頻表

表2 南京采暖季（11.15~3.15）溫濕頻表

2.2 新風能耗計算新風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、濕度采用統計區間中心點參數?？照{室內溫濕度依據國家現行暖通空調設計規范^[7]選?。合募臼覂瓤照{設計溫度范圍為24~28℃，計算采用26℃，相對濕度40~70%；冬季室內空調設計溫度范圍為18~22℃，計算采用20℃，相對濕度30~60%。

筆者對南京市新風能耗進行了試算，先以溫度區間2℃，濕度區間1.0g/kg干空氣生成低密度溫濕頻表；后以溫度區間1℃，濕度區間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 典型城市單位新風能耗計算分析（見表3）

表3 不同室內相對濕度下典型城市單位新風量全年（m3?a）能耗

2.4 典型城市單位建筑面積（m2?a）不同換氣次數能耗計算分析（見表2）

表4 典型城市住宅單位面積年新風能耗

3 各氣候區新風能耗特點及節能措施

昆明屬溫和地區，當夏、冬季室內相對濕度分別采用70%及30%低限時，除濕及加濕負荷基本為零，因此在全年多數時間里都可利用自然通風措施，較好地實現室內溫濕環境的調節。

廣州屬夏熱冬暖地區，全年新風能耗主要為夏季新風除濕消耗，在冬季即使不加濕也基本滿足相對濕度低限。因此新風節能措施以夏季為主，采用全熱回收為佳^[5]。

南京屬夏熱冬冷地區，冬夏季節的新風負荷相當，夏季新風負荷以除濕為主；冬季新風負荷以加熱為主，在不加濕情況下，基本能夠達到室內相對濕度30%低限。應考慮全年新風節能措施，以全熱回收為優^[5]。

北京屬寒冷地區，冬季新風加熱加濕能耗較大，夏季新風處理以降溫為主?？梢圆捎萌珶峄厥?，也可以冬季為主，采用顯熱交換器^[5]或乙二醇溶液循環熱回收^[5]作為新風節能措施。

哈爾濱屬嚴寒地區，冬季能耗占主要部分，加濕負荷較大。冬季嚴寒容易造成熱回收裝置冷凝甚至嚴重結冰，因此較適合采用熱管或乙二醇溶液循環熱回收裝置，利于凝結水排放，在發生結冰時，可暫停新風熱回收為排風側熱交換器融霜^[6]。

4 總結

中國每年新建住宅面積龐大，因此新風節能在建筑節能中有舉足輕重的作用。除了應合理計算選擇新風量或換氣次數^[7]，還應結合和利用當地氣候特點，盡可能利用自然通風等方式實現免費制冷；在設置空調新風系統時宜采用熱回收措施，在室內溫度滿足規范的舒適度要求前提下，合理選擇室內濕度設計指標，室內相對濕度夏季可取高限，冬季可取低限，以利節能。

此外，物聯網智能控制系統與空調新風系統相結合，能進一步提升新風節能效果：可設置二氧化碳探測器，與風機變頻控制配合實現按需供給新風；家居智能系統還可根據業主居家離家狀態，進行新風閥門及風機的啟閉來控制新風供應。

新風節能設計應因地制宜，選擇合理的舒適標準，結合精細的設計與控制，使新風系統成為住宅舒適、健康、節能性能的可靠保證。

參考文獻

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[7]夏濤，陳沖，蔣浩.基于物聯網的智能新風控制系統設計.電子制作，2020年第11期

作者簡介

郁華斌，1992年東南大學畢業，高級工程師，注冊暖通設備工程師，現任南京金基集團設計總監。

本文選自《建設科技》2021年05期