被动式居住建筑暖通专业设计分析

发表时间:2020/5/11   来源:《工程管理前沿》2020年3月6期   作者:田洪全
[导读] 本文对被动式居住建筑暖通专业设计要点及参数取值进行梳理,总结。
        摘要:本文对被动式居住建筑暖通专业设计要点及参数取值进行梳理,总结。
关键词:群集系数、功率系数、通风保温系数、新风量计算、末端设备设计。

1、冷热源
        被动式建筑相较于传统建筑物具有极低的供暖能耗、充分利用建筑物内部能源、高标准的保温门窗及外墙保温系统、高效的通风热回收系统、较高的室内舒适性等特点。其中供暖能耗相当于传统建筑的1/10、现有节能建筑的1/4,为减少室外管网输送热损失从而被动式建筑宜采用分散式冷热源。
2、负荷计算
        被动式建筑冷、热负荷计算采用专用软件按照典年气象进行全年逐项逐时冷、热负荷计算,被动房建筑以能耗指标为认证标准。与国内现行标准《严寒和寒冷地区居住建筑节能规范》JGJ26-2010不同,被动式建筑采用的舒适性标准为《适中的热环境—PMV与PPD指标的确定及热舒适条件的确定》ISO7730,其中与采暖能耗密切相关的是室内设计温度标准,JGJ26-2010为18℃,ISO7730则为20℃。
3、计算参数选取
        3.1套内使用面积:指套内房屋使用空间的面积,不包含内墙的面积。
        3.2群集系数:指根据人员的年龄、性别构成以及密集程度等情况不同而考虑的折减系数。如成年女子的散热量、散湿量约为成年男子散热量的85%,儿童散热量、散湿量约为成年男子散热量的75%,住宅建筑集群系数可按照人员分类、数量加权计算,其他建筑物群集系数可按下表选取。

        3.3设备的功率系数:指设备小时平均实耗功率与其安装功率之比,一般可取0.7~0.9。
        3.4设备的通风保温系数:指考虑设备有无局部排风设施以及设备热表面是否保温而采取的散热量折减系数,一般取0.5。
        3.5住宅人体散湿量:100g/(p·h)
4、新风量计算
        设计条件:①普通住宅人均面积32㎡;②换气体积中均高度按照2.5m人员活动区域计算;③西式厨房排风量60m3/h;④中式厨房设置外墙单设补风口;⑤卫生间排风量60m3/h;⑥人员密度法取30m3/(p·h);⑦套内使用面积以200㎡为例。
        计算案例:
        A.按照人员密度法计算新风量200÷32×30=187.5m3/h;
        B.按照排风量计算60×2(两卫)+0(厨房中式单独补风)=120 m3/h;
        C.按照最小换气次数法200(面积)×2.5(高度)×0.4(换气次数)×1.3(附加系数)=260 m3/h;
        新风机组新风量标准值选取:260(最大值)×0.77=200.2 m3/h
5、设备选型
        考虑到实际运行工况会是间歇运行,并同时考虑到户间传热、人员密度变化、个人对温度体感差异等因素,实际冷热源选型、管道管径及末端设备可根据设计负荷附加1.5~2.0的系数。
6、末端设备安装方式
        除位于“幸运气候带”内的建筑物,譬如昆明市,所有气密性建筑需要高效通风保证室内的空气质量,被动式建筑的通风系统可与供暖(供冷)功能兼用,无需增加额外的管道、排气扇等设备。其他末端方式选取总结如下:
①不建议设置辐射地面辐射供暖及吊顶辐射制冷系统。因地面辐射供暖地面构造热惰性大,不能根据室外气候实时调节室内温度;吊顶辐射制冷系统容易结露,虽设置防结露控制器,但后期住宅内效果并不好,结露容易引起吊顶变形、发霉。
②可采用风机盘管制冷制热(氟、水)系统,氟系统应沟通厂家考虑选取的室外机压缩机是否可负担过多的室内机,水系统的穿梁套管应与结构专业沟通预留。
③新风管道不建议采用超薄风管,阻力太大。宜采用圆形风管,地面垫层或吊顶内穿梁敷设。风管不建议设置过梁器,经计算一组过梁器风阻约28Pa。
④采用通风与供暖(供冷)共用的全空气系统,室内风管道宜采用酚醛铝箔复合风管吊顶穿梁布置,穿外墙宜采用PVC-U圆形管道,外墙套管管径宜为管道直径+10cm。
⑤卫生间排风宜接入新风换气的排风管道。
⑥厨房外墙单独设置油烟机补风管道,补风管设置电动密闭阀,与油烟机电源处设联动开关联动。
⑦外墙套管减少热桥采用PVC-U圆管或木材质方形套管,与钢筋绑扎固定;内墙穿梁套管采用不低于1.6mm厚202不锈钢套管,与钢筋焊接固定。不锈钢套管防腐蚀防露锈。
7、其他
        被动式房屋应充分利用可再生能源,太阳能热水、太阳能发电、地热能、新风地埋预热(冷)、机组余热回收等方式降低房屋综合能耗。
        室内噪声控制:风速控制、机组马达转速控制、机组叶轮大小控制、机组隔音材料贴服及减震支吊架设置等。
        室外机组检修:高层建筑应充分考虑室外机安装位置,方便外机检修维护,空调板宜设于外窗窗台下,外窗应设置开启扇,开启扇大小应方便外机进出。
        穿外墙的管道应与建筑专业制定气密性做法。
        关于新风预热:严寒地区,应对能量回收装置的排风侧是否出现结霜或结露现象进行核算。当出现结霜或结露时,应采取新风预热等保温防冻措施。
8、结束语
        被动式建筑并不复杂,只要掌握其设计理念和设计参数,设计时没有问题的。被动式建筑对建筑的保温、气密性提出了高要求,需要各专业相互配合,精细化设计,充分考虑现场可行性条件。被动式建筑技术中,看似简单的图纸设计中节点做法,管道走向,对后期施工管理、成品保护及检测系统均起到关键作用。
        现阶段建筑业还处于粗放型发展阶段,而被动式建筑需要高要求的施工工艺,对于设计人员也需要合理的精细化设计。
       
参考文献
[1]DB37/T5074-2016 山东省《被动式超低能耗居住建筑节能设计标准》
[2] DB13(J)/T177—2015河北省《被动式低能耗居住建筑节能设计标准》
[3]2015年住房和城乡建设部《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》
[4]黄翔.空调工程[M].北京:机械工业出版社, 2006.
[5]陆亚俊.暖通空调[M].北京:中国建筑工业出版社2007.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: