老黃講干式地暖之三十二:增加干式地暖地面調溫系統(tǒng),是提高超低能耗建筑體感舒適度的有效方法!
首先了解一下什么是被動房——最早的被動房是德國“達姆施塔特被動房”,其于1988~1989年設計,1990年建造,1991年入住,至今仍在運行,它的平均供暖需求只有8.5kWh/(㎡a)的超低能耗。如今,“達姆施塔特”已然成為了被動房的代名詞。
當下,世界各地都在興起大量建造被動房,自我國從德國引進被動房后,先后在廣東佛山、上海-漢堡之家、浙江長興-布魯克酒店、新疆烏魯木齊-商用住宅樓、北京-公寓&商業(yè)樓,以及江西及河北定州等地建造了不同用途的被動房,這些被動房又進一步帶動了我國被動房的建設發(fā)展,同時導入被動房的驗收標準。被動房的顯著特點就是超低能耗,PIH低能耗建筑認證標準如下:
供暖需求:≤15kWh/㎡?year
供暖負荷:≤10W/㎡
制冷需求:≤15kWh/㎡ ?year
一次性能源需求:≤120kWh/㎡?year
氣密性:≤0.6ACH50
超溫頻率:≤10%
先不講這些被動房的具體要求怎么做到,這些建造都是依托很好的建筑外保溫、建筑氣密性、無熱橋設計、低傳熱的優(yōu)良門窗等,人們生活在房子內如同在“冰箱”的密閉空間,被動房以此獲得供暖供冷的最低能源需求,房頂加太陽能光伏或風力發(fā)電,都可以成為產能建筑。
由于被動房對冷暖負荷的需求非常低,目前都是采用帶冷熱負荷的新風系統(tǒng)來解決供冷和供暖需求,即全對流的新風式空調系統(tǒng),后經國內改良的全熱交換全空氣空調管道機,被稱為“環(huán)控機”。由于被動房新風系統(tǒng)大多以集中回風做法為主,普遍沒有做室內氣流組織的周密安排,這種美式的供暖供冷新風方式比較粗暴,存在明顯的空氣交叉對流和病毒感染等諸多弊端,特別是對于大型的商用被動房建筑。
目前這種配置在室內各個區(qū)域無法區(qū)別對待(即無法分室控制),更不能適應不同年齡段人群的舒適需求,例如在夏季室外陽光輻射進入的處理上極為被動,僅僅依賴新風機的控制能力遠遠不夠,一旦地面被太陽稍微曬熱,室內熱舒適環(huán)境立馬被破壞,舒適度就大打折扣,超溫頻率在當日和當季就會大大超標,即便如此,熱泵主機停止給盤管供熱都已經來不
及了,此時是否不應以年度總超溫指標來衡量,畢竟人真正需要的是每日和每個時段都能夠舒適。
一、被動房單一新風暖通系統(tǒng)問題
被動房單一新風暖通系統(tǒng)問題一:
感覺熱的人還是熱,感覺冷的人還是冷,在影響人體舒適度的前提下,所有的節(jié)能手段都是毫無意義 的節(jié)能,這是被動房不夠舒適的頑癥之一。
被動房單一新風暖通系統(tǒng)問題二:
冷暖新風機屬于百分百對流方式,很難調控建筑內部表面溫度,由于室內墻體壁面溫度不合適(普遍存在高于室溫設定值),在供冷情況下無法解決人體的輻射散熱難題,會影響舒適度,同時又無法解決四季的陽光輻射熱,這是被動房不夠舒適的頑癥之二。
被動房單一新風暖通系統(tǒng)問題三:
被動房的全熱置換式新風系統(tǒng),由于無法做到各區(qū)域空氣單獨的循環(huán)管理,基本上都是以集中回風方式居多(也可以說基本是都是這樣做,設計師和咨詢師培訓資料上可以這樣做),室內各區(qū)域采用正壓送風,然后進行集中回風,那就帶來了無法回避的交叉感染風險,提高了公共場所空氣飛沫傳播的隱患,這是防疫安全管理的大問題!
根據(jù)中國防疫部門發(fā)布的《新冠肺炎流行期間辦公場所和公共場所空調通風系統(tǒng)運行管理指南》第七條規(guī)定,有疫情時必須停止使用空調和通風系統(tǒng)。防疫時空調和對流新風系統(tǒng)一旦被關閉,那冬季建筑物室內就像冰窖一樣,陡增抗疫難度。2020年冬季各大醫(yī)院里冰冷抗疫的慘痛教訓已夠深刻了,如當初設計配置了輻射供暖供冷系統(tǒng)則可完全避免該悲??!
現(xiàn)在全球疫情肆虐,室內空氣交叉感染必須要解決好,否則就會加大疫情失控的風險,我們可以反觀美國等歐洲國家疫情為什么這么嚴重,有沒有想到他們大多是采用全空氣的管道機空調,這些交叉互通的 風管自然成為室內空氣病毒飛沫傳播的隱形通道,這些互通風管對助推歐美疫情惡化到底有多大影響,值得大家深思!
二、被動房的舒適安全暖通建議方案
1、建議在被動房暖通系統(tǒng)中增加室內的地面輻射末端配置(由于濕式地面輻射末端蓄能過大,控制更加困難,不適合用于被動房建筑),以干式高效地面輻射末端方式,達到快速調節(jié)能力,完美地解決好上述兩大問題,同時為全年時段的全新風進入室內做好基礎鋪墊。
2、增加暖通系統(tǒng)的綜合化整體控制,滿足冷暖按需供給,新風供給也要按需供給,室內舒適度要滿足 不同年齡段人群的舒適需求。
3、把環(huán)控機繼續(xù)作為對流設備來處理室內的空氣溫度和濕度,同時作為室內的新風輸入設備,重點在于新風的輸入。
4、放棄全對流風管式的暖通系統(tǒng)設計思路,建議采用對流和輻射相結合的舒適安全暖通方式,同時做好室內的氣流組織設計。放棄集中回風做法排除室內交叉感染風險,只有進行這樣的改進,才能讓被動房在疫情下安全使用。
被動房增加輻射末端是被動房的升級換代,向主動建筑靠攏,做到既低能耗、又健康,拉近與大自然的距離,如此被動房發(fā)揮出真正功能的時候也就到來了,滿足了安全、健康、舒適和節(jié)能的要求。
讓舒適安全的被動房為國家“碳達峰”和“碳中和”目標發(fā)揮更大貢獻!