老黄讲干式地暖之三十二:增加干式地暖地面调温系统,是提高超低能耗建筑体感舒适度的有效方法!
首先了解一下什么是被动房——最早的被动房是德国“达姆施塔特被动房”,其于1988~1989年设计,1990年建造,1991年入住,至今仍在运行,它的平均供暖需求只有8.5kWh/(㎡a)的超低能耗。如今,“达姆施塔特”已然成为了被动房的代名词。
当下,世界各地都在兴起大量建造被动房,自我国从德国引进被动房后,先后在广东佛山、上海-汉堡之家、浙江长兴-布鲁克酒店、新疆乌鲁木齐-商用住宅楼、北京-公寓&商业楼,以及江西及河北定州等地建造了不同用途的被动房,这些被动房又进一步带动了我国被动房的建设发展,同时导入被动房的验收标准。被动房的显著特点就是超低能耗,PIH低能耗建筑认证标准如下:
供暖需求:≤15kWh/㎡•year
供暖负荷:≤10W/㎡
制冷需求:≤15kWh/㎡ •year
一次性能源需求:≤120kWh/㎡•year
气密性:≤0.6ACH50
超温频率:≤10%
先不讲这些被动房的具体要求怎么做到,这些建造都是依托很好的建筑外保温、建筑气密性、无热桥设计、低传热的优良门窗等,人们生活在房子内如同在“冰箱”的密闭空间,被动房以此获得供暖供冷的最低能源需求,房顶加太阳能光伏或风力发电,都可以成为产能建筑。
由于被动房对冷暖负荷的需求非常低,目前都是采用带冷热负荷的新风系统来解决供冷和供暖需求,即全对流的新风式空调系统,后经国内改良的全热交换全空气空调管道机,被称为“环控机”。由于被动房新风系统大多以集中回风做法为主,普遍没有做室内气流组织的周密安排,这种美式的供暖供冷新风方式比较粗暴,存在明显的空气交叉对流和病毒感染等诸多弊端,特别是对于大型的商用被动房建筑。
目前这种配置在室内各个区域无法区别对待(即无法分室控制),更不能适应不同年龄段人群的舒适需求,例如在夏季室外阳光辐射进入的处理上极为被动,仅仅依赖新风机的控制能力远远不够,一旦地面被太阳稍微晒热,室内热舒适环境立马被破坏,舒适度就大打折扣,超温频率在当日和当季就会大大超标,即便如此,热泵主机停止给盘管供热都已经来不
及了,此时是否不应以年度总超温指标来衡量,毕竟人真正需要的是每日和每个时段都能够舒适。
一、被动房单一新风暖通系统问题
被动房单一新风暖通系统问题一:
感觉热的人还是热,感觉冷的人还是冷,在影响人体舒适度的前提下,所有的节能手段都是毫无意义 的节能,这是被动房不够舒适的顽症之一。
被动房单一新风暖通系统问题二:
冷暖新风机属于百分百对流方式,很难调控建筑内部表面温度,由于室内墙体壁面温度不合适(普遍存在高于室温设定值),在供冷情况下无法解决人体的辐射散热难题,会影响舒适度,同时又无法解决四季的阳光辐射热,这是被动房不够舒适的顽症之二。
被动房单一新风暖通系统问题三:
被动房的全热置换式新风系统,由于无法做到各区域空气单独的循环管理,基本上都是以集中回风方式居多(也可以说基本是都是这样做,设计师和咨询师培训资料上可以这样做),室内各区域采用正压送风,然后进行集中回风,那就带来了无法回避的交叉感染风险,提高了公共场所空气飞沫传播的隐患,这是防疫安全管理的大问题!
根据中国防疫部门发布的《新冠肺炎流行期间办公场所和公共场所空调通风系统运行管理指南》第七条规定,有疫情时必须停止使用空调和通风系统。防疫时空调和对流新风系统一旦被关闭,那冬季建筑物室内就像冰窖一样,陡增抗疫难度。2020年冬季各大医院里冰冷抗疫的惨痛教训已够深刻了,如当初设计配置了辐射供暖供冷系统则可完全避免该悲剧!
现在全球疫情肆虐,室内空气交叉感染必须要解决好,否则就会加大疫情失控的风险,我们可以反观美国等欧洲国家疫情为什么这么严重,有没有想到他们大多是采用全空气的管道机空调,这些交叉互通的 风管自然成为室内空气病毒飞沫传播的隐形通道,这些互通风管对助推欧美疫情恶化到底有多大影响,值得大家深思!
二、被动房的舒适安全暖通建议方案
1、建议在被动房暖通系统中增加室内的地面辐射末端配置(由于湿式地面辐射末端蓄能过大,控制更加困难,不适合用于被动房建筑),以干式高效地面辐射末端方式,达到快速调节能力,完美地解决好上述两大问题,同时为全年时段的全新风进入室内做好基础铺垫。
2、增加暖通系统的综合化整体控制,满足冷暖按需供给,新风供给也要按需供给,室内舒适度要满足 不同年龄段人群的舒适需求。
3、把环控机继续作为对流设备来处理室内的空气温度和湿度,同时作为室内的新风输入设备,重点在于新风的输入。
4、放弃全对流风管式的暖通系统设计思路,建议采用对流和辐射相结合的舒适安全暖通方式,同时做好室内的气流组织设计。放弃集中回风做法排除室内交叉感染风险,只有进行这样的改进,才能让被动房在疫情下安全使用。
被动房增加辐射末端是被动房的升级换代,向主动建筑靠拢,做到既低能耗、又健康,拉近与大自然的距离,如此被动房发挥出真正功能的时候也就到来了,满足了安全、健康、舒适和节能的要求。
让舒适安全的被动房为国家“碳达峰”和“碳中和”目标发挥更大贡献!