一种高性能居住建筑新风量设计方法技术

一种高性能居住建筑新风量设计方法，基于健康要求，选择一个健康相对湿度临界指标；确定目标高性能居住建筑所处的省份和气候分区；以是否采取额外的建筑除湿措施为选项，选择目标高性能居住建筑的除湿措施；根据是否采取额外的建筑除湿措施，确定不同的新风量设计方案；本发明专利技术通过综合考虑高性能建筑的高气密性特点、健康空气湿度要求、不同建筑气候区的湿环境风险、新风除湿能力和不同新风热回收形式下的新风量对建筑冷热+除湿能耗的影响等因素，实现高性能居住建筑基于建筑湿环境的新风量设计方案最优化，使高性能居住建筑的新风量设计方案更加合理和节能、更能保护人员健康。更能保护人员健康。更能保护人员健康。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能居住建筑新风量设计方法


[0001]本专利技术属于建筑暖通空调系统设计领域，涉及高性能居住建筑新风量设计方法。

技术介绍

[0002]在设计建筑物的暖通空调系统时，需要确定新风量指标，即新风量设计。如果新风量指标太小，室内空气质量将得不到保证；但是，新风量指标越大，用于空调系统的建筑冷热能耗也越大。因此，需要确定一个合适的新风量指标，使新风量足够大以保证室内空气质量，又不至于太大导致浪费能源。
[0003]我国建筑节能工作开展至今，高性能建筑逐步得到推广应用。高性能建筑在气密性、新风量设计、围护结构等建筑特性上，与常规建筑存在差异。由于高性能建筑的气密性较高，必然需要依靠机械通风来保证新风量，而高性能建筑对于能耗的限制十分严格，因此，为高性能建筑确定合适的新风量指标就尤为重要。
[0004]目前，国际上专门针对高性能建筑的新风量设计方法较为少见，为众所知的有德国的被动房标准，其中对被动房的最小新风量指标规定为30～32m3/(h
·
人)，并推荐根据建筑入住情况和室内活动调整通风策略。我国的最小新风量设计要求主要规定于《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)。规范中对公共建筑的主要房间类型作了最小新风量的规定，对居住建筑以人均居住面积划分作了最小换气次数的规定。对于我国高性能建筑，《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)》中规定超低能耗建筑室内新风量需大于等于30m3/(h
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人)；《近零能耗建筑技术标准》(GB/T 51350-2019)中规定居住建筑主要房间的室内新风量不小于30m3/(h
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人)，公共建筑的新风量应符合《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)的规定。
[0005]由此可见，由于缺乏建筑湿环境方面的研究的支撑，目前的高性能建筑新风量设计方法，都是基于常规建筑的新风量设计标准，未考虑到高性能建筑的气密性远高于常规建筑的特点；也未考虑到室内健康空气湿度的要求、不同建筑气候区的高性能建筑湿环境风险的区别、不同建筑气候区的新风除湿能力的区别；未充分考虑到在不同新风热回收形式下的，新风量对建筑冷热能耗与除湿能耗的综合影响。按照目前的新风量设计方法设计的高性能建筑，室内空气品质可能较差，室内空气湿度控制可能难以达到保证人员健康的水平，还可能产生不必要的能源消耗。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决上述高性能居住建筑新风量设计方法的不足，提出了一种基于健康空气湿度的高性能居住建筑新风量设计方法，通过同时考虑高性能建筑的高气密性特点、健康空气湿度要求、不同建筑气候区的湿环境风险、新风除湿能力和不同新风热回收形式下的新风量对建筑冷热+除湿能耗的影响等因素，达到了高性能居住建筑基于建筑湿环境的新风量设计方案的最优化的目的，使高性能居住建筑的新风量设计方案更加合理和节能、更能保护人员健康。
[0007]本专利技术的上述目标是通过以下的技术方案实现的：
[0008]一种基于健康空气湿度的高性能居住建筑新风量设计方法，其包括以下步骤：
[0009]第一，基于健康要求，选择一个健康相对湿度临界指标。优选地，选择60％作为健康相对湿度临界指标。
[0010]第二，确定目标高性能居住建筑所处的省份和气候分区。
[0011]第三，以是否采取额外的建筑除湿措施为选项，选择目标高性能居住建筑的除湿措施。
[0012]第四，如在第三步中选择了不采取额外的建筑除湿措施，则从我国不同建筑气候区的高性能居住建筑湿环境风险区别、新风除湿能力区别的角度确定新风量设计方案。具体步骤包括：
[0013](1)计算目标高性能居住建筑所处地区的建筑高湿风险指数(Risk of High Humidity,RHH)。
[0014]建筑高湿风险指数的含义是：指定时间段内，建筑室内平均相对湿度超过基于健康要求的相对湿度指标的时间占比。其计算公式为：
[0015][0016][0017]式中：t表示时间，t0，t1表示先后的两个时刻，t
1-t0为建筑高湿风险指数计算时间范围，h；RH(t)为某时刻建筑室内平均相对湿度，％；RH
threshold
为基于健康要求的相对湿度临界指标，％。
[0018]建筑高湿风险指数越大，则目标高性能居住建筑的湿环境风险越大，其除湿需求越需要得到重视。
[0019](2)计算目标高性能居住建筑所处地区的新风除湿潜力指数(Ventilation Dehumidification Potential，VDP)。
[0020]新风除湿潜力指数的含义是：新风维持室内某一相对湿度的除湿潜力。其计算公式为：
[0021][0022]式中：w
threshold
为由室内平均温度和相对湿度临界值计算得到的含湿量临界值，g/kg，其中，室内平均温度按各气候区典型城市的高性能建筑室内月平均温度计算；w0为某时刻室外含湿量，g/kg；t表示时间，t0，t1表示先后的两个时刻，；t
1-t0为新风除湿潜力指数计算时间范围，h。
[0023]第四步(1)中的建筑高湿风险指数主要体现了某地区高性能建筑的高湿风险发生情况，与建筑本身条件关联较大，新风的除湿增湿作用在其中只得到了间接体现。因此在第四步(2)中提出计算所处地区的新风除湿潜力指数。
[0024]如新风除湿潜力指数为正值，表示该地区在该月份的新风对高性能居住建筑具有除湿能力；新风除湿潜力指数越大，表示该地区在该月份的新风对高性能居住建筑的除湿
能力越大。据此，应在满足我国建筑规范中的最小新风量的基础上，增加新风量，以减小室内湿环境风险；并可采取新风热回收措施，减小新风冷热能耗，使目标高性能居住建筑的能耗指标满足我国高性能居住建筑规范的要求。
[0025]如新风除湿潜力指数为负值，表示该地区在该月份的新风对高性能居住建筑不具有除湿能力，反而可能给建筑带来室内湿环境风险。据此，应按照我国建筑规范中的最小新风量来确定设计新风量。
[0026]第五，如在第三步中选择了采取额外的建筑除湿措施，则考虑不同的新风热回收形式下的新风量对建筑冷热+除湿能耗的影响，确定新风量设计方案。
[0027]首先选择目标高性能居住建筑的新风热回收形式，可选的形式包括：无新风热回收、新风显热回收、新风全热回收。综合考虑建筑冷热能耗和除湿能耗，基于能耗最优化的考虑，在不同的新风热回收形式下、不同的建筑气候分区，应当分别采取不同的新风量设计方案。
[0028]此处的建筑冷热+除湿能耗是指：建筑的冷热能耗，加上建筑控制室内湿环境在相对湿度60％以下时所需的额外除湿能耗，得到的总能耗。
[0029]由于目标建筑为高性能居住建筑，新风热回收形式以选择新风显热回收或新风全热回收为宜。
[0030]在不同的新风热回收形式下、不同的建筑气候分区，分别应当采取的新风量设计方案如下：
[0031](1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能居住建筑新风量设计方法，其特征在于包括以下步骤：第一，基于健康要求，选择一个健康相对湿度临界指标；第二，确定目标高性能居住建筑所处的省份和气候分区；第三，以是否采取额外的建筑除湿措施为选项，选择目标高性能居住建筑的除湿措施；第四，如在第三步中选择了不采取额外的建筑除湿措施，则从我国不同建筑气候区的高性能居住建筑湿环境风险区别、新风除湿能力区别的角度，通过计算目标高性能居住建筑所处地区的建筑高湿风险指数和新风除湿潜力指，确定新风量设计方案；第五，如在第三步中选择了采取额外的建筑除湿措施，则考虑不同的新风热回收形式下的新风量对建筑冷热+除湿能耗的影响，确定新风量设计方案。2.根据权利要求1所述的高性能居住建筑新风量设计方法，其特征在于：第四步中所述的建筑高湿风险指数的含义是，指定时间段内，建筑室内平均相对湿度超过基于健康要求的相对湿度指标的时间占比。3.根据权利要求2所述的高性能居住建筑新风量设计方法，其特征在于：所述的建筑高湿风险指数，其计算公式为：湿风险指数，其计算公式为：式中：t表示时间，t0，t1表示先后的两个时刻，t
1-t0为建筑高湿风险指数计算时间范围，h；RH(t)为某时刻建筑室内平均相对湿度，％；RF
threshold
为基于健康要求的相对湿度临界指标，％。4.根据权利要求1所述的高性能居住建筑新风量设计方法，其特征在于：第四步中所述的新风除湿潜力指数的含义是，新风维持室内某一相对湿度的除湿潜力；优选地，所述健康相对湿度临界指标为60％。5.根据权利要求4所述的高性能居住建筑新风量设计方法，其特征在于：所述的新风除湿潜力指数，其计算公式为：式中：w
threshold
为由室内平均温度和相对湿度临界值计算得到的含湿量临界值，g/kg，其中，室内平均温度按各气候区典型城市的高性能建筑室内月平均温度计算；w0为某时刻室外含湿量，g/kg；t表示时间，t0，t1表示先后的两个时刻，t
1-t0为新风除湿潜力指数计算时间范围，h；如新风除湿潜力指数为正值：指数越大，则该地区在该月份的新风对高性能居住建筑的除湿能力越大，应在满足我国建筑规范中的最小新风量的基础上，提高新风量，以减小室内湿环境风险；并可采取新风热回收措施；如新风除湿潜力指数为负值：表示该地区在该月份的新风对高性能居住建筑不具有除湿能力，应按照我国建筑规范中的最小新风量...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶蔚，陈泽安，汤晟怡，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：