可持續(xù)住宅建筑發(fā)展中新風系統(tǒng)的思考

魏本鋼

【摘要】可持續(xù)住宅建筑室內健康是居住者和建筑開發(fā)者一直關注的重點，室內污染物種類繁多。新風系統(tǒng)作為空氣凈化及處理的有效措施，在越來越多住宅項目中得到應用。本文分析新風系統(tǒng)在各類可持續(xù)建筑中的相關指標要求，并總結合適國內住宅應用的對應指標。

【關鍵詞】可持續(xù)建筑;住宅;新風系統(tǒng)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、引言

可持續(xù)建筑是建筑行業(yè)向“低碳、環(huán)?！边~進的一種建筑形式。促進建筑可持續(xù)實踐是追求建筑、能源、人的社會和環(huán)境績效。可持續(xù)建筑概念并非為一個新概念，早在90年代即被提出，隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，可持續(xù)建筑的類型也被不斷擴充。如最初的節(jié)能建筑，不斷發(fā)展更新的綠色建筑，創(chuàng)新性的健康建筑和超低能耗建筑，以及國際較為認可的能源與環(huán)境設計先鋒（LEED）建筑，在“碳達峰”、“碳中和”的背景之下，建筑可持續(xù)發(fā)展是每個建筑從方案之初都需要考慮的。

隨著疫情爆發(fā)和不斷反復，可持續(xù)住宅建筑的空氣質量如何保證成為被提及頻率最高也最迫切需要解決的問題。建筑室外PM2.5、PM10濃度一直未得到良好的改善，室內由于現(xiàn)代生活購房、置換頻率越來越高，家具、家裝產生的甲醛、苯等散發(fā)問題也一直存在，室內空氣質量是現(xiàn)代建筑需要攻克的一大難題。

住宅新風系統(tǒng)是解決室內空氣質量問題的有效途徑，隨著人們對于親近自然的需求不斷提高，加之住宅產業(yè)推進精裝交付，共同推進了新風系統(tǒng)一體化建設，本文選取四種可持續(xù)建筑，對各可持續(xù)建筑標準中新風系統(tǒng)各項指標進行分析，總結出適合中國現(xiàn)階段可持續(xù)住宅建筑的新風指標。

2、可持續(xù)建筑體系

綠色建筑指的是，在全壽命周期內，節(jié)約資源、保護環(huán)境、減少污染，為人們提供健康、適用、高效的使用空間，最大限度的實現(xiàn)人與自然和諧共生的高質量建筑[1]。綠色建筑為我國在世界各國不斷推進綠色建筑發(fā)展以及評價標準更新迭代的基礎上，汲取國外經驗并結合國內建筑發(fā)展現(xiàn)狀提出的概念，整合為含“安全耐久”、“健康舒適”、“生活便利”、“資源節(jié)約”、“環(huán)境宜居”等指標的建筑體系。

LEED V4.1 for residential認證[2]（以下簡稱“LEED住宅標準”）是USGBC在2019年發(fā)布的新版LEEDv4.1認證標準體系的一部分，整合了LEED BD+C及LEED Home，保留歐美常見獨戶HOUSE建筑類型，并增加亞洲地區(qū)常見的多用戶高層商品住宅類型的評價體系。含有“整合過程”“選址與交通”“可持續(xù)場址”“用水效率”“能源與大氣”“材料與資源”“室內環(huán)境質量”等指標。

健康建筑為在滿足建筑功能的基礎上，為建筑使用者提供更加健康的環(huán)境、設施和服務，促進建筑使用者身心健康、實現(xiàn)健康性能提升的建筑[3]。健康建筑將建筑功能性-居住屬性進行細化，針對建筑室內人員接觸的各項指標提出要求，建設健康、舒適的居住環(huán)境，主要包含“空氣”“水”“舒適”“健身”“人文”“服務”等指標。

超低能耗建筑為適應氣候特征與場地條件，通過被動式建筑設計最大幅度降低建筑供暖、空調、照明需求，通過主動技術措施最大幅度提高能源設備與系統(tǒng)效率，充分利用可再生能源，以最少的能源消耗提供舒適室內環(huán)境，且其室內環(huán)境參數(shù)和能效指標符合性能需求的建筑[4]。超低能耗建筑是全球能源緊缺的大背景之下催生出來的一種建筑形式，旨在通過圍護結構和高性能的設備相結合，追求最低的能耗營造舒適、高效的室內環(huán)境，主要包含“高性能保溫及門窗”“無熱橋設計”“建筑氣密性”“遮陽設計”“高效新風熱回收”“輔助供暖供冷系統(tǒng)”“衛(wèi)生間和廚房通風”“照明與計量”等設計指標。

3、新風系統(tǒng)指標

新風系統(tǒng)在住宅中的應用與舒適、健康、節(jié)能三項指標相關，現(xiàn)階段國內新風系統(tǒng)主要與供暖空調冷熱源系統(tǒng)分開設置，風系統(tǒng)不作為冷熱源的媒介，能耗主要受圍護結構以及供暖空調設備性能影響，故本次分析重點研究可持續(xù)住宅建筑新風系統(tǒng)的舒適和健康屬性。

可持續(xù)住宅建筑新風系統(tǒng)舒適性主要為室內熱舒適以及噪聲兩部分。

可持續(xù)建筑室內熱舒適是建筑居住舒適性的重要組成部分，舒適的居住感受可提高居家愉悅度以及休息效率。（表1）

由國內及國際學者們的研究可知，熱舒適與室內人員活動、衣著等均有相關性，簡單的通過溫度及濕度來評價熱舒適是不準確的，通過熱舒適評價指標PMV及PPD兩個指標來評價室內熱舒適是更為有效、更契合實際的評價方法。超低能耗建筑屬于起步較晚的可持續(xù)建筑形式，考慮到以超低能耗作為設計目標，故未提出較高的熱舒適指標要求，在實際項目中，新風系統(tǒng)對室內熱濕環(huán)境的影響主要為新風的溫濕度，常規(guī)住宅建筑中供暖空調設備與新風系統(tǒng)為獨立兩套系統(tǒng)，故設計新風系統(tǒng)末端時，尤其冬季室外溫度低，為吹冷風的工況，應進行室內新風末端進行模擬，確保末端送風至人員活動區(qū)域后溫濕度已達到熱舒適要求，避免吹風感引起的局部不舒適。

室內噪聲容易導致居住者消極情緒，如憂慮、憤怒、疲勞等，影響室內人員心理健康、認知水平，并且降低思維的靈敏度，影響住宅修養(yǎng)、緩解疲勞的休憩屬性;過高的噪聲影響居住者的語言交流、娛樂的生活屬性。住宅內部功能不同，用途不同以及人的不同行為，對聲環(huán)境的要求水平是不同的，臥室對聲環(huán)境要求最高，連續(xù)噪聲會打斷深度睡眠，迫使進去淺睡眠狀態(tài)，且突發(fā)的噪聲會使人驚醒，達不到休息的效果。（表2）

由上述分析可知，室內聲環(huán)境是可持續(xù)住宅建筑中關注度很高的一項指標，由各類可持續(xù)建筑的聲環(huán)境指標要求可知，國內對室內聲環(huán)境主要考慮的是室內綜合背景噪聲，為設備噪聲和室外噪聲影響下的綜合噪聲，室內噪聲的綜合計算公式如下。

而LEED建筑參考的是國際ASHRAE標準，對設備噪聲要求相對較高，且評價需對各倍頻進行分析，一方面從設備選型之初即將設備的噪聲結合整個室內環(huán)境進行分析，可以確保設備不會成為室內噪聲源，不過高設備要求即高成本投入的要求，在國內不推薦追求過于低噪聲而造成的資源浪費，利用綜合室內及室外噪聲分析的方法是更適合國內住宅新風系統(tǒng)的，更有利于國內新風系統(tǒng)在可持續(xù)建筑中的發(fā)展。

建筑健康類指標主要分為新風量，以及新風過濾等級。

前文以提及，新風在國內受關注度一直不高，主要原因是國內生活習慣導致，隨著現(xiàn)代社會發(fā)展、生活水平的提高、健康意識的覺醒，加之室外環(huán)境不甚樂觀導致疾病現(xiàn)象不斷發(fā)生，住宅建筑室內新風系統(tǒng)已經作為改善室內健康環(huán)境的一大重要手段。（表3）

由上述分析可知，在新風量要求上，綠色建筑和超低能耗建筑新風量指標相近;健康建筑新風量參考綠色建筑，并提出了智能控制的要求;值得一提的是，常規(guī)可持續(xù)建筑在新風量指標上設置最低新風量，而LEED建筑對新風量指標進行了提升，在標準基礎上提高30%，可見新風量在可持續(xù)建筑內部的影響因子正在不斷提高。新風聯(lián)動控制不僅可以提高室內居住舒適感受，而且有效減少無人或少人居住下的新風能耗，可作為可持續(xù)建筑新風系統(tǒng)的控制方式。新風量增加這項指標在需要結合具體項目，從成本、層高、室內環(huán)境等角度分析，確定是否需要采用。

常見的室內污染物分為兩類，一類是空氣中懸浮顆粒物，為人熟知的是PM2.5和PM10，是常見的呼吸道疾病的主要感染源，另一類是揮發(fā)性有機物，在新裝修或者新購家具的建筑中較為常見，新風系統(tǒng)除了滿足室內人員新風量的要求，另一個主要功能即為帶走室內污染物，通過新鮮、純凈的空氣凈化室內污染物。（表4）

有上述分析可知，可持續(xù)建筑中室內污染物是各建筑關注的重點問題，可持續(xù)建筑中對室內污染物控制分為兩類，一類為對設備提出要求，一類為對過濾結果（即室內污染物濃度明確要求）。另前節(jié)新風量分析可知，住宅建筑內部人員少，人員密度不高，故風量避免采用過高，過濾器不宜設置高阻力型過濾器。實際項目中應結合項目場地室外空氣質量選擇中效過濾器，并考慮結合前置預處理或室內設置空氣凈化器組合使用，保證室內的空氣質量。

4、結論與展望

可持續(xù)住宅建筑中新風系統(tǒng)承擔了空氣質量優(yōu)化的主要作用，在部分經濟較為發(fā)達地區(qū)，如江蘇，已經在新的住宅規(guī)范中明確了住宅需要進行新風系統(tǒng)設計的要求，說明新風系統(tǒng)即將成為住宅建筑的基本配置要求。經過本次分析可知，各項可持續(xù)建筑對于新風舒適度以及新風量要求較為一致，在設備噪聲、新風控制以及新風凈化在方向相對有一點差異性，主要是由于各類可持續(xù)住宅側重方向不一致。如健康建筑突出空氣凈化的要求，而LEED住宅建筑更突出創(chuàng)新與提高。考慮到國內住宅新風系統(tǒng)屬于剛起步階段，新風系統(tǒng)應在實際項目不斷完善，不斷總結，促進可持續(xù)住宅建筑發(fā)展。

雖然新風量越大，室內越接近自然，人員舒適、健康、愉悅感越高，不過，新風量越大即表征能耗越大、新風機越大、新風管尺寸越大，對節(jié)能減碳、居住空間、凈高感受等均有不利影響，故在設計中需要平衡新風量與能耗和設備尺寸的關系。

參考文獻：

[1]GB/T50378-2019.綠色建筑評價標準[S].

[2]美國綠色建筑委員會.LEED V4.1 residential BD+C[S].

[3]中國建筑科學研究院.中國城市科學研究會.中國建筑設計院有限公司.T/ASC02-2016《健康建筑評價標準》[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016：4.

[4]住房城鄉(xiāng)建設部.被動式超低能耗綠色建筑技術導則（試行）.