典型氣候區(qū)居住建筑新風負荷特點

1 概述

建筑能耗約占國民經(jīng)濟能源消耗總量的30%

。因此，建筑節(jié)能是我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和的重要途徑

。機械通風是控制居住建筑室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的有效手段。秦翠翠

模擬了廣州地區(qū)居住建筑在變通風條件下的室內(nèi)負荷情況，發(fā)現(xiàn)機械通風既能提高室內(nèi)空氣質(zhì)量又有良好的節(jié)能效果。新風負荷對建筑負荷水平影響顯著

，通過熱回收通風裝置可減少二氧化碳排放量

。我國不同氣候區(qū)的新風負荷占建筑負荷的比重存在顯著差異，因此分析不同氣候區(qū)居住建筑新風負荷特點，有助于合理選擇節(jié)能通風措施

。

本文選取4類氣候區(qū)中的8座典型城市：嚴寒地區(qū)漠河、哈爾濱、沈陽，寒冷地區(qū)北京、太原，夏熱冬冷地區(qū)上海、重慶，夏熱冬暖地區(qū)廣州。以結(jié)構(gòu)相同的居住建筑為研究對象，模擬計算供暖期、供冷期、過渡期的新風負荷、圍護結(jié)構(gòu)負荷，分析各氣候區(qū)的新風負荷特點。文中的空氣溫度均指空氣干球溫度。

2 研究對象

2.1 建筑概況

本文選取4類氣候區(qū)的8座典型城市進行分析。嚴寒地區(qū)：漠河、哈爾濱、沈陽。寒冷地區(qū)：北京、太原。夏熱冬冷地區(qū)：上海、重慶。夏熱冬暖地區(qū)：廣州。建筑共16層，總建筑面積為7 521.27 m

，每層4戶。建筑典型層的平面布置見圖1。在DeST軟件中建立居住建筑模型。

2.2 參數(shù)設(shè)定

不同氣候區(qū)的建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)分別滿足JGJ 26—2018《嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》、JGJ 134—2010《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》、JGJ 75—2012《夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準》規(guī)定的限值。建筑圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)見表1。窗墻比：北向0.25、南向0.45、東向和西向0.30。

各城市供暖期、供冷期、過渡期的時間范圍見表2。

供暖期，室內(nèi)空氣溫度設(shè)定為20 ℃，室內(nèi)空氣相對濕度設(shè)定為30%。供冷期，室內(nèi)空氣溫度設(shè)定為26 ℃，室內(nèi)空氣相對濕度設(shè)定為60%。過渡期，室內(nèi)空氣溫度在DeST軟件內(nèi)通過圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)和室外空氣參數(shù)模擬計算得到，室內(nèi)空氣相對濕度不做要求。GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技術(shù)標準》第4.0.2條規(guī)定居住建筑主要房間的新風量不應(yīng)小于30 m

/(h·人)，本文取30 m

/(h·人)?？蛷d最大人數(shù)為3人，主臥最大人數(shù)為2人，次臥、書房最大人數(shù)均為1人。供暖期、供冷期、過渡期的送風空氣參數(shù)與室內(nèi)溫濕度設(shè)定值相同。室外空氣溫度、相對濕度由DeST軟件調(diào)用。

納入在該院治療的92例高血壓合并糖尿病老年患者。按照隨機排列表法劃分，觀察組與對照組各46例患者。所選92例患者均了解護理目的與方法，自愿加入本次研究，簽定相關(guān)知情同意書。觀察組46例患者中：男 23例，女 23例，年齡范圍 54～68歲，平均年齡（61.56±6.48）歲；對照組 46例患者中：男 23例，女 23例，年齡范圍 55～69 歲，平均年齡（61.73±7.37）歲。 排除精神障礙者，嚴重肝臟損害，兩組一般情況對比差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），具體可比性。

新風全熱負荷由DeST軟件根據(jù)新風量、室內(nèi)外空氣比焓差計算，新風顯熱負荷由DeST軟件根據(jù)新風量、室內(nèi)外空氣溫差計算。圍護結(jié)構(gòu)負荷由DeST軟件根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)傳熱面積、圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)、室內(nèi)外溫差計算。供暖期、過渡期僅統(tǒng)計室外溫度低于16 ℃時的新風負荷，供冷期僅統(tǒng)計室外溫度高于26 ℃時的新風負荷。

早期在小型農(nóng)田水利工程建設(shè)中，存在著較明顯的盲目與隨意性，對當?shù)氐木唧w情況考慮不周，在施工前沒有進行系統(tǒng)的分析和詳細的論證，隨意進行施工建造，導致在工程技術(shù)、合理開發(fā)以及社會經(jīng)濟效益等方面互相不能兼顧，造成投資浪費。由于沒有合理的規(guī)劃布局，導致一些重復建設(shè)的發(fā)生，使資源沒有得到合理利用，對工期進度造成不利影響，甚至有些水利設(shè)施最后成了爛尾工程，花費了大量的資金卻不能正常地投入使用，致使工程效益難以發(fā)揮。

供暖期，嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)的新風負荷均由顯熱負荷主導。供冷期，嚴寒地區(qū)的新風負荷中顯熱負荷與潛熱負荷相當，寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)的新風負荷均由潛熱負荷主導。在嚴寒地區(qū)，宜選用顯熱回收通風裝置。在其他地區(qū)，宜選用全熱回收通風裝置。

3 模擬結(jié)果與分析

各城市新風負荷見表3。由表3可知，供暖期，除不設(shè)置供暖期的重慶、廣州外，其他城市新風全熱負荷與顯熱負荷接近，前者僅稍高于后者。供冷期，除不設(shè)置供冷期的漠河，以及哈爾濱的全熱負荷高于顯熱負荷外，其他城市的新風全熱負荷遠高于顯熱負荷。過渡期，各城市的新風顯熱負荷均比較可觀。

從整體上看，全國五年規(guī)劃(計劃)指標的完成率呈上升趨勢，且各省完成率的差距隨著時間的推移整體縮小(圖1)。

各城市圍護結(jié)構(gòu)負荷見表4。各城市供暖期、供冷期新風全熱負荷與圍護結(jié)構(gòu)負荷之比見表5。由表5可知，各城市供暖期新風全熱負荷與圍護結(jié)構(gòu)負荷之比的范圍為0.39～0.57，供冷期新風全熱負荷與圍護結(jié)構(gòu)負荷之比的范圍為0.21～1.49。這說明，各氣候區(qū)供暖期、供冷期的新風全熱負荷均比較可觀，重慶、廣州供冷期的新風全熱負荷甚至超過圍護結(jié)構(gòu)負荷。

4 結(jié)論

① 供暖期，嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)的新風負荷均由顯熱負荷主導。供冷期，嚴寒地區(qū)的新風負荷中顯熱負荷與潛熱負荷相當，寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)的新風負荷均由潛熱負荷主導。過渡期，各氣候區(qū)的新風顯熱負荷均比較可觀。在嚴寒地區(qū)，宜選用顯熱回收通風裝置。在其他地區(qū)，宜選用全熱回收通風裝置。

其中，Pij為標準化后的指標值，Xij為樣本指標值，為j個指標的均值，Sj為樣本數(shù)據(jù)標準差，n為樣本個數(shù)，p為原始指標個數(shù)．

② 與圍護結(jié)構(gòu)負荷相比，各氣候區(qū)供暖期、供冷期的新風全熱負荷均比較可觀，重慶、廣州供冷期的新風全熱負荷甚至超過圍護結(jié)構(gòu)負荷。

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