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被动房设计
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PHI被动房的新风系统设计

时间:2019-08-18 20:22:16   作者:实战被动房   来源:PHI   阅读:142  
内容摘要:在审查被动房新风系统的详细设计时,质量保证的首要任务是及时发现可能会影响居住舒适度的设计错误。这里首先是隔声。只有采用功能良好和听不到噪声的新风系统才能被住户广泛接受。应努力将噪声控制在25dB(A)以下,即不超出标准规定的极限值。重要的是,设计师如果忘了设计消声器或者尺寸设计不够,那么由于体积问题以后几乎无法补救或者...
在审查被动房新风系统的详细设计时,质量保证的首要任务是及时发现可能会影响居住舒适度的设计错误。

 

这里首先是隔声。只有采用功能良好和听不到噪声的新风系统才能被住户广泛接受。应努力将噪声控制在25dB (A)以下,即不超出标准规定的极限值。重要的是,设计师如果忘了设计消声器或者尺寸设计不够,那么由于体积问题以后几乎无法补救或者补救的代价非常高。

 

通过高效换热器将室外新风加热到始终高于16°C,以尽量减少冷风现象。对此有怀疑时应该予以审核。特别要注意不能直接吹到人员活动区域。也就是说,新风口不能位于15200cm的髙度上。天花板位置的风口只允许采用远程喷嘴或旋流喷嘴形式,见图5。采用这种喷嘴可以避免长的风管和减少阻力损失。除了这些保证用户舒适度的主要任务外,在详细设计中也要注意能效,详述如下。

 

一、中央新风系统

应选择热效率高、风机功率消耗低的中央新风机组。在被动房上,目前主要采用高效对流换热器和电子整流式直流风机。

 

除了对中央新风机组的这些要求外,还有其他的考核准则,例如防噪声和防冻。被动房研究所对被动房新风机组提出的准则附在本文最后的“被动房新风系统设计准则”里。

 

检验新风机组的热效率不能采用德国建筑技术研究所规定的实验室测量数据。这类实验室测试数据不是在被动房实际运行条件下,根据平衡后的进出气流体积流量测量的。在被动房产品认证范围内,应该按照上述准则,在接近实际运行工况下测试。如果没有按此准则获得的测试数据,则按德国建筑技术研究所方法获得的测量值必须乘以12%后再录入PHPP进行计算。

 

 

 

1:以热泵紧凑式机组为例,热回收新风机组示意图。小型热泵用于制备热水和新风辅助加热。当然根据能源方案也可以采用其他热源

 

 

 

2:必须定期更换新风机组的过滤器

 

二、过滤器

 

过滤器的主要任务是保持新风管网的清洁,因为清扫管网尽管技术上是可行的,但费用很高。按DIN EN 779确定过滤效率。详细设计阶段的质量保证主要是审核新风过滤器的安装位置以及它们的过滤等级。应该尽可能采用防冻的F7过滤器,F8更好。过滤器前面的管道布置应便于检查和清洁。由于过滤器需要定期检查和更换,必须审核它们是否容易接近。这项原则同样适用于乏气过滤器,它们至少应该达到G4级。

 

过滤面积应该尽可能大,以减少大约一年运行时间内的阻力损失。某些出厂时已经安装好的过滤器往往太小。所以建议采用过滤面积尽可能大的独立过滤器。在选择室外新风入口过滤器的尺寸时,应该注意本地空气的粉尘浓度。粉尘浓度高,过滤器使用寿命就短。

 

三、室外新风入口和乏气出口

在室外新风入口和乏气出口位置选择上常见的错误是两者没有足够的分隔距离。所以,详细设计质量保证的任务就是及时提醒注意,因为后期改动的工作量非常大。尤其在多层居住建筑上应该特别留意,因为邻居的一点点串味就会被认为是非常大的干扰。乏气出口应尽量和新风入口分开。图3所示该项目在这一点做得特别好。它们分别把乏气出口装在了户门上部。住户通过外置楼梯间上楼,乏气排气管段伸到楼梯间外侧,从而基本上排除了两个居住单元之间串味的可能,而户外新风入口也得到了防雨保护。

 

在采购进出风口的百叶挡板和金属丝网时应该要求选择尽可能大的百叶间距或网孔,以防阻力损失太大和格栅上冻。如果像图3那样新风入口得到遮蔽,就可以防止格栅上冻。晴朗的冬夜特别容易发生这种情况。

 

 

 

3:在奥地利CEPHEUS-Kuchl项目上的户外新风入口和乏气出口。在防火技术要求方面,需要与主管部门协商确定户外新风入口与相邻窗户的距离

 

四、管网和防噪声

在新风管网和中央新风机组之间一定要设置消声器。如果在户外新风入口或乏气出口附近有交通道路(如林荫小道),那么也应在乏气管道上安装消声器。为了保护邻居免受新风机组噪声干扰,建议始终考虑在乏气管道上安装消声器。

 

根据居室之间的防噪声要求,也必须限制管道传声。这里可以使用聚四氟乙烯消声器。进风房间(卧室和起居室)的设备声压不得超过25dB (A)。经验表明,DIN4109允许的新风机组噪声极限值仍然被认为是有干扰的。

 

在新风管道走向的详细设计中,应该特别注意检查是否实现了尽可能简单的管道走向。因为户外新风过滤器以及可能存在的地道所增加的阻力损失会作用到户外和室内送风管段上。

 

 

 

4:扁风道可以安装在地坪构造层内或吊顶内以节约空间。但是要注意,管网不能太长,以减少阻力损失

 

和新风管网一样,在主机和乏气管道之间也必须安装消声器。对功能间(厨卫)的噪声防护一般比对新风房间(卧室和起居室)的低一些,所以聚四氟乙烯消声器可以设计得小一些,但排气和过渡区的噪声不得超过30dB (A)

 

五、送风口、排风口和过渡区风口

在选择、布置和设计进出风阀门时应给予特别关注,以防止产生穿堂风效应、短路和噪声。在质量保证范围内,应该在这方面对施工图进行详细审查。

 

原则上按射流组织形式区分阀门种类。气流直接进入房间的称为自由射流。如果挡板导向使风沿着墙面走的,称为半射流或墙面射流。前者在远程喷嘴上出现,后者在盘式阀门上出现。在新近建设的许多被动房项目上,远程喷嘴使用效果很好,因为这种喷嘴只要很短的进风管道。自由射流部分承担了风道的功能。

 

根据具体要求,过渡口有不同的施工方式。最简单的做法是加大门扇下方的间隙。从噪声角度门缝最高允许1.5cm。但应注意业主可能会有很高的防噪声要求。增加门缝的做法容易存在被滑动的地毯挡住的危险。另外门缝也会透光。

 

更好的办法是在上门框和挡梁之间留一个有遮挡的缝。最新产品是在门扇内组合一个过渡槽,见图7。浴室门上一般采用通风百叶。但应注意避免在脚部区域出现吹风现象。

 

 

 

5:远程喷嘴(左)可以安装在门上面的墙上,而不会与门上的过渡风口发生短路。也有安装在天花板上的阀门(右)

 

 

6:消声器和新风系统的其他部件。应该用盖子保护以防止脏物进入消声器。只要工地上还有扬尘,安装好的管段也应该采取防护措施

 

六、地热换热器

地热换热器不是被动房必备的建筑构件。但它对防止板式换热器霜冻很有帮助。在质量保证中应该检验地热换热器的尺寸是否可以在设计工况下将新风热交换器的进风温度至少提高到-4°C,以便确实起到防冻作用。

 

采用紧凑式热泵机组时,推荐采用地道风或者地热换热器。地道尺寸设计最好保证地道出口风温至少达到+4°C。这样热泵全年都有足够的乏气温度,以达到较好的能效比(C0P3)。

 

 

 

 

7:在门上面的挡梁部位安装过渡风口或者直接在门扇上组合过渡风口。用这种办法可以增加隔声效果。如果对隔声没有特殊要求,则可以在门扇上简单开一个口或者在门扇下方留大约1cm的缝。过渡口的阻力损失不得超过1Pa

 

地道内壁应该光滑,减少摩擦和阻力损失。另外还要考虑管道易清洗。地道也不要采用90°弯头,45°弯头和分叉管易于清洗,而且阻力小很多。地道应有均匀的坡度,使早春和夏季在管壁上形成的凝结水能顺畅流出。凝结水疏水井应便于清洗。

 

七、防冻加热盘管

如未设计地道风,则应在新风热交换器入口处设置防冻加热盘管。其任务是将吸入的新风温度始终保持在-4°C以上,以保证始终有居室湿空气通过的换热器冷端不会被冻住。

 

在被动房上不允许像其他低能耗建筑上经常做的那样,在有上冻危险时停用新风机组。这样做一方面会影响室内空气质量,另一方面恰好在最冷的时节失去了新风加热的功能。如果建筑物是通过新风加热的,那么关掉新风机组后整栋建筑就失去了全部供暖功率。所以应该从根本上杜绝间断性运行方式。

 

必须正确调节好防冻加热盘管的温度性能:在换热器没有上冻危险时预热新风是毫无意义的。所以应该把预热启动阈值精确调节在-4°C。如果认真执行了,那么在中欧气候条件下防冻盘管的能耗非常低,因为它们一年中没有几天工作。

 

所以选择价格低、免维护的电加热盘管比较合适。水力防冻盘管需要采用水和乙醇混合液作为热媒,并需要独立的循环系统。在多住户系统上使用比较经济合理。

 

设计师必须注意的另一个安全回路是排风机故障停机:当排风机故障停机时,就几乎没有热的空气从房间流向热交换器。这样从外面吸入的冷风极有可能将防冻盘管和辅助加热系统严重冷却,以至于爆裂。为此加热盘管应有低温紧急停用保护,它可激发设备报警并同时切断新风机电源。

 

 总结:被动房新风系统设计准则

•被动房舒适度准则:在室外空气温度为-10°C的条件下,进入房间的新风温度最低必须为16.5°C

原因:被动房在外围护结构内没有散热器。为防止出现不舒适的冷风层和灌风效应,必须限制进风温度。

•热回收效率:在质量流量平衡的系统上,在室外温度为-15°C+10°C范围内以及干态乏气温度为21°C时,干空气的热回收效率应大于等于75%

•用电能效准则:在被动房规定的运行工况(设计质量流量)下,新风系统输送单位体积空气流量的电耗不超过0.45W/(m3h)。这相当于设计体积流量为120m3时,电功率最高只有54W

•气密性:新风系统向内和向外泄漏流量不允许超过额定排气流量的3%

彩票app下载 •平衡调节和系统调节性能:

在户外进风或排气侧调节流量平衡;

空气体积流量可分三档调节:55%/80%/100%;

开关处于“关”的状态下待机损失最大为1W

•防噪声:

当量空间吸声面积为4m2时,设备间声压<35dB (A);

居室声压<25dB (A);

功能间(厨卫)声压<30dB (A)

•室内空气清洁度:注意设计足够尺寸的过滤器;

新风过滤器:过滤等级F7;

乏气过滤器:过滤等级至少G4

•防冻:必须采用防冻预热盘管(可以考虑采用电加热)或者地道风预热。新风系统必须在-15°C彩票app下载时也能正常运行。停用风机(哪怕是间断性的)是不允许的。

•防冻系统:热交换器和辅助加热器必须采取防冻措施:紧急停机和报警。

•安全系统:出于安全原因,在被动房居室内使用利用室内空气工作的炉子是很有问题的。对于利用室内空气工作且带有烟囱的炉子或烧木粒炉子,必须注意相关安全技术要求(新风机组和炉子的协调控制)。



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