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摘 要:商业建筑空调系统新风量确定是建筑设计中的难点。本文介绍了新风量确定理论和方法。分析了我国当前商业建筑室内环境与能耗问题,以及新风量确定中的问题。提出了未来新风量确定的建议。
关键词:商业建筑,新风量,室内空气品质,节能
1 引言
近年来,我国经济长期保持高速增长,人民的生活水平日益提高,需求也越来越多,消费频率与日俱增,这导致商业建筑室内人员密度较之以前大幅提升,加之商业建筑自身就是结构复杂、内含的商品种类繁多、装修厚重的一类建筑。以上原因使得当今大多商业建筑室内环境问题和运行能耗问题十分突出。
空调系统的新风量是决定室内环境品质的最主要因素,同时也是建筑运行能耗的重要组成部分。有资料显示,大型公共建筑中,空调耗电量约占50%以上,而仅处理新风耗能就占空调耗能的25%~30%[1-2]。然而,商业建筑的空调系统新风量的确定一直是建筑领域的难点,所以,笔者将在本文论述新风量确定的理论基础和新风量确定方法。
2 当前新风量确定理论
传统新风确定理论,Yaglou等人以实验为基础,对正常条件下人员占有体积、空气处理过程、个人卫生、室内空气品质、室内二氧化碳浓度水平与室内人体散发氣味强度和人员新风量指标之间的关系进行了深入研究。实验分别在冬季和夏季进行,对象包括成人和儿童,其研究成果可以推广应用到学校教室、办公室、住宅等场所的新风量确定中[3]。
Jokl以分贝(decibel)的概念为基础,对人所感受的气味强度进行量化,并以CO2和TVOC浓度指标为研究对象,通过建立气味强度与CO2和TVOC浓度指标的关系,再结合气味强度与人员不满意率之间的关系,得到特定人员不满意率下的CO2和TVOC浓度限值,然后,基于此指标分别确定人员新风量指标和单位建筑面积新风量指标[4]。
建筑领域长期以来以Yaglou理论为基础,认为人是民用建筑的主要污染源,它基本规定了新风量的下限。Jokl的理论兼顾人员污染和建筑污染,是当今各国广泛应用的新风确定理论基础,但它也仅限于CO2和TVOC浓度,也存在一定局限性。未来我国应当建立更全面的新风确定理论。
3 当前我国商业建筑新风量确定方式
现今我国商业建筑新风量的确定基本是以人的感知为基础,最主要是针对CO2浓度控制而确定的,即以稀释人员产生的污染为核心作用。首先,确定所设计建筑中人员数量,然后,确定每人所需最小新风量,最终,通过校核计算确定建筑空间的新风量。然而,商业建筑中人员流动性强,各区域功能迥异,无法较为精确的确定各分区所需新风量。所以,目前我国商业建筑新风量确定基本依照《公共建筑节能设计标准》GB50189中各类型建筑中的人均占有的使用面积指标确定人员密度,部分如表1所示。
商场人员密度确定之后,同样再由《公共建筑节能设计标准》GB50189中的设计新风量确定各区域新风量,部分如表2所示。
当一套空调系统负担多个区域时,系统新风量还需按下列公式校核:
Y=X/(1+X-Z);Y=Vot/Vst;X=Von/Vst;Z= Voc/Vsc
式中:Y——修正后的系统新风量在送风量中的比例;Vot——修正后的总新风量(m3/h);Vst——总送风量,即系统中所有房间送风量之和(m3/h);X——未修正的系统新风量在送风量中的比例;Von——系统中所有房间的新风量之和(m3/h);Z——需求最大的房间的新风比;Voc——需求最大的房间的新风量(m3/h);Vsc——需求最大的房间的送风量(m3/h)。
5 总结与展望
如今,环境和能源问题已经引起我们广泛的注意,然而,建筑室内环境和建筑能耗问题更加严重。基于商业建筑空调系统的现状,在对空调新风系统进行设计和运行控制时,应着重注意以下两点问题:
(1)关于商业建筑空调新风量的确定,不能简单的由人的感知能力出发来确定,应该综合考虑室内有害物质的排放量和人员需求,确定最小新风量。商场内各区域的功能差别大,应分别按其特点确定新风量,对于功能相近的大空间区域,应单独设置空调系统。
(2)如今自动控制技术愈发成熟,应把自控技术更充分的与空调系统相结合,在以CO2为新风量控制指标的基础上,增加更多的参数来反映室内有害物质的排放情况。在保证良好的室内空气品质的同时,应更加合理的使用能源,减少不必要的新风耗能。
本文详细论述了商业建筑新风量的计算与控制等问题。未来商业建筑新风量的确定必将朝着更加全面和精密的方向发展。希望本文能够对商业建筑空调系统的发展起到一定的启发与参考的作用。
参考文献
[1] 周宏峰.大型公共建筑空调系统节能运行若干问题[硕士学位论文].2008.
[2] 陆亚俊,马最良,邹平华.暖通空调(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3] Yaglou C P, Riley E C, Coggins D I. Ventilation requirements[G] // ASHVE Trans, 1936, 42(1): 133-162.
[4] Jokl M V. Evaluation of indoor air quality using the decibel concept based on carbon dioxide and TVOC[J], Building and Environment, 2000, 35(8): 677-697.
作者简介:
李奎波,男,沈阳建筑大学,硕士研究生,主要从事新能源开发、节能技术和空调自动控制方面的研究。
方永强,男,中国建筑东北设计研究院有限公司,毕业于沈阳建筑大学,主要从事严寒居住区太阳能与常规能源联合供暖的规划研究。
关键词:商业建筑,新风量,室内空气品质,节能
1 引言
近年来,我国经济长期保持高速增长,人民的生活水平日益提高,需求也越来越多,消费频率与日俱增,这导致商业建筑室内人员密度较之以前大幅提升,加之商业建筑自身就是结构复杂、内含的商品种类繁多、装修厚重的一类建筑。以上原因使得当今大多商业建筑室内环境问题和运行能耗问题十分突出。
空调系统的新风量是决定室内环境品质的最主要因素,同时也是建筑运行能耗的重要组成部分。有资料显示,大型公共建筑中,空调耗电量约占50%以上,而仅处理新风耗能就占空调耗能的25%~30%[1-2]。然而,商业建筑的空调系统新风量的确定一直是建筑领域的难点,所以,笔者将在本文论述新风量确定的理论基础和新风量确定方法。
2 当前新风量确定理论
传统新风确定理论,Yaglou等人以实验为基础,对正常条件下人员占有体积、空气处理过程、个人卫生、室内空气品质、室内二氧化碳浓度水平与室内人体散发氣味强度和人员新风量指标之间的关系进行了深入研究。实验分别在冬季和夏季进行,对象包括成人和儿童,其研究成果可以推广应用到学校教室、办公室、住宅等场所的新风量确定中[3]。
Jokl以分贝(decibel)的概念为基础,对人所感受的气味强度进行量化,并以CO2和TVOC浓度指标为研究对象,通过建立气味强度与CO2和TVOC浓度指标的关系,再结合气味强度与人员不满意率之间的关系,得到特定人员不满意率下的CO2和TVOC浓度限值,然后,基于此指标分别确定人员新风量指标和单位建筑面积新风量指标[4]。
建筑领域长期以来以Yaglou理论为基础,认为人是民用建筑的主要污染源,它基本规定了新风量的下限。Jokl的理论兼顾人员污染和建筑污染,是当今各国广泛应用的新风确定理论基础,但它也仅限于CO2和TVOC浓度,也存在一定局限性。未来我国应当建立更全面的新风确定理论。
3 当前我国商业建筑新风量确定方式
现今我国商业建筑新风量的确定基本是以人的感知为基础,最主要是针对CO2浓度控制而确定的,即以稀释人员产生的污染为核心作用。首先,确定所设计建筑中人员数量,然后,确定每人所需最小新风量,最终,通过校核计算确定建筑空间的新风量。然而,商业建筑中人员流动性强,各区域功能迥异,无法较为精确的确定各分区所需新风量。所以,目前我国商业建筑新风量确定基本依照《公共建筑节能设计标准》GB50189中各类型建筑中的人均占有的使用面积指标确定人员密度,部分如表1所示。
商场人员密度确定之后,同样再由《公共建筑节能设计标准》GB50189中的设计新风量确定各区域新风量,部分如表2所示。
当一套空调系统负担多个区域时,系统新风量还需按下列公式校核:
Y=X/(1+X-Z);Y=Vot/Vst;X=Von/Vst;Z= Voc/Vsc
式中:Y——修正后的系统新风量在送风量中的比例;Vot——修正后的总新风量(m3/h);Vst——总送风量,即系统中所有房间送风量之和(m3/h);X——未修正的系统新风量在送风量中的比例;Von——系统中所有房间的新风量之和(m3/h);Z——需求最大的房间的新风比;Voc——需求最大的房间的新风量(m3/h);Vsc——需求最大的房间的送风量(m3/h)。
5 总结与展望
如今,环境和能源问题已经引起我们广泛的注意,然而,建筑室内环境和建筑能耗问题更加严重。基于商业建筑空调系统的现状,在对空调新风系统进行设计和运行控制时,应着重注意以下两点问题:
(1)关于商业建筑空调新风量的确定,不能简单的由人的感知能力出发来确定,应该综合考虑室内有害物质的排放量和人员需求,确定最小新风量。商场内各区域的功能差别大,应分别按其特点确定新风量,对于功能相近的大空间区域,应单独设置空调系统。
(2)如今自动控制技术愈发成熟,应把自控技术更充分的与空调系统相结合,在以CO2为新风量控制指标的基础上,增加更多的参数来反映室内有害物质的排放情况。在保证良好的室内空气品质的同时,应更加合理的使用能源,减少不必要的新风耗能。
本文详细论述了商业建筑新风量的计算与控制等问题。未来商业建筑新风量的确定必将朝着更加全面和精密的方向发展。希望本文能够对商业建筑空调系统的发展起到一定的启发与参考的作用。
参考文献
[1] 周宏峰.大型公共建筑空调系统节能运行若干问题[硕士学位论文].2008.
[2] 陆亚俊,马最良,邹平华.暖通空调(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[3] Yaglou C P, Riley E C, Coggins D I. Ventilation requirements[G] // ASHVE Trans, 1936, 42(1): 133-162.
[4] Jokl M V. Evaluation of indoor air quality using the decibel concept based on carbon dioxide and TVOC[J], Building and Environment, 2000, 35(8): 677-697.
作者简介:
李奎波,男,沈阳建筑大学,硕士研究生,主要从事新能源开发、节能技术和空调自动控制方面的研究。
方永强,男,中国建筑东北设计研究院有限公司,毕业于沈阳建筑大学,主要从事严寒居住区太阳能与常规能源联合供暖的规划研究。