可持续住宅建筑发展中新风系统的思考

魏本钢

【摘要】可持续住宅建筑室内健康是居住者和建筑开发者一直关注的重点，室内污染物种类繁多。新风系统作为空气净化及处理的有效措施，在越来越多住宅项目中得到应用。本文分析新风系统在各类可持续建筑中的相关指标要求，并总结合适国内住宅应用的对应指标。

【关键词】可持续建筑;住宅;新风系统

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

1、引言

可持续建筑是建筑行业向“低碳、环保”迈进的一种建筑形式。促进建筑可持续实践是追求建筑、能源、人的社会和环境绩效。可持续建筑概念并非为一个新概念，早在90年代即被提出，随着建筑行业的不断发展，可持续建筑的类型也被不断扩充。如最初的节能建筑，不断发展更新的绿色建筑，创新性的健康建筑和超低能耗建筑，以及国际较为认可的能源与环境设计先锋（LEED）建筑，在“碳达峰”、“碳中和”的背景之下，建筑可持续发展是每个建筑从方案之初都需要考虑的。

随着疫情爆发和不断反复，可持续住宅建筑的空气质量如何保证成为被提及频率最高也最迫切需要解决的问题。建筑室外PM2.5、PM10浓度一直未得到良好的改善，室内由于现代生活购房、置换频率越来越高，家具、家装产生的甲醛、苯等散发问题也一直存在，室内空气质量是现代建筑需要攻克的一大难题。

住宅新风系统是解决室内空气质量问题的有效途径，随着人们对于亲近自然的需求不断提高，加之住宅产业推进精装交付，共同推进了新风系统一体化建设，本文选取四种可持续建筑，对各可持续建筑标准中新风系统各项指标进行分析，总结出适合中国现阶段可持续住宅建筑的新风指标。

2、可持续建筑体系

绿色建筑指的是，在全寿命周期内，节约资源、保护环境、减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，最大限度的实现人与自然和谐共生的高质量建筑[1]。绿色建筑为我国在世界各国不断推进绿色建筑发展以及评价标准更新迭代的基础上，汲取国外经验并结合国内建筑发展现状提出的概念，整合为含“安全耐久”、“健康舒适”、“生活便利”、“资源节约”、“环境宜居”等指标的建筑体系。

LEED V4.1 for residential认证[2]（以下简称“LEED住宅标准”）是USGBC在2019年发布的新版LEEDv4.1认证标准体系的一部分，整合了LEED BD+C及LEED Home，保留欧美常见独户HOUSE建筑类型，并增加亚洲地区常见的多用户高层商品住宅类型的评价体系。含有“整合过程”“选址与交通”“可持续场址”“用水效率”“能源与大气”“材料与资源”“室内环境质量”等指标。

健康建筑为在满足建筑功能的基础上，为建筑使用者提供更加健康的环境、设施和服务，促进建筑使用者身心健康、实现健康性能提升的建筑[3]。健康建筑将建筑功能性-居住属性进行细化，针对建筑室内人员接触的各项指标提出要求，建设健康、舒适的居住环境，主要包含“空气”“水”“舒适”“健身”“人文”“服务”等指标。

超低能耗建筑為适应气候特征与场地条件，通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑供暖、空调、照明需求，通过主动技术措施最大幅度提高能源设备与系统效率，充分利用可再生能源，以最少的能源消耗提供舒适室内环境，且其室内环境参数和能效指标符合性能需求的建筑[4]。超低能耗建筑是全球能源紧缺的大背景之下催生出来的一种建筑形式，旨在通过围护结构和高性能的设备相结合，追求最低的能耗营造舒适、高效的室内环境，主要包含“高性能保温及门窗”“无热桥设计”“建筑气密性”“遮阳设计”“高效新风热回收”“辅助供暖供冷系统”“卫生间和厨房通风”“照明与计量”等设计指标。

3、新风系统指标

新风系统在住宅中的应用与舒适、健康、节能三项指标相关，现阶段国内新风系统主要与供暖空调冷热源系统分开设置，风系统不作为冷热源的媒介，能耗主要受围护结构以及供暖空调设备性能影响，故本次分析重点研究可持续住宅建筑新风系统的舒适和健康属性。

可持续住宅建筑新风系统舒适性主要为室内热舒适以及噪声两部分。

可持续建筑室内热舒适是建筑居住舒适性的重要组成部分，舒适的居住感受可提高居家愉悦度以及休息效率。（表1）

由国内及国际学者们的研究可知，热舒适与室内人员活动、衣着等均有相关性，简单的通过温度及湿度来评价热舒适是不准确的，通过热舒适评价指标PMV及PPD两个指标来评价室内热舒适是更为有效、更契合实际的评价方法。超低能耗建筑属于起步较晚的可持续建筑形式，考虑到以超低能耗作为设计目标，故未提出较高的热舒适指标要求，在实际项目中，新风系统对室内热湿环境的影响主要为新风的温湿度，常规住宅建筑中供暖空调设备与新风系统为独立两套系统，故设计新风系统末端时，尤其冬季室外温度低，为吹冷风的工况，应进行室内新风末端进行模拟，确保末端送风至人员活动区域后温湿度已达到热舒适要求，避免吹风感引起的局部不舒适。

室内噪声容易导致居住者消极情绪，如忧虑、愤怒、疲劳等，影响室内人员心理健康、认知水平，并且降低思维的灵敏度，影响住宅修养、缓解疲劳的休憩属性;过高的噪声影响居住者的语言交流、娱乐的生活属性。住宅内部功能不同，用途不同以及人的不同行为，对声环境的要求水平是不同的，卧室对声环境要求最高，连续噪声会打断深度睡眠，迫使进去浅睡眠状态，且突发的噪声会使人惊醒，达不到休息的效果。（表2）

由上述分析可知，室内声环境是可持续住宅建筑中关注度很高的一项指标，由各类可持续建筑的声环境指标要求可知，国内对室内声环境主要考虑的是室内综合背景噪声，为设备噪声和室外噪声影响下的综合噪声，室内噪声的综合计算公式如下。

而LEED建筑参考的是国际ASHRAE标准，对设备噪声要求相对较高，且评价需对各倍频进行分析，一方面从设备选型之初即将设备的噪声结合整个室内环境进行分析，可以确保设备不会成为室内噪声源，不过高设备要求即高成本投入的要求，在国内不推荐追求过于低噪声而造成的资源浪费，利用综合室内及室外噪声分析的方法是更适合国内住宅新风系统的，更有利于国内新风系统在可持续建筑中的发展。

建筑健康类指标主要分为新风量，以及新风过滤等级。

前文以提及，新风在国内受关注度一直不高，主要原因是国内生活习惯导致，随着现代社会发展、生活水平的提高、健康意识的觉醒，加之室外环境不甚乐观导致疾病现象不断发生，住宅建筑室内新风系统已经作为改善室内健康环境的一大重要手段。（表3）

由上述分析可知，在新风量要求上，绿色建筑和超低能耗建筑新风量指标相近;健康建筑新风量参考绿色建筑，并提出了智能控制的要求;值得一提的是，常规可持续建筑在新风量指标上设置最低新风量，而LEED建筑对新风量指标进行了提升，在标准基础上提高30%，可见新风量在可持续建筑内部的影响因子正在不断提高。新风联动控制不仅可以提高室内居住舒适感受，而且有效减少无人或少人居住下的新风能耗，可作为可持续建筑新风系统的控制方式。新风量增加这项指标在需要结合具体项目，从成本、层高、室内环境等角度分析，确定是否需要采用。

常見的室内污染物分为两类，一类是空气中悬浮颗粒物，为人熟知的是PM2.5和PM10，是常见的呼吸道疾病的主要感染源，另一类是挥发性有机物，在新装修或者新购家具的建筑中较为常见，新风系统除了满足室内人员新风量的要求，另一个主要功能即为带走室内污染物，通过新鲜、纯净的空气净化室内污染物。（表4）

有上述分析可知，可持续建筑中室内污染物是各建筑关注的重点问题，可持续建筑中对室内污染物控制分为两类，一类为对设备提出要求，一类为对过滤结果（即室内污染物浓度明确要求）。另前节新风量分析可知，住宅建筑内部人员少，人员密度不高，故风量避免采用过高，过滤器不宜设置高阻力型过滤器。实际项目中应结合项目场地室外空气质量选择中效过滤器，并考虑结合前置预处理或室内设置空气净化器组合使用，保证室内的空气质量。

4、结论与展望

可持续住宅建筑中新风系统承担了空气质量优化的主要作用，在部分经济较为发达地区，如江苏，已经在新的住宅规范中明确了住宅需要进行新风系统设计的要求，说明新风系统即将成为住宅建筑的基本配置要求。经过本次分析可知，各项可持续建筑对于新风舒适度以及新风量要求较为一致，在设备噪声、新风控制以及新风净化在方向相对有一点差异性，主要是由于各类可持续住宅侧重方向不一致。如健康建筑突出空气净化的要求，而LEED住宅建筑更突出创新与提高。考虑到国内住宅新风系统属于刚起步阶段，新风系统应在实际项目不断完善，不断总结，促进可持续住宅建筑发展。

虽然新风量越大，室内越接近自然，人员舒适、健康、愉悦感越高，不过，新风量越大即表征能耗越大、新风机越大、新风管尺寸越大，对节能减碳、居住空间、净高感受等均有不利影响，故在设计中需要平衡新风量与能耗和设备尺寸的关系。

参考文献：

[1]GB/T50378-2019.绿色建筑评价标准[S].

[2]美国绿色建筑委员会.LEED V4.1 residential BD+C[S].

[3]中国建筑科学研究院.中国城市科学研究会.中国建筑设计院有限公司.T/ASC02-2016《健康建筑评价标准》[S].北京：中国建筑工业出版社，2016：4.

[4]住房城乡建设部.被动式超低能耗绿色建筑技术导则（试行）.