典型气候区居住建筑新风负荷特点

1 概述

建筑能耗约占国民经济能源消耗总量的30%

。因此，建筑节能是我国实现碳达峰、碳中和的重要途径

。机械通风是控制居住建筑室内环境质量的有效手段。秦翠翠

模拟了广州地区居住建筑在变通风条件下的室内负荷情况，发现机械通风既能提高室内空气质量又有良好的节能效果。新风负荷对建筑负荷水平影响显著

，通过热回收通风装置可减少二氧化碳排放量

。我国不同气候区的新风负荷占建筑负荷的比重存在显著差异，因此分析不同气候区居住建筑新风负荷特点，有助于合理选择节能通风措施

。

本文选取4类气候区中的8座典型城市：严寒地区漠河、哈尔滨、沈阳，寒冷地区北京、太原，夏热冬冷地区上海、重庆，夏热冬暖地区广州。以结构相同的居住建筑为研究对象，模拟计算供暖期、供冷期、过渡期的新风负荷、围护结构负荷，分析各气候区的新风负荷特点。文中的空气温度均指空气干球温度。

2 研究对象

2.1 建筑概况

本文选取4类气候区的8座典型城市进行分析。严寒地区：漠河、哈尔滨、沈阳。寒冷地区：北京、太原。夏热冬冷地区：上海、重庆。夏热冬暖地区：广州。建筑共16层，总建筑面积为7 521.27 m

，每层4户。建筑典型层的平面布置见图1。在DeST软件中建立居住建筑模型。

2.2 参数设定

不同气候区的建筑围护结构传热系数分别满足JGJ 26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》、JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》、JGJ 75—2012《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》规定的限值。建筑围护结构传热系数见表1。窗墙比：北向0.25、南向0.45、东向和西向0.30。

各城市供暖期、供冷期、过渡期的时间范围见表2。

供暖期，室内空气温度设定为20 ℃，室内空气相对湿度设定为30%。供冷期，室内空气温度设定为26 ℃，室内空气相对湿度设定为60%。过渡期，室内空气温度在DeST软件内通过围护结构参数和室外空气参数模拟计算得到，室内空气相对湿度不做要求。GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技术标准》第4.0.2条规定居住建筑主要房间的新风量不应小于30 m

/(h·人)，本文取30 m

/(h·人)。客厅最大人数为3人，主卧最大人数为2人，次卧、书房最大人数均为1人。供暖期、供冷期、过渡期的送风空气参数与室内温湿度设定值相同。室外空气温度、相对湿度由DeST软件调用。

纳入在该院治疗的92例高血压合并糖尿病老年患者。按照随机排列表法划分，观察组与对照组各46例患者。所选92例患者均了解护理目的与方法，自愿加入本次研究，签定相关知情同意书。观察组46例患者中：男 23例，女 23例，年龄范围 54～68岁，平均年龄（61.56±6.48）岁；对照组 46例患者中：男 23例，女 23例，年龄范围 55～69 岁，平均年龄（61.73±7.37）岁。 排除精神障碍者，严重肝脏损害，两组一般情况对比差异无统计学意义（P＞0.05），具体可比性。

新风全热负荷由DeST软件根据新风量、室内外空气比焓差计算，新风显热负荷由DeST软件根据新风量、室内外空气温差计算。围护结构负荷由DeST软件根据围护结构传热面积、围护结构传热系数、室内外温差计算。供暖期、过渡期仅统计室外温度低于16 ℃时的新风负荷，供冷期仅统计室外温度高于26 ℃时的新风负荷。

早期在小型农田水利工程建设中，存在着较明显的盲目与随意性，对当地的具体情况考虑不周，在施工前没有进行系统的分析和详细的论证，随意进行施工建造，导致在工程技术、合理开发以及社会经济效益等方面互相不能兼顾，造成投资浪费。由于没有合理的规划布局，导致一些重复建设的发生，使资源没有得到合理利用，对工期进度造成不利影响，甚至有些水利设施最后成了烂尾工程，花费了大量的资金却不能正常地投入使用，致使工程效益难以发挥。

供暖期，严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区的新风负荷均由显热负荷主导。供冷期，严寒地区的新风负荷中显热负荷与潜热负荷相当，寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区的新风负荷均由潜热负荷主导。在严寒地区，宜选用显热回收通风装置。在其他地区，宜选用全热回收通风装置。

3 模拟结果与分析

各城市新风负荷见表3。由表3可知，供暖期，除不设置供暖期的重庆、广州外，其他城市新风全热负荷与显热负荷接近，前者仅稍高于后者。供冷期，除不设置供冷期的漠河，以及哈尔滨的全热负荷高于显热负荷外，其他城市的新风全热负荷远高于显热负荷。过渡期，各城市的新风显热负荷均比较可观。

从整体上看，全国五年规划(计划)指标的完成率呈上升趋势，且各省完成率的差距随着时间的推移整体缩小(图1)。

各城市围护结构负荷见表4。各城市供暖期、供冷期新风全热负荷与围护结构负荷之比见表5。由表5可知，各城市供暖期新风全热负荷与围护结构负荷之比的范围为0.39～0.57，供冷期新风全热负荷与围护结构负荷之比的范围为0.21～1.49。这说明，各气候区供暖期、供冷期的新风全热负荷均比较可观，重庆、广州供冷期的新风全热负荷甚至超过围护结构负荷。

4 结论

① 供暖期，严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区的新风负荷均由显热负荷主导。供冷期，严寒地区的新风负荷中显热负荷与潜热负荷相当，寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区的新风负荷均由潜热负荷主导。过渡期，各气候区的新风显热负荷均比较可观。在严寒地区，宜选用显热回收通风装置。在其他地区，宜选用全热回收通风装置。

其中，Pij为标准化后的指标值，Xij为样本指标值，为j个指标的均值，Sj为样本数据标准差，n为样本个数，p为原始指标个数．

② 与围护结构负荷相比，各气候区供暖期、供冷期的新风全热负荷均比较可观，重庆、广州供冷期的新风全热负荷甚至超过围护结构负荷。

[1] 江亿. 我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]. 暖通空调，2005(5)：30-40.

[2] 龙惟定，梁浩. 我国城市建筑碳达峰与碳中和路径探讨[J]. 暖通空调，2021(4)：1-17.

[3] 贾敬芝. 近零负荷建筑中相变建筑材料的研究进展[J]. 暖通空调，2021(2)：47-54.

[4] 周辉，董宏，孙立新，等. 居住建筑围护结构热工性能优化设计研究[J]. 建筑科学，2015(10)：105-111.

[5] 秦翠翠. 广州地区住宅通风技术研究(博士学位论文)[D]. 广州：华南理工大学，2013：1-152.

[6] 刘伟，于震，龚红卫. 建筑气密性对近零负荷居住建筑新风系统负荷的影响[J]. 建筑科学，2019(6)：66-72.

[7] 陈方圆，曹阳. 我国三类气候区办公建筑夏季采用新风热回收装置的碳减排量分析[J]. 建筑科学，2013(12)：103-107.

[8] 郁华斌，陈乐浛，高虎翔. 不同气候区住宅新风能耗特点分析及节能措施研究[J]. 建设科技，2021(5)：44-46.