室内空气质量优化分析

高会玲

以武汉蔡甸某展厅为例，以达到室内良好的空气质量为目标，优化空调设计内容，通过合理设置空调室内机的送、回风口及新风口，从而使得室内的气流组织合理均匀。通过办公室、会议室与走廊的超静压排风控制噪声的传播，从而达到声学舒适性。通过重点分析室内各功能区的装修设计与管线布设策略等相关内容，优化机电安装管线综合排布，在确保装修的实用性、美观性得到显著提升的同时,也要充分满足空调、消防等要求。

室内空调设计应该以人为本，以人为本的技术点主要有以下几点：（1）建筑产品和材料的健康影响。（2）可持续的资源利用。（3）清洁水需求和废水量。（4）建筑的灵活性和适应性。（5）热环境舒适度。（6）室内空气质量。（7）声环境舒适度。（8）视觉舒适度。（9）用户控制。（10）室内与室外空间的质量。（11）安全与安保。（12）无障碍。（13）隔声措施。（14）声光污染控制。（15）项目文件的可持续管理。（16）城市规划与项目设计的融合。（17）施工现场/建造过程。（18）用户参与/信息沟通。（19）当地的环境风险评估。（20）项目对社区形象的提升。（21）交通连接。（22）配套设施连接。

本项目基于上述背景进行DGNB认证体系，并分析暖通空调领域在其中的技术应用。重点分析了建筑外围护结构中空调能耗的节能设计、空调系统在控制室内空气品质及控制室内声环境中的应用，以及分析了包括空调系统在内的机电综合管线的BIM优化，为本项目在评审德国DGNB评价体系过程中提供了相应的技术支持。

一、建筑概况

该展厅位于湖北武汉蔡甸区的武汉中德国际产业园，武汉中德国际产业园企业之家位于园区核心区，本次设计参考的标准为德国DGNB评价体系。该展厅在2021年7月正式落成，目前已经投入使用。中德国际产业园展厅位于企业之家一楼，层高6米，该展厅全方位展示了产业园的区域效果平面、国家“十四五”的战略目标和中德产业园区的招商优惠政策。

图1 展厅平面图

二、绿建评价标准

由于该产业园区内有相对多的德资企业，因为该展厅精装修时要求绿建指标对标德国DGNB评价体系标准，DGNB2018/2020中的金级≥65，且聘请了上海某单位机电顾问公司指导设计。

下表为我国的绿色建筑和德国DGNB标准的简要对比：

中国绿建GB/T 50378-2019德国绿建DGNB2018安全耐久 环境质量健康舒适 经济质量生活便利 社会文化和功能质量资源节约 技术质量环境宜居 过程质量提高创新 区域质量

从上表对比情况可以看出我国绿建在评价过程中，主要是评价建筑物在生态方面的可持续性，对生态环境友好和资源友好，尽最大可能地减少资源浪费、从而减少环境污染；德国绿建DGNB设计的内容除了建筑物有可持续方面完整的全生命周期以外，更关注建筑全生命周期质量，不仅有技术还包括的过程及区位方面的质量，从中可以体现出德国建筑的质量，增强了建筑质量对业主和客户在使用过程中的透明度。

该展厅绿建的DGNB认证体现了园区对德企人居环境的重视，也利于“可持续建筑标准”的推广和国际化进程，使产业园区环境适合世界上不同国家和地区的企业入住。我们致力于通过创新型的产品，降低对室内外环境负担的要求，使建筑物能拥有更加完善的社会用途，并通过节能减排为气候保护做出贡献。

三、建筑外围护结构节能设计

建筑的外围护结构形式在建筑供暖空调的冷热负荷计算中占非常大比重。在建筑物围护结构中，通常外维护结构外门窗及屋顶能耗损失是建筑能源消耗的重要组成部分之一。在我国北方地区，对建筑的供暖能耗影响很大的是建筑外窗的传热系数及气密性；而在我国南方地区，对建筑空调的能耗的影响较大的是建筑外窗的综合遮阳系数。

本项目建筑外窗为LOW-E双层玻璃幕墙由6mm低透光反射+12空气+6mm透明玻璃组成，节能环保。它的特点如下：（1）双层中空结构设计，可大大提升隔音效果；（2）辐射降低：LOW-E双层玻璃是在普通玻璃的表面镀膜形成的产品与传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有非常优异的良好的透光性和隔热效果。由于光照直射导致室内温度急剧升温，LOW-E玻璃对中远红外线高反射的特性，在夏季能显著隔绝室外热辐射，从而降低夏季空调冷负荷。

本项目采用外遮阳百叶来降低空调能耗，百叶角度是根据武汉当地太阳高度角来计算确定的，可以保证冬天进入室内较多的日照，夏季进入室内较少的日照。图2展示了外遮阳百叶的两种方式。

图2 外遮阳方式

四、室内空气质量

展厅是产业园区的形象，也是产业服务的第一现场，展厅既要有颜值，又要有舒适度，展厅里的空气质量，是舒适度体现之一，展厅舒适度的好坏直接影响客户的体验和入住需求。

本次展厅设计按照《城市空气质量等级》分级中的一级进行设计，空气质量指数要求为0～50；空气质量需令人满意，达到国家规范（GB3095-2012）的要求。本项目设计过程中为控制室内空气质量达到要求，主要采取的措施有下面几点：（1）房间设置室内空气质量检测，实时监测室内CO2/颗粒物/VOC，温度，湿度，以及设置显示屏，并将数据自动存储；（2）控制室内污染源（绿色环保建材，施工中避免污染已完工的区域和未使用的建材）；（3）合理布置风口，气流组织合理均匀；（4）空气净化（新风需采取净化措施，如室外PM2.5高于50，则需要辅以空气净化器）；（5）建筑内和外部通风敏感地带禁烟。

空调新风系统是保证室内空气质量的一个重要手段，上述措施中的第1、3和4条离不开空调新风系统的合理布置。第一条中CO2气体浓度检测强调的是新风量的实时控制。但是由于设计工况并不是每时每刻的实际运行情况，特别是对于室内人员数量变化比较大的房间（如会议室），这种情况下则需要根据实时的CO2气体浓度控制实时控制送入房间的新风量，显然是有利于节约能源。

本项目设采用CO2气体浓度检测，采用自动检测设备检测，检测仪器为全年365天连续运行，传感器采用多点分散设置与新风机联动，当房间的CO2气体浓度超过限值时，联动开启新风机。同时采用的新风机自带空气净化功能，当室外的空气较差时，可将室外空气中PM2.5、SO2、NO2等有害物质过滤后在引入室内。

武汉为夏热冬冷地区，由建筑的外围护结构（尤其是外窗）传入室内的冷热量较大，因此为形成良好的气流组织，沿窗布置条形送风口，阻断窗附近的冷热气流。工作区是散流器，贴附射流，不会直吹人体，造成不适。

五、超静压排风

设计遵循声学舒适性，建筑内人员在工作、学习或者生活时，不应该受到外界、邻居或者建造技术的噪音影响。通过控制室内声音的混响时间 und ≤0.8或＞0.8，und ≤1.0或 ＞1.0，und ≤1.5。本设计中为满足各主要功能房间声学舒适性，主要采用的措施有以下几点：（1）室内选用吸声材料、控制室内机械设备噪声、限定混响时间。包括：限定围护结构隔声量，门窗系统的隔声性能，隔墙、楼板的隔撞击声，室内电梯、空调、家电、马桶等的噪声，顶面、墙面、地面材料的吸音系数。（2）防止会议室、办公室等主要功能房间之间的声音相互干扰。（3）设置单独的接电话区域（间）。

一套新风系统通常服务于多个房间，尽量减少其中某一个房间的声音通过布置在该房间内的新风口以及相连接的新风管道传递到其他房间，这对于室内声环境是不利的，另外也不利于保持会话的私密性。本项目中主要应用超静压排风来控制噪声的传播，即对应于上述措施中的第2条。

超静压排风是空调新风系统中采用的回风方案，借用了VAV空调系统回风的做法。超静压排风的主要原理为：通过布置在主要功能房间内的消声风管将排风排至走廊吊顶，利用走廊空调回风口做主要功能房间的间接排风口。保证了会议室等主要功能房间的会话私密性，防止声音之间的相互干扰。下图3为超静压排风的设计走道管道布置剖面图：

图3 走道超静音排风管道布置剖面图

六、机电安装管线综合

本项目中吊顶内机电管线非常多，主要有自动喷淋管道、空调冷凝水管道、空调冷媒管、排烟管道、空调新风管道（包括空调排风管道）、强电金属线槽、综合布线桥架（包括消防和非消防系统）。各机电管线在施工图文件中一般是分专业、分系统绘制，缺乏空间的合理分配，不同管线之间经常出现碰撞，导致净高往往难以控制。而其中由于暖通空调的风管尺寸比其他专业的管道尺寸往往较大，因此暖通空调领域的风管排布走向往往成为机电管线优化的重点关注对象。本项目通过BIM技术对各专业管线进综合排布及优化调整，有效控制各管线在走廊和主要功能房间的走向，最大限度控制吊顶下净高。

由于公共走道往往汇集了各专业管线的主要干管、管径较大，因此走道常成为机电管线综合的优化重点区域。经过BIM技术的建模优化，本项目通过调整部分风管的走向（主要为新风系统的管道），减少其在公共走道区域的布置，有效地控制了吊顶下净高，最大限度地减少了由于机电管线冲突而造成的工程返工问题。

七、小结

本文以武汉蔡甸某展厅空调系统为对象，分析了在DGNB认证技术点中暖通空调领域的应用，主要体现在通过建筑外围护结构节能设计降低空调能耗、控制室内空气质量、布置形成良好的气流组织、遵循声学舒适性、优化机电安装管线综合等方面。在遵循DGNB认证体系中的主要技术点外，针对个体项目因地制宜，量身定制适合的解决方案，体现了DGNB认证体系以人为本、创新领域等关键要素。