PHI被動房的新風系統(tǒng)設計

    在審查被動房新風系統(tǒng)的詳細設計時，質量保證的首要任務是及時發(fā)現(xiàn)可能會影響居住舒適度的設計錯誤。
   這里首先是隔聲。只有采用功能良好和聽不到噪聲的新風系統(tǒng)才能被住戶廣泛接受。應努力將噪聲控制在25dB (A)以下，即不超出標準規(guī)定的極限值。重要的是，設計師如果忘了設計消聲器或者尺寸設計不夠，那么由于體積問題以后幾乎無法補救或者補救的代價非常高。
   通過高效換熱器將室外新風加熱到始終高于16°C，以盡量減少冷風現(xiàn)象。對此有懷疑時應該予以審核。特別要注意不能直接吹到人員活動區(qū)域。也就是說，新風口不能位于15?200cm的髙度上。天花板位置的風口只允許采用遠程噴嘴或旋流噴嘴形式，見圖5。采用這種噴嘴可以避免長的風管和減少阻力損失。除了這些保證用戶舒適度的主要任務外，在詳細設計中也要注意能效，詳述如下。

一、中央新風系統(tǒng)
   應選擇熱效率高、風機功率消耗低的中央新風機組。在被動房上，目前主要采用高效對流換熱器和電子整流式直流風機。
   除了對中央新風機組的這些要求外，還有其他的考核準則，例如防噪聲和防凍。被動房研究所對被動房新風機組提出的準則附在本文最后的“被動房新風系統(tǒng)設計準則”里。
   檢驗新風機組的熱效率不能采用德國建筑技術研究所規(guī)定的實驗室測量數(shù)據(jù)。這類實驗室測試數(shù)據(jù)不是在被動房實際運行條件下，根據(jù)平衡后的進出氣流體積流量測量的。在被動房產品認證范圍內，應該按照上述準則，在接近實際運行工況下測試。如果沒有按此準則獲得的測試數(shù)據(jù)，則按德國建筑技術研究所方法獲得的測量值必須乘以12%后再錄入PHPP進行計算。



圖1：以熱泵緊湊式機組為例，熱回收新風機組示意圖。小型熱泵用于制備熱水和新風輔助加熱。當然根據(jù)能源方案也可以采用其他熱源



圖2：必須定期更換新風機組的過濾器

二、過濾器
   過濾器的主要任務是保持新風管網的清潔，因為清掃管網盡管技術上是可行的，但費用很高。按DIN EN 779確定過濾效率。詳細設計階段的質量保證主要是審核新風過濾器的安裝位置以及它們的過濾等級。應該盡可能采用防凍的F7過濾器，F(xiàn)8更好。過濾器前面的管道布置應便于檢查和清潔。由于過濾器需要定期檢查和更換，必須審核它們是否容易接近。這項原則同樣適用于乏氣過濾器，它們至少應該達到G4級。
   過濾面積應該盡可能大，以減少大約一年運行時間內的阻力損失。某些出廠時已經安裝好的過濾器往往太小。所以建議采用過濾面積盡可能大的獨立過濾器。在選擇室外新風入口過濾器的尺寸時，應該注意本地空氣的粉塵濃度。粉塵濃度高，過濾器使用壽命就短。

三、室外新風入口和乏氣出口
   在室外新風入口和乏氣出口位置選擇上常見的錯誤是兩者沒有足夠的分隔距離。所以，詳細設計質量保證的任務就是及時提醒注意，因為后期改動的工作量非常大。尤其在多層居住建筑上應該特別留意，因為鄰居的一點點串味就會被認為是非常大的干擾。乏氣出口應盡量和新風入口分開。圖3所示該項目在這一點做得特別好。它們分別把乏氣出口裝在了戶門上部。住戶通過外置樓梯間上樓，乏氣排氣管段伸到樓梯間外側，從而基本上排除了兩個居住單元之間串味的可能，而戶外新風入口也得到了防雨保護。
   在采購進出風口的百葉擋板和金屬絲網時應該要求選擇盡可能大的百葉間距或網孔，以防阻力損失太大和格柵上凍。如果像圖3那樣新風入口得到遮蔽，就可以防止格柵上凍。晴朗的冬夜特別容易發(fā)生這種情況。



圖3：在奧地利CEPHEUS-Kuchl項目上的戶外新風入口和乏氣出口。在防火技術要求方面，需要與主管部門協(xié)商確定戶外新風入口與相鄰窗戶的距離

四、管網和防噪聲
   在新風管網和中央新風機組之間一定要設置消聲器。如果在戶外新風入口或乏氣出口附近有交通道路（如林蔭小道），那么也應在乏氣管道上安裝消聲器。為了保護鄰居免受新風機組噪聲干擾，建議始終考慮在乏氣管道上安裝消聲器。
   根據(jù)居室之間的防噪聲要求，也必須限制管道傳聲。這里可以使用聚四氟乙烯消聲器。進風房間（臥室和起居室）的設備聲壓不得超過25dB (A)。經驗表明，DIN4109允許的新風機組噪聲極限值仍然被認為是有干擾的。
   在新風管道走向的詳細設計中，應該特別注意檢查是否實現(xiàn)了盡可能簡單的管道走向。因為戶外新風過濾器以及可能存在的地道所增加的阻力損失會作用到戶外和室內送風管段上。



圖4：扁風道可以安裝在地坪構造層內或吊頂內以節(jié)約空間。但是要注意，管網不能太長，以減少阻力損失

和新風管網一樣，在主機和乏氣管道之間也必須安裝消聲器。對功能間（廚衛(wèi)）的噪聲防護一般比對新風房間（臥室和起居室）的低一些，所以聚四氟乙烯消聲器可以設計得小一些，但排氣和過渡區(qū)的噪聲不得超過30dB (A)。

五、送風口、排風口和過渡區(qū)風口
   在選擇、布置和設計進出風閥門時應給予特別關注，以防止產生穿堂風效應、短路和噪聲。在質量保證范圍內，應該在這方面對施工圖進行詳細審查。
   原則上按射流組織形式區(qū)分閥門種類。氣流直接進入房間的稱為自由射流。如果擋板導向使風沿著墻面走的，稱為半射流或墻面射流。前者在遠程噴嘴上出現(xiàn)，后者在盤式閥門上出現(xiàn)。在新近建設的許多被動房項目上，遠程噴嘴使用效果很好，因為這種噴嘴只要很短的進風管道。自由射流部分承擔了風道的功能。
   根據(jù)具體要求，過渡口有不同的施工方式。最簡單的做法是加大門扇下方的間隙。從噪聲角度門縫最高允許1.5cm。但應注意業(yè)主可能會有很高的防噪聲要求。增加門縫的做法容易存在被滑動的地毯擋住的危險。另外門縫也會透光。
   更好的辦法是在上門框和擋梁之間留一個有遮擋的縫。最新產品是在門扇內組合一個過渡槽，見圖7。浴室門上一般采用通風百葉。但應注意避免在腳部區(qū)域出現(xiàn)吹風現(xiàn)象。



圖5：遠程噴嘴（左）可以安裝在門上面的墻上，而不會與門上的過渡風口發(fā)生短路。也有安裝在天花板上的閥門（右）


圖6：消聲器和新風系統(tǒng)的其他部件。應該用蓋子保護以防止臟物進入消聲器。只要工地上還有揚塵，安裝好的管段也應該采取防護措施

六、地熱換熱器
   地熱換熱器不是被動房必備的建筑構件。但它對防止板式換熱器霜凍很有幫助。在質量保證中應該檢驗地熱換熱器的尺寸是否可以在設計工況下將新風熱交換器的進風溫度至少提高到-4°C，以便確實起到防凍作用。
   采用緊湊式熱泵機組時，推薦采用地道風或者地熱換熱器。地道尺寸設計最好保證地道出口風溫至少達到+4°C。這樣熱泵全年都有足夠的乏氣溫度，以達到較好的能效比（C0P＞3）。




圖7：在門上面的擋梁部位安裝過渡風口或者直接在門扇上組合過渡風口。用這種辦法可以增加隔聲效果。如果對隔聲沒有特殊要求，則可以在門扇上簡單開一個口或者在門扇下方留大約1cm的縫。過渡口的阻力損失不得超過1Pa

   地道內壁應該光滑，減少摩擦和阻力損失。另外還要考慮管道易清洗。地道也不要采用90°彎頭，45°彎頭和分叉管易于清洗，而且阻力小很多。地道應有均勻的坡度，使早春和夏季在管壁上形成的凝結水能順暢流出。凝結水疏水井應便于清洗。

七、防凍加熱盤管
   如未設計地道風，則應在新風熱交換器入口處設置防凍加熱盤管。其任務是將吸入的新風溫度始終保持在-4°C以上，以保證始終有居室濕空氣通過的換熱器冷端不會被凍住。
    在被動房上不允許像其他低能耗建筑上經常做的那樣，在有上凍危險時停用新風機組。這樣做一方面會影響室內空氣質量，另一方面恰好在最冷的時節(jié)失去了新風加熱的功能。如果建筑物是通過新風加熱的，那么關掉新風機組后整棟建筑就失去了全部供暖功率。所以應該從根本上杜絕間斷性運行方式。
   必須正確調節(jié)好防凍加熱盤管的溫度性能：在換熱器沒有上凍危險時預熱新風是毫無意義的。所以應該把預熱啟動閾值精確調節(jié)在-4°C。如果認真執(zhí)行了，那么在中歐氣候條件下防凍盤管的能耗非常低，因為它們一年中沒有幾天工作。
   所以選擇價格低、免維護的電加熱盤管比較合適。水力防凍盤管需要采用水和乙醇混合液作為熱媒，并需要獨立的循環(huán)系統(tǒng)。在多住戶系統(tǒng)上使用比較經濟合理。
   設計師必須注意的另一個安全回路是排風機故障停機：當排風機故障停機時，就幾乎沒有熱的空氣從房間流向熱交換器。這樣從外面吸入的冷風極有可能將防凍盤管和輔助加熱系統(tǒng)嚴重冷卻，以至于爆裂。為此加熱盤管應有低溫緊急停用保護，它可激發(fā)設備報警并同時切斷新風機電源。