低能耗高舒适度健康住宅

DeST能耗模拟分析--冷热负荷及能耗
统计项目 建筑面积 建筑负荷统计 全年最大热负荷 全年最大冷负荷 全年累计热负荷 全年累计冷负荷 季节负荷指标 采暖季热负荷指标 空调季冷负荷指标
单位 ㎡
kW kW kW·h kW·h
W/㎡ W/㎡
基础建筑 633.39
133.33 111.74 62794.46 5093.14
8.75
第四步（未来） 民用建筑节能 75%
6.25（= 4升油）
大连市建筑节能的主要指标值
基础值 （80-81）
节能30%
采暖耗煤量指标 qc(㎏/㎡) 26.2
18.3
建筑物耗热量指标 qH(W/㎡)
31.7
采暖耗电量指标 qe(KW·h/㎡)
100
25.6
80
节能50%
13.1
20.8
65
节能65%
全国每年由室内空气污染引起的死亡人数已经超过10万，每 天大约300人，与每天因车祸死亡的人数相当。
北京儿童医院的一项调查显示，到医院就诊的白血病患儿90 ％家里半年内曾经装修过，医学研究已经证实，装修材料中 的苯及其他气体会诱发白血病。
欧洲住宅通风现状及趋势
户型 别墅 公寓
通风方式 自然通风 机械通风 自然通风 机械通风
功能段
热回收式新风系统的节能潜力
美国能源部（Dept of Energy）推广的最佳15种节能技术 （空气热回收技术节能潜力居第二位，其投资回收年限约在2年左右）
热回收式新风系统的节能潜力
热回收式新风系统与传统通风比较
自然通风：
过渡季节使用，在冬季或夏季空调费用提高，不能作为长久的方法。
安装排风扇：
低能耗高舒适度健康住宅
Brand New L度的概念 3、我国住宅建筑节能战略及远景 4、节能和满足舒适度之间的矛盾 5、低能耗的实现途径 6、低能耗高舒适度健康住宅的构成 7、结束语
低能耗的概念
国内：建筑节能率达到80%以上。 从节流方面考虑
板翅式换热器
板翅式换热器属于一种空气-空气直接交换式的换 热器，它不需要通过中间媒质进行换热，也没有 转动系统。靠隔板两侧两股气流存在温差和水蒸 气分压力差，进行能量的回收。
板翅换热器分显热型和全热型：
❖ 显热换热器的隔板是非透过性的、具有良好导热特性的材 料，一般多为铝质材料;
❖ 全热交换器是一种透过型的空气-空气热交换器，其间隔板 是由经过处理的、具有较好传热透湿特性的材料构成。
瞬间排风大，无法持续排出室内有害气体，使用寿命短，噪音大，能耗大。
空气净化设备：
没有新风，依靠过滤网滤除灰尘粒子，但无法去除其它有害气体 随着时间的增加，处理能力下降。
带部分新风的空调：
由于能耗原因，不能足量送入新风，不可以代理室内通风。
热回收式新风系统：
能够持续稳定地给室内提供新鲜空气，保证室内空气品质，并且 利用余热回收装置回收排风能量，降低建筑能耗。
通风能耗已经成为建筑的最大能耗，所以建筑要想实现 低能耗必须降低通风能耗。
节能和满足舒适度之间的矛盾
为了降低建筑能耗，必须提高建筑物的气密性和热 绝缘性，降低室内新风量；
建筑变得越来越密闭，室内空气质量下降，要达到 高舒适度要求必须增加室内新风量。
无论是节能还是满足舒适度都要解决通风问题；但在 现在的建筑中它们是矛盾的，要使节能和满足舒适度达到 统一，必须在建筑中引入建筑新术技。
室内空气品质现状
新风品质下降：由于室外大气环境的恶化，由新风吸入口或 门窗等进入大量的污染物；
新风量不足：出于节能的目的建筑变得越来越密闭，又没有 很好的引入新鲜空气，导致所需新风量不能满足室内卫生要 求；
室内污染严重：调查发现，室内污染物包括化学、物理、生 物、放射性物质四大类50多种，其中，甲醛、苯以及其它有 机挥发物超标20～40倍；
30.5 3.09
节能75%建筑 633.39
50.25 73.20 17360.17 1441.12
9.07 1.11
DeST能耗模拟分析--设备负荷、能耗比较
采暖负荷
制冷
采暖、空调设备负荷
保温前
保温后
133.33kW 111.74kW
50.25kW 73.20kW
采暖、空调能耗
保温前
保温后
采暖耗电量 62794kW·h 17360kW·h
1 2 3 4
墙体构造图
墙体传热系数(W/m2.K)
外墙保温方案----保温层厚度
1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
0
EPS XPS PU
65mm 85mm 120mm
20 40 60 80 100 120 140 160
保 温层厚度(mm)
K=0.35
外窗保温方案
K≤2.0W/（m2·K）
国外：对可再生能源利用达60%以上。 节流与开源并重
高舒适度的概念
➢温度 ➢湿度 ➢采光 ➢空气质量
满足ISO7730国际标准
温度：冬季满足20摄氏度以上，夏季满足26摄氏度以下； 湿度：设计相对湿度设计值为40～60％之间； 空气质量：最小人均新风量30m3/h； 辐射温度：也就是要控制房屋内墙面、玻璃内表面和地面 的温度与室内空气温度的温差不超过3～4℃。
热回收式新风系统解决舒适度与能耗的矛盾：
持续为室内提供新鲜空气 回收排风能量，降低建筑能耗 对室内空气进行湿度调节
应用范围更广 能耗更低 室内舒适度更高
XeteX公司介绍
1960年成立，1984开始生产热回收式换热器和换热系统，生 产基地设在美国威斯康新州的LaCrosse；
能够生产各种空气处理设备，如热回收式通风设备、空气加 湿除湿设备、空气加热制冷设备以及空气除尘净化设备。
XeteX板翅式换热器的结构特点
挤出成型的铝间隔 保护间隔面不被破坏
开放的空气流 道消除空气污染 防止霜冻
利用热粘合剂粘接 换热器板非常坚固
无缝供气流道 消除渗漏
板和间隔可独立选择
我国住宅建筑节能战略及远景
步骤
节能目标（采暖）
煤的消耗(kg/m2.y)
1980-1981
基准（普通设计，煤消耗100%） 25
第一步（1987） 民用建筑节能 30%（JGJ 26-87） 17.5
第二步（1995） 民用建筑节能 50%（JGJ 26-95） 12.5（= 8升油）
第三步（2004） 民用建筑节能 65%
节能75%对地面传热系数的要求是： ❖ 周边地面K≤0.3W/(m2·K) ❖ 非周边地面K≤0.3W/(m2·K) 在原来节能65%的基础上，只要对周边地面采取相应的
保温处理即可达到。
DeST能耗模拟分析
建 筑 模 型
DeST能耗模拟分析--围护结构
综合窗墙比：
楼地（㎡） 261.85 0.13
完全按照ASHRAE 84-1991标准中“空气-空气换热器测试方 法”，装备有设备齐全，完整的研究实验室；
“美国采暖通风与空调工程师协会” 会员，空气-空气热回 收式换热器技术委员会委员；
长期与明尼苏达大学的界面工程与技术中心合作，研究开发 高性能热回收式换热器；
“高效双程热回收式换热器”专利持有者，全球只有XeteX 拥有此项技术，把热回收效率提高到90%以上。
朝向 东 南 西 北
外墙（㎡） 174.15 129.74 173.79 144.88
水平外围护 屋顶（㎡）
261.85
立面外围护 外门（㎡）
0.00 15.09 0.00 18.43
天窗（㎡） 0.00
外窗（㎡） 14.98 41.47 15.35 22.99
窗墙比 0.08 0.22 0.08 0.12
9.2
14.5
45
节能75%
6.6
10.4
32
节能82%
4.7
8.1
25
建筑节能75%能耗情况
屋顶 8%
地面 7%
外墙 11%
外窗 32%
通风 42%
屋面、地面、外墙的能耗已经很低，再节能潜力有限；
外窗的能耗较大，但它受建筑采光和窗户制造水平的影 响，再提高窗户的节能势必造成工程造价的大幅增加；
板片采用刚性安装：防止板片下陷或被压碎，并且可以垂直或 水平安装热交换器。
100%可视换热器表面：确保换热器能长期运行。 开放的排气流道：能提高冷凝水的排放，抵抗霜冻的形成，并
通过收集污垢和灰尘，消除阻塞以减少污染，排气流道可以用 刷子或较软的磨粒进行物理清理。 挤出成型的铝间隔：换热器表面经久耐用。 板片空间和间隔相互独立： 可以定制不同压降或性能的换热 器。
必要时，可以对空气进行加热、冷却处理，省去其他采暖、 制冷设备的投入。
低能耗高舒适度健康住宅的构成
低 能
节能75%外 围护结构保
外墙 外窗
耗
温隔热系统
屋面
高
舒
地面
适
置换式新风
度
通风热量回收
住
热回收式新风系统
宅
空气湿度调节 空气净化处理
制冷和采暖
节能75%外围护结构传热系数限值
3
外墙保温方案----墙体构造
空调耗电量 5093kW·h 1441kW·h
差额 83kW 38kW
差额 45434kW·h 3652kW·h
热回收式新风系统
1、建筑物门窗气密性要求 2、室内空气品质现状 3、室内空气品质下降的后果 4、欧洲住宅通风现状及趋势 5、热回收式新风系统的工作原理 6、热回收式新风系统的节能潜力 7、热回收式新风系统与传统通风方式比较 8、热回收式新风系统与其它新式通风的比较 9、XeteX热回收式换热器及空气处理机组
目前通风状况 35% 65% 10% 90%
2010年建筑通风状况 5% 95% 无
100%
热回收式新风系统的工作原理
功能：
❖ 置换式新风 ❖ 通风能量回收 ❖ 空气湿度调节 ❖ 空气净化处理 ❖ 空气加热、制冷
热回收式新风系统的组成
换热器
❖ 1、新风风扇 ❖ 2、旧风风扇 ❖ 3、换热芯
室内通风管道 其它空气处理
气流组织不好：导致吸烟区、餐厅等处散发的污染物流入建 筑的其它区域。
污染物不能及时排放：由装饰材料、人体自身新陈代谢活动 呼出的CO2 、产生异味及其它分泌物无法及时排放。
室内空气品质下降的后果
“病态建筑综合症”（SBS）的出现：由于新风不足，导致 室内有害物由于得不到新风稀释而浓度提高，以致长期在室 内工作的人们，出现眼、喉刺激、鼻塞、头痛、头晕、恶心、 胸闷、乏力、皮肤干燥、烦躁等症状，统称为“病态建筑综 合症”。世界卫生组织估计，目前 世界上有将近30%的新建 和装修的建筑物受到SBS的影响，大约有20-30%的办公室人 员常被SBS症状所困扰。
热回收式新风系统与其它新式通风比较
随着人们对室内空气品质的日益关注，出现了一些 新式的通风方式，如窗式通风、墙式通风。
窗式通风
墙式通风
热回收式新风系统与其它新式通风比较
窗式通风和墙式通风解决通风与噪音的矛盾：
在闹市区住宅应有，主要解决闹市区噪音大，住宅不宜开窗 通风的问题。它们不能对排风热量进行回收，不能调节室内 空气的湿度，不能有效组织室内气流。
全热换热器湿度的交换机制
全热交换器中湿度（潜热）的交换通过下述两种机 制进行：
❖ 通过介质两侧水蒸气分压差进行湿度交换。 ❖ 高湿侧的水蒸气被吸湿剂吸收，通过纸纤维的毛细管作用向
低湿侧排放。
XeteX板翅式换热器独特的特点
完全无缝的供给气体流道：消除气流间交叉污染。
板翅之间采用先进的热粘合技术粘结：能够提供最大的热量传 输，且能够承受高达20“ w.g.的压差，而不会发生流到变形。
低能耗的实现途径
以节能75%的外围护结构为基础，加强围护结构的保温隔 热性能；
引入置换式新风，保证室内拥有充足的新鲜空气，达到较 高的舒适度；
利用通风热量回收装置，回收排风能量，减少通风能耗， 进一步降低建筑能耗，使建筑节能率达到80%以上，实现 建筑的低能耗。
在通风的同时，对空气进行湿度调节和净化处理，满足室 内的舒适要求。
屋面的保温方案----屋面构造
1 2 3 4 5 6
屋面构造图
屋面的保温方案----保温层厚度
墙体传热系数(W/m 2.K)
1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
0
K=0.35
δ=85
20 40 60 80 100 120 140 160
保 温层厚度(mm)
地面保温方案
建筑物门窗气密性要求
建筑物1~6层的外窗及阳台门的气密性等级,不应低于现行国 家标准《建筑外窗空气性能分级及检测方法》GB/T 7107规 定的 3级;7层及7层以上的外窗及阳台门的气密性等级,不应 低于该标准规定的 4级。(强制条文)
7~30层建筑
越好
气密性等级: 5 4 3 2 1
1~6层建筑