2024第九届
上海国际空气与新风展览会

AIRVENTEC CHINA (SHANGHAI) 2024

2024年6月3-5日

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被动式住宅通风设计攻略第一部分:单元式or集中式HRV/ERV?

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追求被动式房屋的项目团队经常会问:“我们在哪里放置 HRV/ERV?” 当被动式房屋概念扩展到多户住宅项目时,答案很复杂。虽然 HRV/ERV 系统有两种主要安排,但随着多户被动房项目开始规模化,权衡是动态的,需要仔细考虑。为单个公寓通风的小容量 HRV/ERV 装置是单元化 HRV/ERV。为多个公寓通风并通常为多个楼层提供服务的大容量 HRV/ERV 装置被称为集中式 HRV/ERV。
 
作为被动房顾问,我们可以尝试用建筑科学来解决系统布置问题;然而,在纽约市,可出租的建筑面积非常宝贵,因此项目团队对建筑面积的权衡特别感兴趣。当由于楼层高度较低而无法将组合式 HRV/ERV 系统放置在吊顶中时,可将其放置在专用机械柜中。这个壁橱通常不小于 10 英尺2并包括与 HRV/ERV 装置的必要管道连接。另一种解决方案是增加地板到地板的高度,以容纳 HRV/ERV 装置和天花板上的水平管道。然而,集中式 HRV/ERV 系统允许较短的水平管道运行,但需要占地面积来容纳垂直竖井。将供气管和排气管连接在一起后,所需的占地面积约为 8-12 ft 2。因此,集中式 HRV/ERV 系统实际上可能比单元式系统需要更多的占地面积。
 
示例: 就康奈尔科技公司而言,集中式 HRV/ERV 系统的垂直供气和排气管道工程每层需要 222.5 英尺2 ,或每间公寓 13 英尺2(见下图 1)。单元化 HRV/ERV 机械间预计每层需要 170 英尺2 的空间,或每个单元 10 英尺2的空间(右图 2)。
 
被动式住宅通风设计攻略第一部分:单元式or集中式HRV/ERV?-第九届上海国际空气新风展览会 AIRVENTEC CHINA 2024|新风展|净化展|室内空气展
 
图 1 和图 2: 这些图比较了集中式和单元式 HRV/ERV 系统所需的占地面积。左图 1 显示了康奈尔科技中心为集中式 ERV 提供服务的垂直竖井所需的12 英尺2楼面面积。右侧的图 2 是假设的,显示了统一 HRV/ERV 机械间所需的典型位置和 10 英尺2楼层面积。
 
就成本效益而言,建筑运营成本与建筑面积同等重要。在公寓中放置单元式 HRV/ERV 系统,业主可以将通风电力计入住宅电表,这样租户就可以支付通风费用。相比之下,中央 HRV/ERV 的电力成本由建筑物业主承担。向租户收取通风费用可能很有吸引力,但需要权衡维护成本。所有 HRV/ERV 装置每年都需要例行更换过滤器 2 到 3 次,并定期清洁外部排气口和进气口。建筑物维护必须由建筑物管理团队执行。将其乘以统一 HRV/ERV 系统的建筑物中的公寓数量,额外的维护成本可能会超过业主水电费的任何减少。对于多户建筑,定期更换过滤器和清洁外部通风口很快就变得不切实际。由于单元式和集中式系统类型的初始成本具有可比性,因此团队必须考虑与占地面积和维护相关的成本。
 
现在我们来讨论一下建筑科学。对于追求被动式房屋认证的项目团队来说,最大的挑战之一是遵守每小时换气 0.6 次 (ACH50) 的严格建筑围护结构漏风率。为了满足这一要求,空气屏障系统必须仔细设计并连续安装,因此 HRV/ERV 外部排气口和进气口的贯穿件必须仔细地纳入空气屏障系统中。对于组合式 HRV/ERV 系统,每间公寓的排气口和进气口需要两个贯穿件,而对于集中式系统,整个建筑可能只需要两到六个贯穿件。
 
示例: Cornell Tech 拥有 352 套公寓,如果采用统一的 ERV 系统,则空气屏障系统将增加 698 个穿孔,以容纳外部排气和进气口。使用集中式 ERV 系统,只需穿过空气屏障六次即可容纳三个 ERV 单元。
 
根据规范,这些进气口和排气口必须间隔至少 10 英尺,并且距离窗户开口应为 2 英尺。在每间公寓外墙面积有限的密集平面图中正确定位通风口是一项挑战。对于统一的 HRV/ERV 系统,任何未能正确设计或安装排气和进气口的细节都会影响整个建筑的漏风。在现场,安装这些小穿孔可能具有挑战性,并且重复的缺陷会对气密建筑产生很大影响。
 
示例: 被动式房屋国际组织要求整栋建筑的漏风率为 0.6 ACH50。康奈尔科技经测试整栋建筑漏风率为0.14 ACH50。如果我们假设每间公寓因两个细节不完善或安装的 HRV/ERV 通风孔而额外漏气 4 CFM,则整个建筑的漏气率将增加至 0.19 ACH50,总漏气量增加 8%。这表明多个渗透缺陷对多户住宅项目的整个建筑漏风率的影响,以及一些被动式房屋项目认证失败的可能性。
 
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图 3 和 4: 这些图像显示了组合式 HRV 排气口的外墙穿透情况。这些小穿孔数量众多,并且很难在现场安装以实现空气屏障的连续性。
 
HRV/ERV 有两个延伸至并穿透外墙的管道。因此,每个单元的冷表面都会带来冷凝风险。隔离 HRV/ERV 外墙之间的管道需要仔细安装管道隔热层和蒸汽屏障。简而言之,额外漏气、冷凝和安装不良的风险与安装在统一系统中的 HRV/ERV 装置的数量有关。
 
集中式 HRV/ERV 系统需要公平份额的穿透和额外的细节。空气屏障穿透的次数可能较少,但每个楼板都会被多次穿透,需要大型防火竖井和管道密封。集中式 HRV/ERV 系统的垂直分布增加了从 HRV/ERV 风扇到公寓收银台的管道长度。由于垂直管道较长,烟囱效应会增加,并使平衡更具挑战性。长管道运行还会增加静压,从而导致比组合式系统更高的风扇能量。系统中的任何管道泄漏只会加剧这个问题。空气密封管道对于消除烟囱效应、管道泄漏和平衡流速至关重要。这是一个额外的过程,其中管道用吹入的聚合物从内部密封。添加控制排序和阻尼以平衡流量,进一步增加了大型集中式 HRV/ERV 系统的安装复杂性。相比之下,组合式 HRV/ERV 更容易调试,因为它们可以在单元或寄存器处进行控制和平衡。考虑系统控制和调试是一个关键决定,因为保持平衡通风对于气密的被动式房屋至关重要。
 
随着被动房市场的增长和大型项目的建设,项目团队必须考虑HRV/ERV系统布置。没有简单的答案。然而,对于大型多户建筑来说,集中式系统的运营成本和实际的长期维护比单元式系统具有显着的优势。每个项目都是独一无二的,检查两个系统的优缺点是评估这一设计挑战的有效做法。
 
(文章来源:mp.weixin.qq.com )

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