福建被动房专家
新合纵
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引言
被动房需新风换气机实现热回收及调节室内空气循环。在夏季运行的时候，室外引入的新风可以通过室内排风获得冷量，使引入室内的新风温度降低，根据《河北省被动式低能耗居住建筑节能设计标准》，这一过程的热交换效率须在60%以上。同理，在冬季运行的时候，室外引入的新风可以被室内的排风加热，从而提高引入室内的新风温度，根据《河北省被动式低能耗居住建筑节能设计标准》，这一过程的热交换效率须在75%以上。显热新风换气机工作的原理是通过排风管的室内排风和通过进风管的外界新风呈现交叉方式流经热交换芯，如图1所示。
图1 显热新风换气机工作原理图
目前被动房新风设计较少，本文将针对管道保温进行优化设计。
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新风系统管道保温方案
2.1 新风系统管道温度计算
被动房新风系统设计共涉及4种风管，分别是送风管道热交换芯到室内的风管、回风管道室内到热交换芯的风管、新风管道室外到热交换芯的风管、排风管道热交换芯到室外的风管，如图2所示。
图2 被动房新风系统设计管道
假设某地区供暖室外计算温度为-7.2℃，冬季被动房室内送风管道的风温不低于16℃，可根据显热交换率式（1-1）分别计算出各个管道的进出口温度。
根据《河北省被动式低能耗居住建筑节能设计标准》，冬季室内温度要求在20℃以上，而夏季室内温度要求在26℃以下。以显热新风换气机显热交换率75%进行计算，可求得新风出风温度为13.2℃，小于被动房冬季室内新风出风温度16℃的设计标准。在流量相同且不漏风的情况下，根据能量守恒定律，进风升温等于排风的降温，经过计算得出热交换后排风出口温度为0.4℃。
在送风过程中，新风流经室外到热交换芯和热交换芯到室内的风管的管道、排风流经热交换芯到室外的管道。在冬季时由于管道温度过低，这三类管道将成为很大的冷源，不利于新风与排风之间热交换。因此，应当在上述三种管道外侧铺设保温层以阻断冷源。
2.2 新风系统管道保温厚度计算
可以根据送风管道管径、排风管道管径、新风管道管径，并按照被动式建筑室内风管风速控制的要求，即室内主风管风速在2~3m/s；支风管风速不大于2m/s，由式（1-2）到式（1-4）可计算出管道保温的厚度。
（2）保温结构外表面传热系数公式
风管保温结构表面传热系数为保温层材料的辐射传热系数与对流换热系数之和。可按照式（2-3）计算：
利用上述公式，可推算出排风管道、新风管道及送风管道采用不同厚度时岩棉管壳管道表面的温度,结果见表1。
表1 排风管道、新风管道及送风管道保温厚度与表面温度计算
结合被动房保温效果要求,管道增加保温后的表面温度不应该低于18℃。结合管道保温效果和材料经济性，可得出送风管道外保温的厚度为40mm，排风管道外保温的厚度为80mm，新风管道保温厚度为100mm。同时，需要暖通设计人员充分考虑由于保温厚度的增加而导致没有足够的施工空间等问题。
（来源：被动房网）
