被动房之家
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高碑店被动式专家公寓楼室内环境监测

来源:建设科技作者:邓滨涛  田东鹏  魏贺东

 以高碑店被动式专家公寓楼为例


本报告通过对被动式专家公寓楼室内环境监测,对相关数据进行分析,将被动房运行期间室内环境指标与设计标准进行对比,从而验证被动房的室内环境质量与舒适度是否达标。


项目介绍

(一)项目简介

1、项目名称:被动式专家公寓楼

2、项目地址:河北省高碑店市国家建筑节能技术国际创新园

3、建设单位:河北奥润顺达窗业有限公司

4、技术支持单位:河北省建筑科学研究院

5、数据采集与分析:河北洛卡恩节能科技有限公司

6、项目类型:居住建筑

7、项目规模:本项目建筑面积8016m2;地下一层,地上九层,两个单元,一梯两户,共36户,其中地一下层为非被动区;建筑体型系数0.25;抗震设防烈度8度。

8、项目开竣工时间:2014年11月开工建设,2015年8月30日竣工。

9、气密性测试结果

(二)室内环境设计指标

1、室内温度、湿度设计指标

 2、室内二氧化碳含量≤1000ppm。

3、安装空调设备的房间室内噪音≤35dB(A),其他房间室内噪音≤30dB(A)。


(三)暖通方案

本项目摒弃了传统的采暖与制冷方式,采用了每户安装一台带热回收除霾功能的全热交换新风一体机,室外机为空气源热泵形式,新风系统热回收率为81%。冬季及夏季的极端天气由空气源热泵提供辅助热源与制冷,过渡季节在室外温度适宜,空气良好情况下充分利用自然通风。

新风一体机通过智能控制系统,智能自动调节室内的温度、湿度、二氧化碳含量,并有效过滤空气中PM2.5,同时保证新风必要的供给时间,最大限度地保证舒适性。


监测条件及设备

(一)监测条件

监测目标为首层的样板间,样板间进行了精装修处理,以体验参观为主,在监测期内无人居住,但是每天参观的客流量在10-50人,截止至2016年8月31日已有约六万余人参观体验,其中参观密集时间为2015年9月21-23日“第三届中国(高碑店)国际门窗博览会”及2016年4月18-19日的《全国被动式超低能耗绿色建筑技术导则》宣贯会期间。


(二)监测的设备

1、环境监测系统

2、室外气象站:通过安装在室外的气象站,对室外的温度、相对湿度、空气质量进行监测,并将数据传输至数据分析系统。

3、室内气象站:通过安装在室内的气象站,对室内的干球温度、湿球温度、室内相对湿度、室内PM2.5含量、室内的二氧化碳含量进行监测,并传输至数据分析系统。

4、导流片、热流计:测试门窗、墙体的热流密度。

5、数字式噪音计:对室内的噪音进行测试。


 室外气象站     室内气象站     安装在门窗与墙体的导流片与热流计


 数据显示与分析系统  数字式噪音计


监测的周期

监测周期为2015年10月1日~2016年8月31日,经历了冬季、春季、夏季。


监测结果

(一)2015年10月1日-2016年8月31日室内、外环境监测结果

室内PM2.5、CO2含量

室内温度、相对温度

室外温度、相对温度


分析:由以上三张表格可以看出在监测期内室内的空气质量、温度、相对湿度完全处于设计的标准范围内。但是在11月1日-12月1日因室外连续雾霾天气,造成室外太阳能气象站不能正常工作,致使室外温、湿度数据出现较大偏差。为便于清晰的分析,我们截取三个时段进行详解。

1、2015年11月15日~2016年3月15日采暖季室内、外环境

采暖季室内PM2.5、CO2含量

采暖季室内温度、相对湿度

采暖季室外温度、相对湿度

分析:采暖季是测试的关键阶段之一,因为我们取消了传统的采暖系统,由带热回收的新风一体机、空气源热泵系统进行极端天气的辅助制热模式。通过监测数据来看,在采暖季节室内温度能够保持在20℃以上,同时湿度保持在40%-55%之间,而我们传统的房子冬季湿度一般在20%-30%之间。室内的二氧化碳含量完全控制在1000ppm以内,基本上保持在370-600ppm之间。

在此测试期内,经历了极端的天气(2015年11月10日~12月10日),在此极端天气期间,根据统计数据,室外PM2.5含量平均为169.06 um/m3,其中最大值为2015年11月30日上午,PM2.5含量为853 um/m3,最小值为2015年12月3日上午,PM2.5含量为21um/m3。31天中轻度污染1天,中度污染6天,重度污染7天,严重污染5天,12天为优良状态。优良状态为29%,轻度污染为3%,中度污染为19%,重度污染为23%,严重污染为16%。而被动房内PM2.5含量平均为31um/m3,处于优良水平。

2、2016年4月1日~2016年6月30日过渡季节室内、外环境

过渡季节室内PM2.5、CO2含量

过渡季节室内温度、相对湿度

过渡室外温度、相对湿度

分析:过渡季节,利用机械通风与自然通风相结合,在室外空气质量较好的情况下充分利用自然通风,室内环境完全符合设计标准。

3、2016年7月1日~2016年8月31日夏季室内、外环境

夏季室内PM2.5、CO2含量

夏季室内温度、相对湿度

夏季室外温度、相对湿度

分析:7、8月为夏季,室外温度较高,室内通过新风系统的辅助制冷功能,使得室内的温度保持在24-26℃,通过新风系统的热交换系统,使得室内的湿度保持在45%~57%之间,完全符合设计要求,即使在极端闷热的桑拿天也能够保证室内舒适的环境。


(二)室内噪音测试

通过使用数字噪音计,对样板间进行测试,卧室、起居噪音在30dB(A)以内,符合标准要求。


结束语

被动式建筑是在提高室内空气质量及舒适度的前提下的超低能耗建筑,被动式专家公寓楼经历了冬季、过渡季节、夏季等各种气候,通过330天的监测,证明被动式专家公寓楼的室内环境完全能够达到被动房标准的要求。