室內空氣質量優化分析

高會玲

以武漢蔡甸某展廳為例，以達到室內良好的空氣質量為目標，優化空調設計內容，通過合理設置空調室內機的送、回風口及新風口，從而使得室內的氣流組織合理均勻。通過辦公室、會議室與走廊的超靜壓排風控制噪聲的傳播，從而達到聲學舒適性。通過重點分析室內各功能區的裝修設計與管線布設策略等相關內容，優化機電安裝管線綜合排布，在確保裝修的實用性、美觀性得到顯著提升的同時,也要充分滿足空調、消防等要求。

室內空調設計應該以人為本，以人為本的技術點主要有以下幾點：（1）建筑產品和材料的健康影響。（2）可持續的資源利用。（3）清潔水需求和廢水量。（4）建筑的靈活性和適應性。（5）熱環境舒適度。（6）室內空氣質量。（7）聲環境舒適度。（8）視覺舒適度。（9）用戶控制。（10）室內與室外空間的質量。（11）安全與安保。（12）無障礙。（13）隔聲措施。（14）聲光污染控制。（15）項目文件的可持續管理。（16）城市規劃與項目設計的融合。（17）施工現場/建造過程。（18）用戶參與/信息溝通。（19）當地的環境風險評估。（20）項目對社區形象的提升。（21）交通連接。（22）配套設施連接。

本項目基于上述背景進行DGNB認證體系，并分析暖通空調領域在其中的技術應用。重點分析了建筑外圍護結構中空調能耗的節能設計、空調系統在控制室內空氣品質及控制室內聲環境中的應用，以及分析了包括空調系統在內的機電綜合管線的BIM優化，為本項目在評審德國DGNB評價體系過程中提供了相應的技術支持。

一、建筑概況

該展廳位于湖北武漢蔡甸區的武漢中德國際產業園，武漢中德國際產業園企業之家位于園區核心區，本次設計參考的標準為德國DGNB評價體系。該展廳在2021年7月正式落成，目前已經投入使用。中德國際產業園展廳位于企業之家一樓，層高6米，該展廳全方位展示了產業園的區域效果平面、國家“十四五”的戰略目標和中德產業園區的招商優惠政策。

圖1 展廳平面圖

二、綠建評價標準

由于該產業園區內有相對多的德資企業，因為該展廳精裝修時要求綠建指標對標德國DGNB評價體系標準，DGNB2018/2020中的金級≥65，且聘請了上海某單位機電顧問公司指導設計。

下表為我國的綠色建筑和德國DGNB標準的簡要對比：

中國綠建GB/T 50378-2019德國綠建DGNB2018安全耐久 環境質量健康舒適 經濟質量生活便利 社會文化和功能質量資源節約 技術質量環境宜居 過程質量提高創新 區域質量

從上表對比情況可以看出我國綠建在評價過程中，主要是評價建筑物在生態方面的可持續性，對生態環境友好和資源友好，盡最大可能地減少資源浪費、從而減少環境污染；德國綠建DGNB設計的內容除了建筑物有可持續方面完整的全生命周期以外，更關注建筑全生命周期質量，不僅有技術還包括的過程及區位方面的質量，從中可以體現出德國建筑的質量，增強了建筑質量對業主和客戶在使用過程中的透明度。

該展廳綠建的DGNB認證體現了園區對德企人居環境的重視，也利于“可持續建筑標準”的推廣和國際化進程，使產業園區環境適合世界上不同國家和地區的企業入住。我們致力于通過創新型的產品，降低對室內外環境負擔的要求，使建筑物能擁有更加完善的社會用途，并通過節能減排為氣候保護做出貢獻。

三、建筑外圍護結構節能設計

建筑的外圍護結構形式在建筑供暖空調的冷熱負荷計算中占非常大比重。在建筑物圍護結構中，通常外維護結構外門窗及屋頂能耗損失是建筑能源消耗的重要組成部分之一。在我國北方地區，對建筑的供暖能耗影響很大的是建筑外窗的傳熱系數及氣密性；而在我國南方地區，對建筑空調的能耗的影響較大的是建筑外窗的綜合遮陽系數。

本項目建筑外窗為LOW-E雙層玻璃幕墻由6mm低透光反射+12空氣+6mm透明玻璃組成，節能環保。它的特點如下：（1）雙層中空結構設計，可大大提升隔音效果；（2）輻射降低：LOW-E雙層玻璃是在普通玻璃的表面鍍膜形成的產品與傳統的建筑用鍍膜玻璃相比，具有非常優異的良好的透光性和隔熱效果。由于光照直射導致室內溫度急劇升溫，LOW-E玻璃對中遠紅外線高反射的特性，在夏季能顯著隔絕室外熱輻射，從而降低夏季空調冷負荷。

本項目采用外遮陽百葉來降低空調能耗，百葉角度是根據武漢當地太陽高度角來計算確定的，可以保證冬天進入室內較多的日照，夏季進入室內較少的日照。圖2展示了外遮陽百葉的兩種方式。

圖2 外遮陽方式

四、室內空氣質量

展廳是產業園區的形象，也是產業服務的第一現場，展廳既要有顏值，又要有舒適度，展廳里的空氣質量，是舒適度體現之一，展廳舒適度的好壞直接影響客戶的體驗和入住需求。

本次展廳設計按照《城市空氣質量等級》分級中的一級進行設計，空氣質量指數要求為0～50；空氣質量需令人滿意，達到國家規范（GB3095-2012）的要求。本項目設計過程中為控制室內空氣質量達到要求，主要采取的措施有下面幾點：（1）房間設置室內空氣質量檢測，實時監測室內CO2/顆粒物/VOC，溫度，濕度，以及設置顯示屏，并將數據自動存儲；（2）控制室內污染源（綠色環保建材，施工中避免污染已完工的區域和未使用的建材）；（3）合理布置風口，氣流組織合理均勻；（4）空氣凈化（新風需采取凈化措施，如室外PM2.5高于50，則需要輔以空氣凈化器）；（5）建筑內和外部通風敏感地帶禁煙。

空調新風系統是保證室內空氣質量的一個重要手段，上述措施中的第1、3和4條離不開空調新風系統的合理布置。第一條中CO2氣體濃度檢測強調的是新風量的實時控制。但是由于設計工況并不是每時每刻的實際運行情況，特別是對于室內人員數量變化比較大的房間（如會議室），這種情況下則需要根據實時的CO2氣體濃度控制實時控制送入房間的新風量，顯然是有利于節約能源。

本項目設采用CO2氣體濃度檢測，采用自動檢測設備檢測，檢測儀器為全年365天連續運行，傳感器采用多點分散設置與新風機聯動，當房間的CO2氣體濃度超過限值時，聯動開啟新風機。同時采用的新風機自帶空氣凈化功能，當室外的空氣較差時，可將室外空氣中PM2.5、SO2、NO2等有害物質過濾后在引入室內。

武漢為夏熱冬冷地區，由建筑的外圍護結構（尤其是外窗）傳入室內的冷熱量較大，因此為形成良好的氣流組織，沿窗布置條形送風口，阻斷窗附近的冷熱氣流。工作區是散流器，貼附射流，不會直吹人體，造成不適。

五、超靜壓排風

設計遵循聲學舒適性，建筑內人員在工作、學習或者生活時，不應該受到外界、鄰居或者建造技術的噪音影響。通過控制室內聲音的混響時間 und ≤0.8或＞0.8，und ≤1.0或 ＞1.0，und ≤1.5。本設計中為滿足各主要功能房間聲學舒適性，主要采用的措施有以下幾點：（1）室內選用吸聲材料、控制室內機械設備噪聲、限定混響時間。包括：限定圍護結構隔聲量，門窗系統的隔聲性能，隔墻、樓板的隔撞擊聲，室內電梯、空調、家電、馬桶等的噪聲，頂面、墻面、地面材料的吸音系數。（2）防止會議室、辦公室等主要功能房間之間的聲音相互干擾。（3）設置單獨的接電話區域（間）。

一套新風系統通常服務于多個房間，盡量減少其中某一個房間的聲音通過布置在該房間內的新風口以及相連接的新風管道傳遞到其他房間，這對于室內聲環境是不利的，另外也不利于保持會話的私密性。本項目中主要應用超靜壓排風來控制噪聲的傳播，即對應于上述措施中的第2條。

超靜壓排風是空調新風系統中采用的回風方案，借用了VAV空調系統回風的做法。超靜壓排風的主要原理為：通過布置在主要功能房間內的消聲風管將排風排至走廊吊頂，利用走廊空調回風口做主要功能房間的間接排風口。保證了會議室等主要功能房間的會話私密性，防止聲音之間的相互干擾。下圖3為超靜壓排風的設計走道管道布置剖面圖：

圖3 走道超靜音排風管道布置剖面圖

六、機電安裝管線綜合

本項目中吊頂內機電管線非常多，主要有自動噴淋管道、空調冷凝水管道、空調冷媒管、排煙管道、空調新風管道（包括空調排風管道）、強電金屬線槽、綜合布線橋架（包括消防和非消防系統）。各機電管線在施工圖文件中一般是分專業、分系統繪制，缺乏空間的合理分配，不同管線之間經常出現碰撞，導致凈高往往難以控制。而其中由于暖通空調的風管尺寸比其他專業的管道尺寸往往較大，因此暖通空調領域的風管排布走向往往成為機電管線優化的重點關注對象。本項目通過BIM技術對各專業管線進綜合排布及優化調整，有效控制各管線在走廊和主要功能房間的走向，最大限度控制吊頂下凈高。

由于公共走道往往匯集了各專業管線的主要干管、管徑較大，因此走道常成為機電管線綜合的優化重點區域。經過BIM技術的建模優化，本項目通過調整部分風管的走向（主要為新風系統的管道），減少其在公共走道區域的布置，有效地控制了吊頂下凈高，最大限度地減少了由于機電管線沖突而造成的工程返工問題。

七、小結

本文以武漢蔡甸某展廳空調系統為對象，分析了在DGNB認證技術點中暖通空調領域的應用，主要體現在通過建筑外圍護結構節能設計降低空調能耗、控制室內空氣質量、布置形成良好的氣流組織、遵循聲學舒適性、優化機電安裝管線綜合等方面。在遵循DGNB認證體系中的主要技術點外，針對個體項目因地制宜，量身定制適合的解決方案，體現了DGNB認證體系以人為本、創新領域等關鍵要素。