7设计知识体系大全_设计知识_2026-08-09_暖通与空气品质设计_新风净化温湿度能耗.pdf

暖通与空⽓品质设计	—	新⻛系统/空⽓净化/温湿度控制/⽓流组织/能耗优化
⼀、理论基础与⽅法论
1.1	室内空⽓品质（IAQ）的科学基础
室内空⽓品质（Indoor	Air	Quality,	IAQ）研究始于1970年代的"病态建筑综合征"（Sick	Building	Syndrome,	SBS）发现。WHO在2010年发布的《WHO
Guidelines	for	Indoor	Air	Quality》中系统阐述了室内空⽓污染对⼈体健康的影响机制。研究表明，室内空⽓中的污染物浓度通常是室外的2-5倍，⽽⼈⼀⽣
中约90%的时间在室内度过。
1.2	热舒适度理论
1.2.1	Fanger热舒适⽅程
丹⻨学者P.O.	Fanger在1970年提出的PMV-PPD模型是热舒适度评价的国际标准（ISO	7730）：
PMV	=	f(M,	W,	Clo,	Ta,	Tr,	Va,	Pa)
其中：M=代谢率(met)，W=机械功，Clo=服装热阻(clo)
						Ta=空气温度，Tr=平均辐射温度，Va=空气流速，Pa=水蒸气分压力
PMV等级与PPD关系：
PMV值 热感觉 PPD(不满意率) 设计⽬标
-3 冷 100% -
-2 凉 75% -
-1 微凉 25% -
0 中性（舒适） 5% ⽬标区间
+1 微暖 25% -
+2 暖 75% -
+3 热 100% -
设计⽬标：	-0.5≤PMV≤+0.5，PPD≤10%
1.2.2	适应性热舒适模型
de	Dear	&	Brager（1998）提出的适应性模型认为，⾃然通⻛建筑中的⼈对温度波动的容忍度更⼤：	-	可接受温度范围	=	0.31×室外平均温度	+	17.8	±	2℃	-
这⼀模型更适合中国夏热冬冷地区的住宅设计
1.3	室内空⽓品质评价⽅法
评价⽅法 指标 标准 适⽤场景
客观评价 CO₂/TVOC/PM2.5等 GB/T	18883-2022 验收检测
主观评价 嗅觉评价(OU) EN	15251 设计阶段
感知评价 空⽓品质接受度 ASHRAE	62.1 综合评估
⽣物标志物 ⾎液/尿液检测 医学标准 健康评估
⼆、核⼼知识点详解
2.1	新⻛系统设计
2.1.1	新⻛量计算
ASHRAE	62.1-2022	新⻛量标准：
Vbz	=	Rp×Pz	+	RA×Az
其中：Vbz=区域最小新风量(L/s)
						Rp=每人新风量(L/s·人)
						Pz=区域最大人数
						RA=单位面积新风量(L/s·m²)
						Az=区域面积(m²)
各空间新⻛量标准：
空间类型 每⼈新⻛量(L/s·⼈) 单位⾯积(L/s·m²) 换⽓次数
办公室 5-8 0.5-1.0 2-4次/h
会议室 8-10 0.5 3-5次/h
教室 5-8 0.3 2-3次/h
住宅卧室 8-10 - 0.5-1次/h
医院病房 10-15 - 2-3次/h
餐厅 8-10 1.0-1.5 4-6次/h
健⾝房 10-15 1.5-2.0 4-6次/h
2.1.2	新⻛系统类型
类型 原理 优点 缺点 适⽤场景 价格
单向流正压 机械送⻛+⾃然排⻛ 简单/便宜 排⻛不可控 住宅/⼩空间 3000-8000元
单向流负压 ⾃然进⻛+机械排⻛ 简单 进⻛不可控 卫⽣间/厨房 1000-3000元
双向流（带热回收） 机械送排+热回收 节能/舒适 复杂/贵 住宅/办公 8000-30000元
全热交换器 显热+潜热回收 ⾼效节能 需定期维护 各类空间 10000-50000元
新⻛除湿⼀体机 新⻛+除湿+过滤 多功能 价格⾼ 南⽅住宅 15000-40000元
2.1.3	新⻛系统设计参数
管道设计要点：	-	送⻛⼝位置：⼈员活动区上⽅，远离回⻛⼝	-	送⻛⼝⻛速：≤2m/s（住宅）/≤3m/s（办公）	-	管道⻛速：主管≤6m/s，⽀管≤4m/s	-	管道
材质：PE/HDPE/PVC（推荐PE，内壁光滑⻛阻⼩）	-	管道坡度：向室外≥1%（防冷凝⽔倒灌）
全热交换器参数：
参数 标准值 说明
显热效率 ≥70% 温度回收效率
全热效率 ≥55% 含湿度回收
过滤效率 H11-H13 HEPA等级
噪⾳ ≤35dB(A) 低档运⾏
能耗 80-200W 家⽤机型
2.2	空⽓净化系统
2.2.1	空⽓净化技术对⽐
技术 去除对象 效率 优缺点 适⽤
HEPA滤⽹ PM2.5/花粉/细菌 ≥99.97%(0.3μm) 物理过滤/⽆副产物 ⾸选技术
活性炭 甲醛/TVOC/异味 80-95% 需定期更换 ⽓态污染物
光催化(TiO₂) VOC/细菌/病毒 60-80% 需UV灯/可能产⽣臭氧 辅助技术
等离⼦体 细菌/病毒/VOC 70-90% 可能产⽣臭氧 谨慎使⽤
负离⼦ PM/细菌 50-70% 效果有限/⽆副产物 辅助技术
UV-C杀菌 细菌/病毒 ≥99%(⾜够剂量) 需⾜够照射时间 ⻛管安装
2.2.2	空⽓净化器选型参数
参数 含义 选择标准
CADR（颗粒物） 洁净空⽓输出量(m³/h) 房间⾯积×3
CADR（甲醛） 甲醛去除速率 ≥200m³/h
CCM 累计净化量 P4(≥12000mg)/F4(≥1500mg)
噪⾳ 最⼤/最⼩运⾏噪⾳ 睡眠模式≤30dB(A)
能耗 功率 ≤50W(⾼效档)
适⽤⾯积 CADR×0.1 按实际需求
2.3	温湿度控制
2.3.1	室内设计参数
季节 温度 湿度 ⻛速 适⽤标准
夏季制冷 24-28℃ 40-60% ≤0.3m/s GB	50736
冬季采暖 18-22℃ 30-60% ≤0.2m/s GB	50736
过渡季节 ⾃然通⻛ - - 适应性模型
恒温恒湿室 20±1℃ 50±5% ≤0.1m/s 实验室标准
2.3.2	空调系统类型
系统类型 冷媒 优点 缺点 适⽤ 价格
分体壁挂 R410A/R32 便宜/简单 外机多/不美观 单间 2000-8000元
多联机（VRV） R410A ⼀拖多/节能 价格⾼ 住宅/办公 3-8万/套
⻛管机 R410A 隐藏安装 ⼀拖⼀ 单间/⼩空间 5000-15000元
⽔系统中央空调 ⽔ 舒适/⼤空间 复杂/需维护 别墅/商业 8-30万/套
辐射冷暖 ⽔ 静⾳/均匀 响应慢/结露⻛险 ⾼端住宅 15-40万/套
2.4	⽓流组织设计
2.4.1	送⻛⽅式
⽅式 ⽓流特征 适⽤场景 效果评价
上送上回 顶送顶回 办公/商业 标准⽅案
上送下回 顶送地回 洁净室 效果好/造价⾼
侧送侧回 侧墙送⻛ 住宅/⼩空间 简单经济
地板送⻛ 地⾯送⻛ 数据中⼼/⾼端办公 均匀舒适
置换通⻛ 低速地⾯送⻛ 剧场/⼤堂 空⽓品质最好
个性化送⻛ 桌⾯送⻛ ⾼级办公 个⼈可控
2.5	能耗优化
2.5.1	暖通系统节能措施
措施 节能率 投资回收期 适⽤场景
变频压缩机 20-30% 2-3年 所有空调
全热回收 15-25% 3-5年 新⻛系统
⾃然通⻛ 30-60% 0 过渡季节
夜间通⻛蓄冷 15-25% 0 办公建筑
地源热泵 30-50% 5-8年 有条件场地
冰蓄冷 20-35%（电费） 5-7年 峰⾕电价差⼤
智能控制 10-20% 1-3年 所有建筑
三、材质与⼯艺
3.1	⻛管材料
材料 规格 优点 缺点 价格
镀锌钢板 δ0.5-1.2mm 强度⾼/防⽕ 重/需保温 60-120元/㎡
PE⻛管 Φ75-200mm 轻便/光滑 不防⽕ 15-40元/m
酚醛复合板 δ20-30mm 保温+⻛管⼀体 强度⼀般 40-80元/㎡
聚氨酯复合板 δ20-30mm 保温好 价格⾼ 60-100元/㎡
纤维织物⻛管 定制 均匀送⻛ 不适⽤⾼压 80-200元/m
3.2	新⻛品牌对⽐
品牌 国家 定位 价格区间 特点
松下Panasonic ⽇本 中⾼端 5000-30000元 技术成熟/静⾳好
⼤⾦Daikin ⽇本 ⾼端 10000-50000元 与空调联动
兰舍S&P 法国 ⾼端 15000-60000元 全热交换效率⾼
造梦者 德国/中国 中⾼端 8000-25000元 设计感强
远⼤ 中国 中端 5000-20000元 性价⽐好
⼩⽶ 中国 中端 1000-8000元 智能家居联动
四、实践案例
案例1：上海中⼼⼤厦暖通系统
设计团队：Gensler	+	同济⼤学
亮点：双层幕墙⾃然通⻛+冰蓄冷+地源热泵
节能率：较传统系统节能35%
案例2：北京⼤兴国际机场暖通
设计团队：ADPI	+	中国建筑设计院
亮点：地源热泵+辐射地板+置换通⻛
节能率：较传统系统节能40%
案例3：Apple	Park⾃然通⻛设计
设计团队：Foster	+	Partners	+	Arup
亮点：⾃然通⻛为主+机械辅助，全年60%时间可不开空调
节能率：年节能约30%
案例4：深圳万科总部办公暖通
设计团队：中建院
亮点：辐射冷暖+新⻛除湿+智能控制
节能率：较传统系统节能45%
案例5：杭州某被动式住宅
设计团队：被动房研究所认证
亮点：全热交换新⻛+超级保温+⽓密性
能耗：采暖能耗≤15kWh/(m²·a)
案例6：上海某三甲医院洁净⼿术室
设计团队：医疗设计院
亮点：独⽴新⻛+三级过滤+正压控制
洁净度：ISO	5级(百级)
案例7：成都某数据中⼼暖通
设计团队：ICT设计院
亮点：⾃然冷却+热回收+液冷技术
PUE：1.15（⾏业领先）
案例8：北京某学校教室新⻛改造
设计团队：教育+暖通
亮点：CO₂联动新⻛+HEPA过滤
效果：CO₂从2000ppm降⾄800ppm
五、施⼯/制作指导
5.1	新⻛系统安装流程
方案设计	→	管路放线	→	管道安装	→	设备安装	→	风口安装	→	风量调试	→	验收
5.2	关键施⼯要点
管道密封：所有接⼝⽤铝箔㬵带密封
管道⽀撑：每隔1.5m设⽀架
穿墙处理：穿墙处加套管+密封
设备减震：设备安装减震垫
冷凝⽔排放：管道低点设排⽔⼝
六、性能指标与评测
6.1	室内空⽓品质评测
指标 标准限值 检测⽅法 频率
CO₂ ≤1000ppm 红外CO₂分析仪 连续/季度
PM2.5 ≤50μg/m³ 颗粒物检测仪 连续
甲醛 ≤0.08mg/m³ AHMT法/电化学 年
TVOC ≤0.60mg/m³ GC-MS 年
温度 18-28℃ 温度计 连续
湿度 30-60% 湿度计 连续
噪⾳ ≤45dB(A)(办公) 声级计 年
七、适⽤场景与⼈群
场景 推荐⽅案 预算
住宅（100㎡） 全热交换新⻛+净化器 1-3万元
办公（500㎡） 新⻛+空调+智能控制 100-200元/㎡
学校教室 壁挂新⻛+净化 5000-15000元/间
医院 独⽴新⻛+过滤+正压 200-500元/㎡
⾼端住宅 五恒系统(恒温恒湿恒氧恒洁恒静) 30-80万元
⼋、市场评价与⾏业动态
8.1	趋势
1.	 五恒系统（恒温恒湿恒氧恒洁恒静）成为⾼端住宅标配
2.	 新⻛系统与智能家居深度联动（⽶家/华为/苹果）
3.	 被动式建筑标准推动超低能耗新⻛系统
4.	 疫情后室内空⽓品质关注度⼤幅提升
九、内容指导⽂件
9.1	选型决策树
住宅面积	→	需求	→	推荐方案
		├─	<80㎡	→	基础通风	→	壁挂新风（3000-8000元）
		├─	80-150㎡	→	全屋新风	→	全热交换新风（10000-25000元）
		├─	>150㎡	→	舒适系统	→	新风+空调+除湿（30000-80000元）
		└─	高端需求	→	五恒系统	→	辐射+新风+除湿+净化（15-50万元）
⼗、购买决策问答
Q:	⾼预算别墅在300㎡空间，如何选择暖通⽅案？	A:	推荐⽅案：①五恒系统（辐射冷暖+新⻛除湿+净化，约30-60万元）②地源热泵主机（约15-25万元）③
智能控制（约5-10万元），总预算约60-100万元
Q:	中预算家庭在100㎡住宅，如何选择新⻛系统？	A:	推荐⽅案：①松下/⼤⾦全热交换新⻛机（15000-25000元）②PE管道+设计安装（约5000-10000元）③
⻛⼝+调试（约2000-5000元），总预算约2.5-4万元
Q:	低预算家庭在60㎡出租房，如何改善空⽓质量？	A:	推荐⽅案：①⼩⽶/造梦者壁挂新⻛（3000-6000元）②空⽓净化器（⼩⽶/三星，1000-3000元）③CO₂
监测仪（200-500元），总预算约5000-10000元
Q:	中预算企业在500㎡办公，如何选择暖通⽅案？	A:	推荐⽅案：①多联机空调系统（约100-200元/㎡）②新⻛系统（约50-100元/㎡）③智能控制+传感器
（约20-50元/㎡），总预算约50-100元/㎡
Q:	⾼预算医院在2000㎡洁净区域，如何选择暖通⽅案？	A:	推荐⽅案：①独⽴新⻛+三级过滤（约300-500元/㎡）②恒温恒湿精密空调（约200-400元/㎡）③
正负压控制系统（约100-200元/㎡），总预算约300-600万元
⼗⼀、热点与趋势
11.1	⾏业热点
1.	 五恒系统在⾼端住宅市场快速增⻓
2.	 新⻛系统从可选变为标配
3.	 碳中和⽬标推动暖通系统节能升级
4.	 AI+暖通：智能预测+⾃适应控制
附录：关键标准号/参考⽂献
标准号 名称
GB	50736-2012 ⺠⽤建筑供暖通⻛与空⽓调节设计规范
GB/T	18883-2022 室内空⽓质量标准
GB	50118-2010 ⺠⽤建筑隔声设计规范
ISO	7730 热舒适度标准(PMV-PPD)
ASHRAE	62.1-2022 通⻛标准
ASHRAE	55-2020 热舒适标准
参考⽂献
1.	 Fanger,	P.O.	Thermal	Comfort.	McGraw-Hill,	1970.
2.	 WHO.	Guidelines	for	Indoor	Air	Quality.	2010.
3.	 杨昌智.	《暖通空调》.	中国建筑⼯业出版社,	2020.
4.	 ASHRAE.	ASHRAE	Handbook	-	HVAC	Applications.	2023.