在全球積極應(yīng)對氣候變化、大力推動節(jié)能減排的大背景下，超低能耗建筑作為建筑行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑，正日益受到廣泛關(guān)注。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在建筑能耗中占據(jù)較大比重，其設(shè)計的優(yōu)劣直接關(guān)乎建筑的能耗水平與室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)。因此，探索適用于超低能耗建筑的通風(fēng)空調(diào)新技術(shù)，不僅是建筑節(jié)能的迫切需求，更是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的核心任務(wù)之一。

一、政策與標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)

近年來，各國政府紛紛出臺一系列政策法規(guī)，大力推動超低能耗建筑的發(fā)展，為通風(fēng)空調(diào)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用營造了良好的政策環(huán)境。在我國，國務(wù)院發(fā)布的《加快推動建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳工作方案》明確提出，到 2025 年，新建超低能耗、近零能耗建筑面積要比 2023 年增長 0.2 億平方米以上，并且建筑用能中電力消費(fèi)占比需超過 55% 。這一政策目標(biāo)的設(shè)定，為超低能耗建筑的規(guī)模化發(fā)展指明了方向，也對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性和智能化水平提出了更高要求。

與此同時，國家及地方層面相繼制定和完善了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為超低能耗建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計提供了明確的技術(shù)依據(jù)和量化指標(biāo)?，F(xiàn)行的《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51350 - 2019）對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)做出了嚴(yán)格規(guī)定：全熱回收裝置效率在嚴(yán)寒地區(qū)需≥70%，其他地區(qū)≥75%；新風(fēng)能耗方面，單位風(fēng)量耗功率必須≤0.25W/(m³/h)；建筑氣密性要求換氣次數(shù)≤0.6 次 /h（10Pa 壓力差） 。此外，上海、北京等地還結(jié)合本地實際情況，出臺了更為嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。以上海市為例，其《上海市超低能耗建筑技術(shù)導(dǎo)則》明確要求通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗較基準(zhǔn)建筑降低 40% 以上 。這些政策與標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，猶如指揮棒一般，引導(dǎo)著通風(fēng)空調(diào)行業(yè)朝著高效、節(jié)能、環(huán)保的方向持續(xù)發(fā)展。

二、通風(fēng)空調(diào)新技術(shù)的蓬勃發(fā)展

2.1 高效熱回收技術(shù)

熱回收技術(shù)作為降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要手段，在超低能耗建筑中得到了廣泛應(yīng)用與不斷創(chuàng)新。全熱交換器是目前應(yīng)用較為普遍的一種熱回收設(shè)備，常見的類型有轉(zhuǎn)輪式和板式。例如，在夏熱冬冷地區(qū)，許多建筑采用了板式全熱交換器的新風(fēng)空調(diào)一體機(jī)，其顯熱回收效率可達(dá) 70% 以上，使得全年單位面積耗電量僅為 29.4kWh/m²，遠(yuǎn)低于湖南省規(guī)定的 50kWh/m² 的標(biāo)準(zhǔn)限值 。這種設(shè)備能夠有效地實現(xiàn)排風(fēng)與新風(fēng)之間的顯熱和潛熱交換，大大減少了新風(fēng)處理所需的能耗。

溶液循環(huán)式熱回收技術(shù)則是一種新興的高效熱回收方式，它通過噴淋溶液來實現(xiàn)新風(fēng)與排風(fēng)的間接熱交換。該技術(shù)的全熱回收效率可在 50% - 85% 之間波動，并且在熱回收的同時還具備一定的空氣凈化功能，尤其適用于濕度較高的地區(qū)，能夠在保證室內(nèi)空氣品質(zhì)的同時，顯著降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的能耗。

2.2 智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)的引入，為通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的高效運(yùn)行提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，使其能夠根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境的實時變化進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，從而實現(xiàn)節(jié)能與舒適的雙重目標(biāo)。需求響應(yīng)通風(fēng)（DRV）技術(shù)便是其中的典型代表，它通過安裝在室內(nèi)的 CO?濃度傳感器、人員密度傳感器等設(shè)備，實時監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié)新風(fēng)量。以武漢二七沿江商務(wù)核心區(qū)項目為例，該項目借助智能傳感器實時感知室內(nèi)環(huán)境狀況，當(dāng)室內(nèi)人員密度較低或 CO?濃度處于正常范圍時，系統(tǒng)自動減少新風(fēng)量供應(yīng)，從而使新風(fēng)能耗降低了 30% 。

此外，基于人工智能（AI）的優(yōu)化策略也逐漸在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中嶄露頭角。通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ呢?fù)荷變化進(jìn)行精準(zhǔn)預(yù)測，并據(jù)此動態(tài)調(diào)整空調(diào)的運(yùn)行模式。上海設(shè)計大廈在改造過程中，采用了大金 VRV 智能空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)的智能算法，對空調(diào)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時優(yōu)化，最終實現(xiàn)了空調(diào)能耗降低 30%，一次能源消耗減少 51.9% 的顯著成效 。

2.3 高效熱泵與可再生能源整合

將高效熱泵技術(shù)與可再生能源相結(jié)合，是實現(xiàn)超低能耗建筑能源可持續(xù)供應(yīng)的重要途徑。地源熱泵與光伏一體化系統(tǒng)在眾多項目中得到了成功應(yīng)用。例如，雄安自貿(mào)試驗區(qū)交流展示中心充分利用當(dāng)?shù)氐牡責(zé)豳Y源和太陽能資源，建設(shè)了 60 口地源熱泵井，并在屋面安裝了 150 平方米的光伏采光天窗。該系統(tǒng)每年可發(fā)電 25.25 萬 kWh，實現(xiàn)了可再生能源利用率 100%，同時每年減少 CO?排放 190 噸 ，為建筑提供了清潔、穩(wěn)定的能源供應(yīng)。

空氣源熱泵與蓄能技術(shù)的組合應(yīng)用也具有顯著的節(jié)能優(yōu)勢。武漢中法生態(tài)示范城文化體育中心項目采用 “太陽能 + 空氣源熱泵” 的模式提供生活熱水，并配備了蓄冷水箱。在夜間低谷電價時段，利用空氣源熱泵制取冷水并儲存于蓄冷水箱中，白天高峰電價時段則利用蓄冷量滿足部分空調(diào)負(fù)荷需求，實現(xiàn)了 “削峰填谷” 的效果，使系統(tǒng)能效提升了 40% 。

2.4 低能耗設(shè)備與氣流組織優(yōu)化

采用低能耗設(shè)備和優(yōu)化氣流組織形式，對于降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗、提高室內(nèi)環(huán)境舒適度具有重要意義。永磁同步電機(jī)風(fēng)機(jī)因其高效節(jié)能的特性，在超低能耗建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。例如，海潤 ESV 智能通風(fēng)系統(tǒng)采用直流無刷外轉(zhuǎn)子電機(jī)作為風(fēng)機(jī)動力源，其能耗僅為傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的 1/3，運(yùn)行過程中噪音低至 18 分貝，節(jié)能率高達(dá) 40% - 65% 。

在氣流組織優(yōu)化方面，置換通風(fēng)與自然通風(fēng)相結(jié)合的模式在許多建筑項目中取得了良好效果。上海建科中心采用 “機(jī)械新風(fēng) + 自然通風(fēng)” 的混合通風(fēng)模式，在過渡季節(jié)，通過合理開啟外窗，充分利用自然通風(fēng)，延長了非空調(diào)運(yùn)行時間，使其較以往增加了 10% 以上。同時，該建筑配備的全熱回收新風(fēng)系統(tǒng)效率達(dá)到 65%，有效降低了通風(fēng)能耗，提升了室內(nèi)空氣品質(zhì) 。

三、典型案例剖析

3.1 上海建科中心 —— 零碳示范項目的典范

上海建科中心作為零碳示范項目，在通風(fēng)空調(diào)設(shè)計方面集成了多項先進(jìn)技術(shù)，為行業(yè)樹立了標(biāo)桿。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)方面，采用了三玻兩腔充氬氣外窗，其傳熱系數(shù)低至 1.4W/(m²?K)，大大減少了窗戶的熱量傳遞；屋面則采用真空絕熱板，保溫性能相較于傳統(tǒng)屋面提升了 70% ，有效降低了建筑的冷熱負(fù)荷。

通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)方面，配備了全熱回收新風(fēng)系統(tǒng)，熱回收效率高達(dá) 65%，最大限度地回收了排風(fēng)中的能量；同時采用地源熱泵與光伏一體化技術(shù)，每年光伏發(fā)電量可達(dá) 7900kWh，為建筑提供了部分電力支持。此外，該建筑還引入了智能控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)室內(nèi) PM2.5 和 CO?濃度自動調(diào)節(jié)新風(fēng)量。通過一系列技術(shù)措施的綜合應(yīng)用，上海建科中心實現(xiàn)了綜合節(jié)能率 53%，可再生能源利用率 5.98%，全年供暖空調(diào)能耗≤20kWh/m² 的優(yōu)異成績 。

3.2 雄安自貿(mào)試驗區(qū)交流展示中心 —— 零碳建筑的杰出代表

雄安自貿(mào)試驗區(qū)交流展示中心致力于打造零碳建筑，在通風(fēng)空調(diào)技術(shù)應(yīng)用上獨(dú)具特色。屋面大規(guī)模鋪設(shè)光伏板，并結(jié)合采光天窗設(shè)計，每年光伏發(fā)電量高達(dá) 25.25 萬 kWh ，為建筑提供了充足的清潔能源。地源熱泵系統(tǒng)通過 60 口地源熱泵井實現(xiàn)高效供暖制冷，與傳統(tǒng)電采暖方式相比，能耗降低了 70% 。同時，該項目還配備了蓄能系統(tǒng)，利用夜間低谷電價時段進(jìn)行蓄冷，供日間使用，不僅有效降低了運(yùn)行成本，還實現(xiàn)了電力的移峰填谷。通過這些技術(shù)的協(xié)同作用，該建筑實現(xiàn)了可再生能源利用率 100%，每年減排 CO? 190 噸，并且室內(nèi)溫濕度全年穩(wěn)定保持在 20 - 26℃/37% - 64% 的舒適區(qū)間 。

3.3 武漢二七沿江商務(wù)核心區(qū)項目 —— 超低能耗辦公建筑的范例

武漢二七沿江商務(wù)核心區(qū)項目在打造超低能耗辦公建筑方面進(jìn)行了積極探索。區(qū)域供能系統(tǒng)是其一大亮點(diǎn)，通過市政江水源能源站為建筑提供冷熱源，相較于傳統(tǒng)供能方式，能效比提升了 35% 。新風(fēng)系統(tǒng)采用全熱交換器，熱回收效率達(dá)到 75%，有效減少了新風(fēng)能耗。此外，項目還構(gòu)建了能耗實時監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)照{(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測與調(diào)控，實現(xiàn)了空調(diào)能耗降低 30% 的目標(biāo) 。通過一系列節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，該項目節(jié)能率達(dá)到 75% 以上，單位面積年耗電量較基準(zhǔn)建筑減少了 50% 。

3.4 上海設(shè)計大廈改造 —— 既有建筑超低能耗升級的成功實踐

上海設(shè)計大廈在既有建筑改造過程中，通過采用先進(jìn)的通風(fēng)空調(diào)技術(shù)，實現(xiàn)了超低能耗升級。在空調(diào)系統(tǒng)方面，選用大金 VRV 熱回收 R 系列多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域同時供冷供熱，部分負(fù)荷能效比 COP 高達(dá) 9.6 。獨(dú)立溫濕度調(diào)節(jié)技術(shù)的應(yīng)用，避免了傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)因過度除濕導(dǎo)致的能耗浪費(fèi)問題。此外，該建筑還創(chuàng)新性地采用了交直流混動技術(shù)，能夠兼容光伏供電，在直流模式下運(yùn)行時，能效提升了 20% 。經(jīng)過改造，上海設(shè)計大廈空調(diào)能耗降低了 30%，一次能源消耗減少了 51.9%，同時室內(nèi) PM2.5 濃度始終保持在≤35μg/m³ 的優(yōu)良水平 。

四、技術(shù)發(fā)展趨勢展望

展望未來，超低能耗建筑通風(fēng)空調(diào)技術(shù)將呈現(xiàn)出以下幾個重要發(fā)展趨勢。一是深度耦合可再生能源。隨著 “光儲直柔” 系統(tǒng)（光伏 + 儲能 + 柔性用電）在雄安、上海等地的逐步推廣應(yīng)用，建筑將從單純的能源消耗體向 “產(chǎn)能型” 建筑轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高能源自給率，減少對傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴 。

二是數(shù)字化與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合。借助 AI 算法的不斷優(yōu)化，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)將具備更強(qiáng)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)調(diào)節(jié)能力。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，實時采集和分析大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的精細(xì)化管理與優(yōu)化運(yùn)行 。

三是材料與設(shè)備的持續(xù)革新。新型熱回收材料，如具有高效熱傳導(dǎo)和熱交換性能的石墨烯涂層材料，以及高效磁懸浮壓縮機(jī)等先進(jìn)設(shè)備的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，將進(jìn)一步提升通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的性能和能效水平 。

綜上所述，超低能耗建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)計正處于技術(shù)創(chuàng)新與變革的關(guān)鍵時期。通過政策的引導(dǎo)、技術(shù)的創(chuàng)新以及示范項目的帶動，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)正從傳統(tǒng)的單一節(jié)能模式向 “低碳、舒適、智慧” 的綜合目標(biāo)邁進(jìn)，為實現(xiàn)建筑行業(yè)的 “雙碳” 目標(biāo)提供堅實的技術(shù)支撐。在未來的發(fā)展中，隨著各項新技術(shù)的不斷成熟與廣泛應(yīng)用，超低能耗建筑必將在建筑領(lǐng)域占據(jù)更為重要的地位，為創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的美好未來做出更大貢獻(xiàn)。