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EN 16798 及其他标准: 从欧洲法规看湿度
2020.06.27   点击78次

图 1:欧盟规范 2018/844 正式名称“建筑能效规范”(EPBD)

简介

对于暖通空调 (HVAC) 系统,目前国际上有许多关于住宅和非住宅区域内的法规。从建筑角度来看,EN 16798 系列标准最为重要。这些标准关注的焦点始终是室内空气质量及空气卫生。另外,节能的重要性也在不断提升。法规、标准或指令的要求涉及多种方面,既包括系统交付、执行和运行的测试和测量步骤,还涵盖系统的卫生、卫生检查或维护与维修。

但在国际标准和法规中,室内湿度的实际重要性有多高?现状又是怎样呢?让我们来看一个示例:自 2018 年 1 月 1 日起,欧洲对非住宅通风系统已实施全新的最低热回收效率标准。

对于闭环系统,新标准是 68%,对于旋转式和板式热交换器,则为 73%。这是《节能化设计规范》(Ecodesign Directive) 中的规定,更确切地说,这是欧盟法规 1253/2014“通风设备节能设计要求”所实施的标准。目前,欧洲行业协会 Eurovent 和 EVIA 正着手将湿气回收效率纳入欧盟法规,并研究提高非住宅通风系统热量和湿气回收效率方面的措施。这将涉及除湿(冷却)以及加湿和防霜所需的能耗。因此,看上去重要性很高。

建筑本身

说到欧洲法规,首先应注意的就是“建筑能效规范 2018/844”(EPBD)。该规范由欧洲议会于 2018 年 5 月修订并颁布。EPBD 为进一步提高建筑能效提出新的要求,推动实现 2050 年温室气体排放量减少目标与建筑材料脱碳,因为据委员会表示,这部分二氧化碳排放量约占欧盟 2018 年全部排量的 36%。但与此同时,确保舒适性和空气质量也十分关键。细究起来,所谓的“室内气候”显然包括所有可能的参数,但其中却没有关于室内空气湿度的说明。下面是三个示例:

·在第 13 条中,提到了 2009 年世界卫生组织准则。其中规定:“关于室内空气质量,优秀的建筑应能够提供更高的舒适度和幸福感,并提高健康水平。热桥、保温不良及空气通道未规划都可能会导致表面温度低于空气露点并产生湿气。因此,需要确保建筑中包括阳台、窗户、屋顶、墙壁、门和地板的各个部分都完全且均匀地保温,并且应特别注意防止建筑内的表面温度降到露点温度以下。”

·第 21 条则就室内气候监测进行了阐述,具体如下:“在现有的建筑当中安装自调节装置,或在建筑的指定供热区域安装调节装置,应当考虑经济上的可行性,比如成本低于更换加热器总成本的 10% 的情况下。”

·此外,EPBD 第 36 条关于室内空气湿度监测义务的规定也较为模糊:“执行检查时,为了真正实现建筑能效改善,应将目标定为在实际使用条件下提高供暖系统、空调系统和通风系统的实际能效。这种系统的实际性能取决于典型或普通运行条件下动态变化的能耗……”

新的 EN 16798 阐述了详细信息

“建筑能效法规”给出了指导原则,但未就系统工程的细节进行说明。因此,规划时需要参考另一项欧洲法规:EN 16798“建筑能效 (Energy Performance of Buildings)”。此法规被视为 EPBD 的实施标准,并已成为欧洲通风和空调技术方面的主要法规。

标准/TR旧编号内容
EN 16798-1
TR 16798-2
EN 15251室内气候条件和使用模式
EN 16798-3
TR 16798-4
EN 13779通风和空调系统及房间制冷系统的性能要求
EN 16798-5
TR 16798-6
EN 15241通风系统的能效计算
EN 16798-7
TR 16798-8
EN 15242建筑通风效率的计算方法
EN 16798-9
TR 16798-10
EN 15243
(部分)
制冷系统能耗的计算方法
EN 16798-11
TR 16798-12
EN 15243
(部分)
负载计算
EN 16798-13
TR 16798-14
EN 15243
(部分)
制冷系统的计算方法
EN 16798-15
TR 16798-16
EN 15243
(部分)
制冷系统能量需求的计算方法 – 仓库
EN 16798-17
TR 16798-18
EN 15239
EN 15240
通风系统检查指南

表 1:EN 16798 系列标准主要涉及建筑总体能效方面,共分为九个部分外加九份技术报告。随着白皮书的发布,以前的许多标准已失效。

此系列标准分为 18 个部分,于 2015 年 7 月出台,第 1 部分为“建筑能效设计和评估的室内环境输入参数,涵盖室内空气质量、热环境、照明和声音”。实际上,第 1 部分是在 2019 年 5 月经过成员国二级审批流程后才颁布的。这是在 EN 15251“室内环境输入参数”基础上调整的所得到法规,调整后原法规失效。其中将基于主动加湿和除湿的房间舒适度分成三类,并规定了冬季和夏季的最低和最高温度。在新的第 1 部分中,类别 IV 已被纳入 EN 16798。此外,还出台了全部四个类别的相对室内空气湿度。每个类别根据天气、室温和使用类型规定了 20% 和 70% 的最小值和最大值。此外,EN 16798 第 1 部分建议始终将室内绝对空气湿度控制在 12g/kg 以下。

对于建筑规划、设计和节能运行方面,EN 16798 第 3 部分适用。此部分涵盖了适合人类居住而无工业和工艺工程应用项目的非住宅建筑中通风和空调系统及房间制冷系统的设计。第 3 部分采用了修订后的 EN 13779“非住宅建筑的通风 - 通风和房间空调系统的性能要求”中的大部分内容。但其中也就空气过滤、热回收和送风质量对设备和系统技术提出了新的要求。其余内容则特别指出,HVAC、空调和房间制冷系统会影响室内热环境、室内空气质量、室内空气湿度及房间的噪音,以及必须控制送风端的湿度,避免结露。这在如何确保达到建议的室内空气湿度或空气质量问题上与第 1 部分相契合。

下面的 EN 16798 第 5 至 15 部分给出了与机械通风系统(包括供暖、制冷和分配)相关的各种计算方法。其中考虑了第 1 部分中所推荐送风量中的湿气含量,以便确保室内空气湿度及加湿和除湿所需的辅助能量达到要求。这取代了之前的欧盟标准 15241、15242 和 15253(此等欧盟标准也给出了不同的计算方法)。

最后但同样重要的是,EN 16798 的第 17 部分“通风和空调系统检验”。它取代的是之前的 EN 15239“通风系统检验指南”和 EN 15240“空调系统检验指南”。在湿度方面,它主要关注防结露和卫生问题。鉴于此,在检验过程中必须记录、测试和评估湿度,以及流动空气和通风系统的其他各种参数和特性。相关规程请参考 EN 12599“关于空调和通风系统交付的测试程序和测量方法”。该法规指定了用于在交付时确定所装系统可用性的测试、测试程序和测量仪器,例如全新的 testo 400 ;这些测量工作在交付前、交付中和交付后都需要进行。德图的通用测量仪为用户带来的巨大优势在于,测量程序符合标准并且文书内容齐全,既包含照片也有文字。由于检验的主要目的就是向建筑运营商和业主提供建议,EN 16798 第 17 部分说明了检查报告的组织方式,从而帮助在保持可接受的室内气候条件的同时降低系统能耗。

图 2:摘自就修订欧盟法规 1253/2014“通风设备生态设计要求”和考量湿气回收系统参数问题向欧盟委员会提交的意见书。

从“可以”到“必须”

欧洲 EN 16798 系列标准就房间、通风系统和建筑内的空气湿度提出了许多规范。但这些规范都不具有强制性,也不能理解为法律要求。它们旨在作为建议,指导如何根据室内温度和所处季节保持室内空气的相对湿度。此外,只有在带有工艺装置的空调或通风设备对送风或排风进行加湿或除湿时,上述第 1 至 17 部分的湿度要求才适用。通常的适用情况是,对湿度敏感的货物和存储设施、生产工艺或医疗设施因其他原因而设置湿度规范,以及商用制冷系统因温度低于零度所产生的过量湿气而有结冰风险等。此时,必须确保用于调节室内湿度而使用的额外能源应尽可能高效地利用,同时保证冷凝水不会在通风设备、供应管路或再冷却设备中造成任何卫生问题。因而,在空调和通风系统使用生命周期内需要进行定期检查。

欧洲行业协会 Eurovent 和 EVIA 当前正在寻求另一套方法。他们就欧盟法规 1253/2014“通风设备生态设计要求”发表了意见书,表明将在 2020 年即将执行的修订程序中引入系统参数“c”,从而考量通过吸附转子、移动式储罐或膜式热交换器回收空气湿度的效率。根据上述 EN 16798 第 1 部分的四个类别及其附件中所述的建筑用途类型,米兰、巴伦西亚、奥斯陆和慕尼黑等城市已执行模拟计算并取得了阶段性成果。据此,即使在最不利的环境条件下,也可以将因子 c = 0.08 添加到当今法律要求的热回收系数计算中。

这是因为室内湿气会被回收,完全不必耗费额外能量。由于在夏季时排风比室外空气干燥,因此除湿有较高的效益。鉴于此,除湿成为了制冷中最重要的部分,这意味着,根据在欧洲的所处位置,机械制冷系统的尺寸可以大幅减小。此外,在冬天对排风进行干燥可防止热交换器结冰,从而无需采取额外的耗能措施来防止结冰。

图 3:欧洲城市湿气回收系统参数“c”的模拟计算。以红色表示“全年每周工作 5 天,每天工作时间是从早上 7 点至下午 6 点”工作情况的计算结果。

最后一个表(图 3)来自 Eurovent,其中以红色表示“全年每周工作 5 天,每天工作时间是从早上 7 点至下午 6 点”工作情况的计算结果。这与无数办公或行政大楼等情况的使用模式相符。

如果 Eurovent 和 EVIA 成功获得许可,则在建筑评估中,非住宅建筑中的通风系统很快就会加入热回收效率以及室内空气湿气回收效率的内容。顺便提一下,本文开头提到的“建筑能效指令”实际上就有此要求。归根结底,正如第 7 条所述:

“2015 年在《联合国气候变化框架公约》第 21 次缔约方大会 (COP 21) 上通过的气候变化《巴黎协定》将会加强欧盟在实现建筑材料脱碳方面的工作。考虑到欧盟近 50% 的能源用在了供暖和制冷上,并且其中 80% 用在了建筑上,因此要实现欧盟能源和气候目标,欧盟需要优先考虑能效,秉持“能效优先”原则并考虑部署可再生能源,革新建筑材料。”

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