独立新风系统在学校建筑中的应用

摘要：阐述了学校空调系统的特点以及存在的主要问题，说明了在学校建筑中采用独立新风系统的好处，通过一项工程实例分析表明，在教室采用独立新风系 统时，室内无需安装空调设备，系统无回风，经济比较结果证实：无论是一次投资还是运行费用，独立新风系统均优于传统的风机盘管系统，而且人体更舒适，空气 品质更好。

1 引言
随着我国经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，国家对教育事业的投入逐年增加，学校的收费政策也相应进行了改革，因此学校的环境有了明显的改善，在大 中城市，愈来愈多的学校，包括大学、中学、小学，甚至是幼儿园都采用了集中空调系统。
学校空调建筑，不同于一般办公建筑，由于人员密集，且是长时间停留，服务对象又是青、少年或儿童，因此对空调系统已经不仅仅是一个室内温度控制问题，室内 空气质量和人体舒适感，都需要高度重视。另一方面，学校对空调系统的一次投资，尤其是运行费用特别关注，其经济性往往成为能否采用空调系统的关键。
最近几年，在国外，尤其是欧美等工业发达国家，对学校的空调系统也表示了极大的关注[1-4]，空调新技术、新方法、新设备陆续应用到学校建筑中，在节能 和降低一次投资，尤其是改善室内空气品质和人体舒适感方面取得了十分显著的效果，这些技术和经验值得借鉴。
2 学校空调系统的特点以及存在的问题
学校建筑，包括：教室、图书馆、会议室、办公室、实验室、多媒体教室等，在空调通风设计上具有以下特点：① 室内人员密集，人体热、湿负荷占据了夏季空调负荷的绝大部分，同时由于室内人体散湿量大，再加上照明负荷，相比之下，建筑负荷在室内空调负荷当中所占比例 较小；② 室内人员密集，因此新风负荷在空调负荷当中所占比例很大；③室内人员密集，室内空气质量低下，长时间逗留容易影响人体健康；④ 即使在采用空调的情况下，由于室内人员密度高，室内相对湿度大（一般高于60%），因此室内人员容易产生闷热的感觉；⑤ 学校建筑的空调系统耗电量高，据统计，空调系统的耗电量占到建筑耗电量的７０％以上，因此空调节能任务重。
国内学校建筑的集中空调系统，一般是采用常规冷水机组为冷源，空调系统则主要是全空气系统或风机盘管系统，这些空调系统用于学校建筑时，其主要缺点是：① 空调噪声大，冷凝水盘容易滋生细菌和微生物，室内空气质量不佳；② 采用风机盘管机组时，由于空调设备除湿能力差，室内相对湿度较大，人体感觉不舒适；③采用风机盘管机组时，室内需要有吊顶；④ 采用全空气系统时，由于教室送风量大，为了降低空调系统噪声，风管采用低风速，送风和回风风管尺寸过大，布置困难；⑤ 采用全空气系统时，因为有回风，不利于抵御流行性疾病的侵袭。
3 独立新风系统的特点
独立新风系统（DOAS）是当今国际上最先进的空调系统之一[5]，该系统的主要特点是:室外新风通过全热交换器和低温送风新风机组处理后，送入室内，室 内全部潜热负荷和部分（或者全部）显热负荷被低温干燥的新风所消除，当室内显热负荷无法全部由新风消除时，则由室内显冷设备承担，空调末端装置干工况运 行。独立新风的空调系统用于学校建筑时，具有以下突出的优点：① 由于采用低温送风，室内相对湿度较低，人体更加舒适，室内空气质量更高；② 人员密集的教室和会议室，由于新风量大，因此室内无需再安装显冷设备，新风可以消除全部的空调负荷；③ 当室内需要安装显冷设备时（如办公室，实验室等），空调末端设备干工况运行，避免了冷凝水产生的细菌和霉菌孳生的问题，室内空气品质得以改善，有利于人体 健康；④ 室内无回风，对于学校这类人员高度集中的场所，大大改善了室内空气质量，在流行性疾病爆发期间，极大降低了传染源扩散的可能性；⑤ 送风量小，因此风管尺寸较小，末端设备运行噪声低，满足学校建筑对设备噪声要求高的需要；⑥ 系统一次投资和运行费用低于常规空调系统。
4 实例分析
本文通过一项工程实例，详细分析了在学校教室采用独立新风系统的可行性和优点。实例为广州某中学，由于篇幅有限，仅以教学楼一部分进行分析，如图1所示。其中合班教室尺寸为11.5m×9m（长×宽），普通教室尺寸9.6m×6m（长×宽）。
4.1 基本参数


1） 广州室外设计参数：
夏季干球温度：33.5℃;夏季湿球温度：27.7℃;大气压力：