《公共建筑节能设计标准》对新风设计规定的疑问
一、序言
一直以来,GB50189作为我国公共建筑节能的根本指导性规范而实行了数年之久，为我国建筑设计行业做出了巨大的贡献。笔者在使用这本规范的过程中，也并未就其内部公式以及各项数值产生过太多疑问。但是，随着时代的发展，由于公共建筑的节能呼声以及实施力度越来越高，这本规范内的一些问题也慢慢地浮出了水面，令从业人员困扰不已。其中一个就集中在
5.3.7及其条文解释关于新风量计算方法上。
二、算法介绍
关于新风量计算，2007年版本的暖通空调动力节能专篇（简称“专篇”）5.3.7条文内容如下：
当使用时间、温度、湿度、等要求条件不同和新风比相差悬殊的空气调节区域，不宜划分在同一个定风量全空气空调系统中。当全空气空调系统必须服务于不同新风比的多个空调区域，系统新风量应按下列公式确定：
GB50189（简称“规范”）中5.3.7，其条文内容基本相同，现摘录如下：
可见，规范与专篇内容论述是基本一致的，为了让广大设计人员彻底掌握这种方法，规范还在条文说明中举例如下：
三、数据分析
从上述算例中可以看出，z的选择是以新风需求量最大作为考量标准的，那么Voc应代表新风需求量最大房间的新风量。这里面同时产生出了一个疑问:修正后的总新风量要大于每个房间同时实际需求的新风量总合,那么,多出来的新风要做什么呢?多出来的新风负荷而导致的设备出力加大后,是否还需在盘管选型时考虑一定冗余度呢?
以对此公式的上述理解作为前提，在某实际工程设计应用中有四间主要房间，其新风以及总风量情况如下
房间用途在室人数新风量总风量新风比
房间1xx45015000.30
房间2xx1204000.30
房间3xx1809000.20
房间4xx60060000.10
笔者发现了一个奇怪的现象，即当各房间新风量需求一定时,最大的房间4由于房间负荷变化而导致的新风比发生变化，修正后的新风量产生了巨大的变化：
Vst Vsc未修正新风量修正后新
风量
Y X Z
88006000.001350.001281.550.150.150.10 68004000.001350.001287.520.190.200.15 58003000.001350.001307.180.230.230.20
52002400.001350.001337.140.260.260.25 48002000.001350.001375.800.290.280.30 45141714.291350.001422.470.320.300.35 43001500.001350.001477.100.340.310.40 41331333.331350.001540.020.370.330.45 40001200.001350.001611.940.400.340.50 38911090.911350.001693.930.440.350.55 38001000.001350.001787.460.470.360.60 3723923.081350.001894.460.510.360.65 3657857.141350.002017.510.550.370.70 3600800.001350.002160.000.600.380.75 3550750.001350.002326.460.660.380.80 3506705.881350.002523.050.720.390.85 3467666.671350.002758.350.800.390.90 3432631.581350.003044.620.890.390.95 3400600.001350.003400.00 1.000.40 1.00
分析图标如下
从图表中分析可知：当z取值在0.25~0.28时，可近似认为Vot等于Von 但当z取值进一步增大也就是新风比进一步提高，Vsc下降时，修正后的新风量发生了错误的偏移，这导致最大新风量达到了3400cmh(z=1)，新风量比修正前增大了150%，而实际没有一个房间的新风量发生变化。这完全背离了条文的
本意。
空调系统总送风量一定的前提之下公式是否还成立呢？
Vst Vsc未修正新风量修正后新
风量
Y X Z
88006000.001350.001281.550.150.150.10 88006000.001650.001590.360.180.190.15 88006000.001950.001908.790.220.220.20 88006000.002250.002237.290.250.260.25 88006000.002550.002576.350.290.290.30 88006000.002850.002926.490.330.320.35 88006000.003150.003288.260.370.360.40 88006000.003450.003662.240.420.390.45 88006000.003750.004049.080.460.430.50 88006000.004050.004449.440.510.460.55 88006000.004350.004864.040.550.490.60 88006000.004650.005293.660.600.530.65 88006000.004950.005739.130.650.560.70 88006000.005250.006201.340.700.600.75 88006000.005550.006681.260.760.630.80 88006000.005850.007179.920.820.660.85 88006000.006150.007698.440.870.700.90 88006000.006450.008238.030.940.730.95 88006000.006750.008800.00 1.000.77 1.00
结果同样令人失望,随着Z的增大，Y所对应的新风量持续增加，均超过了实际需求。
四、分析问题
根据上面的现象，笔者试图从公式本身寻找问题：
Y=X/(1+X-Z)（简称“公式”）
可以转化为(Von/Vst)/(1+(Von/Vst)-(Voc/Vsc))
进而转化为Von/(Vst+Von-Voc*Vst/Vsc)
进一步分析：Von作为基准量出现在公式中，其分母部分
(Vst+Von-Voc*Vst/Vsc)即为修正系数。从全空气空调风系统的负荷构成可以看出，不同房间所需风量权重对最后的修正起到了关键性作用，根据权重原理，如果一个房间的新风量虽然最大，但是其送风量占系统总送风量的比重很小，那么修正应很小。但公式中恰恰与此结论相反，出现了房间总风量权重越小，反而越影响最后修正的相反结果。再回到公式中，Voc/Vsc<1，再与Vst相乘，其结果就是通过局部新风比来修正总风量，这就出现了一个悖论：不同前提标准下的数值进行修正，虽然结果进行加权计算修正系数被控制在了0~1之间，Y值也有了一个介于X和Z之间的修正。但问题仍然出现，即Y对应的Vot不合理。
既然公式中忽略了最大新风需求房间对总送风量的权重因素，进而导致修正后新风量失调的问题，那么，是否可以通过弥补权重这一重要因素而影响结果呢。
公式中分母的问题在于X与Z并非是在同一基准上，而是各自量级的统计结果，这种结果缺乏统一的标准，故而并没有实际意义。如果将Z值改造成为以总送风量的权重进行统计为：(Von/Vst)/(1+(Von/Vst)-(Voc/Vst))
进而转化为Von/(Vst+Von-Voc)
那么，其数值在分析过程中呈现的规律就比较符合实际运行情况的特点：
新风总量一定Von Vst Vsc未修正新风量
修正后新
风量
Y X Z'倍率Y/X
合计135088006000.001350.001243.980.140.150.070.921465969合计135068004000.001350.001215.890.180.200.090.900662252合计135058003000.001350.001195.420.210.230.100.885496183合计135052002400.001350.001179.830.230.260.120.87394958合计135048002000.001350.001167.570.240.280.130.864864865合计135045141714.291350.001157.670.260.300.130.857530529合计135043001500.001350.001149.500.270.310.140.851485149合计135041331333.331350.001142.660.280.330.150.846416382合计135040001200.001350.001136.840.280.340.150.842105263合计135038911090.911350.001131.830.290.350.150.838393732合计135038001000.001350.001127.470.300.360.160.835164835合计135********.081350.001123.650.300.360.160.832330181合计135********.141350.001120.260.310.370.160.829821718
合计135********.001350.001117.240.310.380.170.827586207合计135********.001350.001114.530.310.380.170.825581395合计135********.881350.001112.090.320.390.170.823773324合计135********.671350.001109.880.320.390.170.822134387合计135********.581350.001107.870.320.390.170.820641913合计135********.001350.001106.020.330.400.180.819277108
在新风量一定的前提下，不同Z’值对比修正后新风量变化，当新风需求最大房间的回风量变小时，其权重相应减小，总新风量会略低于Von。
当总风量不变时：
Vst Vsc未修正新风量修正后新
风量
Y X Z'倍率Y/X
88006000.001350.001243.980.140.150.070.921465969 88006000.001650.001520.420.170.190.100.921465969 88006000.001950.001796.860.200.220.140.921465969 88006000.002250.002073.300.240.260.170.921465969 88006000.002550.002349.740.270.290.200.921465969
88006000.002850.002626.180.300.320.240.921465969 88006000.003150.002902.620.330.360.270.921465969 88006000.003450.003179.060.360.390.310.921465969 88006000.003750.003455.500.390.430.340.921465969 88006000.004050.003731.940.420.460.380.921465969 88006000.004350.004008.380.460.490.410.921465969 88006000.004650.004284.820.490.530.440.921465969 88006000.004950.004561.260.520.560.480.921465969 88006000.005250.004837.700.550.600.510.921465969 88006000.005550.005114.140.580.630.550.921465969 88006000.005850.005390.580.610.660.580.921465969 88006000.006150.005667.020.640.700.610.921465969 88006000.006450.005943.460.680.730.650.921465969 88006000.006750.006219.900.710.770.680.921465969
在总风量一定的前提下，不同Z’值对比修正后新风量变化，当新风需求最大房间的回风量变小时，其权重相应减小，总新风量会略低于Von。
五、总结
根据以上数据的分析，笔者认为，在实际工程运用中，以实际情况和同时使用率作为前提，将权重的概念引入到新风计算公式中的算法，更加符合实际运行控制要求。同时不会产生过大偏差。当然，这种观念和对计算公式的改造能否令广大工程设计人员认可，还需要大家的广泛讨论。