夏热冬暖地区健康建筑室内外环境解决方案
——以佛山万国府MOM为例

贾岩 臧一品 王嘉 / JIA Yan, ZANG Yipin, WANG Jia

贾岩 臧一品 王嘉 / JIA Yan, ZANG Yipin, WANG Jia

佛山万国府MOM项目位于广东省佛山市南海区，属于中国夏热冬暖气候区域。为保障室内健康舒适环境，项目采用了户式温湿分控新风空调系统——“恐龙贰号”。该系统在满足室内温湿度控制需求的前提下，可净化室内空气并提供新风。在住区健康室外环境方面，打造以运动健身与人文交流为核心主旨的活力社区。希望通过本项目案例的介绍，为健康建筑在夏热冬暖区域的发展提供借鉴意义。

健康建筑 夏热冬暖 恐龙贰号 活力社区

居民健康问题是现阶段国际社会与各国政府所关注的主要问题，而建筑的健康性能与建筑使用者的身心健康关系密切。1981年国际建筑师联合会第十四届世界会议通过的《华沙宣言》，明确将“建筑－人－环境”作为一个整体的概念，标志着建筑学进入环境健康时代。2001年在荷兰举行的健康建筑国际年会上，健康建筑被赋予了较为明确的定义：一种体现在住宅室内和住区的居住环境的方式，不仅包括物理测量值，如温度、通风换气效率、噪音、照度、空气品质等，还需包括主观性心理因素，如平面和空间布局、环境色调、私密保护、视野景观、材料选择等，此外工作满意度、人际关系等也包括在内。

图1 佛山万国府MOMV效果

与当下主导流行的绿色建筑相比，健康建筑是人们生活更深层次的发展需求，也是我国建筑领域发展的重要趋势之一。为贯彻“健康中国”战略部署，提高人民健康水平，营造健康的建筑环境和推行健康的生活方式，指导健康建筑建设，由中国建筑科学研究院会同有关单位制定的中国建筑学会标准《健康建筑评价标准》（T/ASC02－2016）于2017年1月6日发布实施。该标准从空气、水、舒适、健身、人文、服务6项指标规范了健康建筑的设计与运营评价。该标准指标体系充分考虑了健康建筑的特点和我国国情，将对规范健康建筑评价、指导健康建筑建设、促进我国健康建筑行业发展发挥重要作用。

1 项目概况

该项目是首批依据《健康建筑评价标准》参评“健康建筑”的项目之一，并最终获得了三星级设计标识认证，项目还将申请三星级运营标识认证，目前正在进行前期的准备工作。

2 气候环境背景

2.1 气候特征

任何建筑设计都需适应目标地区的气候。本项目位处华南夏热冬暖地区，雨热同季、春湿多阴冷、夏长无酷热、秋冬暖而晴旱，长年气温高且湿度大，气温的年较差与日较差都小，太阳辐射强烈，雨量充沛。

华南地区还会出现相对独特的天气现象“回南天”，即每年春天，气温开始回暖而湿度开始回升的现象。华南属于典型的海洋性亚热带季风气候，每年3～4月，从我国南海吹来的暖湿气流，与从北方南下的冷空气相遇，形成静止锋，使华南地区的天气阴晴不定、非常潮湿，期间有小雨或大雾，在通风较差的地方，地面、墙面会形成凝水（图2）。

图2 “回南天”天气出现的墙面、地面凝水现象

选取距离佛山较近的广州作为典型城市，根据其典型年气象数据（中国气象局气象信息中心气象资料室 等，2005），得出全年各月各范围的温度和湿度分布统计（图3、4）。温度方面：夏季气温炎热，持续时间长，空调制冷为住户的主要需求；冬季温暖，但12月至次年2月也有一定比例的时间气温在10℃以下，有一定的供热需求；春、秋季的气温较为适宜。湿度方面：各月相对湿度普遍较高，春、夏季有一半以上的时间相对湿度高于80%，有显著的除湿需求。

图3 广州各月各范围的温度分布统计

图4 广州各月各范围的相对湿度分布统计

图5 广州各月空气质量指数分布情况

2.2 空气质量

根据“中国空气质量在线监测分析平台”的数据（图5），2014年初至2017年初广州各月空气质量具有以下特点：总体空气质量较好，各月空气质量指数大部分时间保持在“优”和“良”的水平；但在2014年初、2017年初出现了整体空气质量污染加重的情况。在华南地区经济发达的大中城市，道路车流量通常较大，受汽车尾气和行车扬尘的影响，附近住宅对新风净化有较强的需求。

根据以上广州市的温度、湿度和空气质量数据分析结果，在夏热冬暖的华南地区，住宅若要达到健康建筑要求的室内品质，对空调系统最主要的功能需求是：夏季制冷、冬季过冷时供热、新风除湿和空气质量较差时新风净化。

3 室内健康解决方案

3.1 夏热冬暖地区住宅传统空调方式

当前，在夏热冬暖的华南地区，住宅常用的通风方式为使用分体空调和开窗通风，这两种方式设备简单、造价较低，能够解决全年大部分时间的制冷和通风需求，但也存在一些缺点，例如使用空调和开窗通风不能同时进行，在室外出现噪声或污染的情况下关窗则无法实现通风。

华南地区居民应对春季回南天现象所采用的传统方法为：每天早晚紧闭窗户，放置除湿包并开启分体空调除湿等。关窗虽然阻止了湿气但无法进行通风换气；分体空调冷冻除湿会降低室内温度，增加阴冷感。

近年来，一些高品质住宅项目普遍安装了独立户式新风系统，可以在关窗时向室内送入洁净的新风，但该系统只能对室外风进行过滤净化，并不具备调节温湿度的功能。

随着居民生活水平的提高，住户对更加舒适健康的室内环境的需求越来越强烈。根据夏热冬暖地区的气候特征及常规空调新风方案的优缺点，笔者所在技术团队开发了新型分户式恒温控湿空调系统——“恐龙贰号”（AirDino No.2），该系统在满足室内温湿度控制需求的前提下，可净化室内空气并提供新风。

3.2 分户式恒温控湿空调系统

“恐龙贰号”以满足夏热冬暖地区住宅较高的品质需求为目标，将户式中央空调、新风机、除湿机整合在一起，兼具夏季制冷、冬季制热、新风除湿、空气净化等功能，具有主机集成度高、结构紧凑、功能齐全、安装简便的特点，适用户型建筑面积约为90～200m2。

分户式恒温控湿空调主机由风水处理机组和冷热源机组两部分构成（图6、7），又分为新风系统和空调水系统。冷热源机组包含两系统的压缩机、四通阀和室外热交换器，风水处理机组的水系统包含膨胀阀和板换，风系统包含混风段、过滤器、送风机、新风直膨盘管、回热盘管和电磁阀（仅除湿模式开启）。主机的运行原理为（图8）：冷热源机组为风水处理机组提供处理新风和空调水的制冷剂；风水处理机组将制冷剂的冷热量传递给空调水系统，供应室内空调末端；风系统的过滤器采用双级过滤，第一级为中效可清洗过滤器，第二级采用高效粒子空气（High Efficiency Particulate Air，HEPA）过滤器，大面积低阻净化，确保室内PM2.5浓度达标。采用超低噪音，无刷直流无极调速风机送风，可实现0～100%风量调节；采用比例阀门调节新风，可手动或自动调节。

图6 分户式恒温控湿空调加末端系统（天棚辐射系统）BIM示意

分户式恒温控湿空调系统可实现的效果如下：

（1）湿度健康可控：无论是冬、夏季，还是梅雨季、回南天，系统都能将室内湿度控制在最健康的范围内；不但保证体感舒适，而且可有效抑制各种霉菌的繁殖，保持健康环境。

（2）清新空气：高效过滤室外新风，向室内送入洁净空气，不但解决了室外污染情况下的新风需求，还可以有效降低室内CO2浓度，保持室内空气健康。

（3）制冷、制热与高效节能：结合特殊设计的压缩机和冷凝器、蒸发器，科学控制空调供水温度；由风系统负担湿负荷，水系统不必在低温除湿工况下运行，可提高夏季供水温度；与普通户式单元空调相比，机组能效比（Coefficient of Performance，COP）显著提高30%以上，降低了使用成本。

分户式恒温控湿空调系统具有制冷、制热、除湿和新风4种运行模式，各个模式的运行原理为：

（1）制冷模式：冷热源机组中的室外热交换器为冷凝器，风水处理机组中的热交换器为蒸发器，除湿电磁阀关闭。室内回风和室外新风混风后经过滤器过滤、蒸发器降温除湿后送入室内；空调水经板换降温后送入室内空调末端（图9）。

（2）制热模式：冷热源机组中的室外热交换器为蒸发器，风水处理机组中的热交换器为冷凝器，除湿电磁阀关闭。室内回风和室外新风混风后经过滤器过滤、冷凝器加热后送入室内；空调水经板换升温后送入室内空调末端（图10）。

（3）除湿模式：在室外空气温度适宜但高湿的情况下，向室内送入除湿后的新风，空调水系统不运行。此时除湿电磁阀打开，再热盘管作为冷凝器工作。室内回风和室外新风混合，经过滤器过滤、蒸发器降温除湿后，需要再经回热盘管加热到适宜温度后送入室内，防止新风除湿后室内温度过低（图11）。

（4）新风模式：在室外温湿度适宜的情况下，风、水系统压缩机均不运行，室内回风和室外新风混合后经过滤器过滤后送入室内。

分户式恒温控湿空调末端采用风机盘管与置换地送新风相结合的形式，运行原理如图12所示。两管制卧式暗装风机盘管承担室内负荷，连接至风水处理机组。夏季设计供回水温度为16/20℃（由于主要湿负荷由风系统负担，水系统可以提高供水温度以提升系统能效），冬季设计供回水温度为36/32℃。风机盘管通过设置在起居室、卧室的控制器就地手动控制。

图7 分户式恒温控湿空调主机外观（左：风水处理机组；右：冷热源机组）

图8 分户式恒温控湿空调主机原理

图9 制冷模式原理

图11 除湿模式原理

图12 分户式恒温控湿空调加末端系统原理

新风采用置换地送风方式送入室内，与传统的混合通风方式相比，该方式可使室内工作区得到较高的空气品质、热舒适度和通风效率。地送风盒通过Φ75双壁波纹PE（Polyethylene，聚乙烯）管与风水处理机组地送风箱连接。地板送风垫层的构造为：地面铺设风管后填充垫层高度80mm，垫层上做装修面高度50mm。新风口一般安装于室内靠外窗的地面上，出风口风速不大于0.3m/s。

项目现场恒温控湿空调主机、风机盘管、地送风口安装情况如图13、14所示。通过2016年夏季至今的实际运行情况来看，室内空调末端可独立开启，在室内有人时，温湿度可保持在舒适范围；室外各种情况下均能向室内提供洁净新风，系统在安静度、舒适度、节能及健康保障方面具有明显优势。

3.3 室内舒适度

“恐龙贰号”可以为每户提供的送风量为400m3/h，新风量可调至100～400m3/h之间，能够保证户内微正压状态。室内空气净化机组的过滤器配置方式为G4+F9，PM2.5净化效率为98%，可有效稀释与滤清室内污染物，保证室内空气的新鲜与洁净。通过智能控制系统，“恐龙贰号”可将室内温湿度都控制在健康范围内，保证室温始终处于20～26℃，相对湿度在30%～60%之间，不但体感舒适，而且可有效抑制各种霉菌的繁殖，保持健康环境。

在噪声处理方面，采用了设备减震基础，进出风口采用消声器和软接头，穿墙空洞用柔性材料填实，减少噪声源对住宅的干扰。此外，项目外门窗采用了三层中空玻璃塑钢窗。参考模拟计算结果，室内关窗状态下，最不利房间夜间噪声值为23.96dB，昼间噪声值为37.82dB，满足有睡眠要求的主要功能房间LAeq（等效连续A声级）不大于30dB的要求。

3.4 健康生活用水

本项目生活饮用水采用市政给水管网供水，在给水吸入口设紫外线消毒器，定期清洗水箱，控制生活用水总硬度不超过450mg/L，生活饮用水菌落总数小于100个，水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749－2006）的要求。项目配置了水质在线监测系统，通过浊度、余氯、pH值的监测，保障生活饮用水、游泳池水的水质安全。

为避免洗浴时水温忽冷忽热的问题，项目设置了恒温混水阀，根据设定温度自动调节冷热水混合比例，从而使出水温度迅速达到设定温度并稳定下来，且不受水温、流量、水压变化的影响，保持恒定，从而保证洗浴用水的品质。

项目给排水系统采用枝状设计，与传统的直线形相比，枝状设计优化了供水运管的设置，同时保证干管管径尽量不变，从而避免用水器具同时使用时彼此干扰的问题。

4 室外健康活力社区

万国府MOMV项目是当代置业打造MOMV生活家园“4+1”社区——“绿色住区+科技住区+健康住区+全龄社区+海外生活社区”的一个典型案例。居住区整体设计融入了绿色、健康、智慧与全龄的理念，引导社区业主形成主动积极的文化比邻精神。整体活力社区设计囊括了儿童游乐区、适老活动区、活力社交互动区、日夜慢跑道等（图15），从业主体育健身、休闲娱乐到人文交流的需求出发，打造了一个绿色健康的活力社区，让业主彼此互动、相互扶持，实现社区生活机能的丰富和充实。项目整体楼组规划设计呈南北排列，拥有百米超宽楼间距，楼体交错排布，相互之间没有遮挡，最大程度地保证了住宅日照时间（图16）和居住私密度，实现了户户通风、家家见景。

“全生命周期生活住区”的景观理念贯穿整个小区的园林景观设计。园林绿地用地面积约31 794.97万m2，约为总占地面积的65%，绿植方面大量选用了华南地区的乡土树种，如细叶榕、大叶榕、含笑等，采用组团式设计方案，实现了三季有花、四季常青，形成了富有岭南特色的景观。

通过计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）模拟（图17）分析项目的室外风环境，在冬季，偏北风对北侧的健步道及活动区影响较大，因此采用景墙与高大乔木对季风进行隔挡。北入口景观区以大草坪及主题雕塑为主景，弧形的石台阶穿插在草坪中间，可以让居民参与其中，细赏美景；背景林以景观植物为主，形成一个“亲近自然”的植物群落景观；乔木、灌木、草本植物和适度的开放草坪搭配，针叶和阔叶搭配，季节性景观和空间结构相结合，从而为业主打造了一个良好的居住空间。

活力社区中的儿童活动场地不只是为儿童设计，更为成年人创造了童趣体验丰富的“亲子花园”。各年龄阶段的儿童有不同的行为特点和需求：0～2岁，需要成年人辅助活动，感知力强；3～5岁，在成年人的看护下活动，喜欢模仿和体验；6～7岁，在成年人视线范围内自由活动，个体表达强烈；8～12岁，可独立活动，积累文化信息。儿童活动区以一种观之可亲、可爱的形象，既呈现了儿童眼里的七彩世界，也承载着儿童感受到的幸福生活。此外，项目中央区域的活力社交互动区、亲子游乐园、适老休闲专属场地等特色设计，使业主“足不出园”就能实现多样的生活享受（图18）。

根据2013年国际运动城市大众喜爱的竞技体育与休闲体育运动排行中广州市的统计结果，散步、羽毛球、乒乓球等运动项目均位于前列（图19）。因此，本项目在南侧运动休闲区设置了乒乓球场地和羽毛球场地等体育健身设施区，同时在场地周围设置了凉亭、座椅，搭配园林景观；在由绿化组团围合的空间中，设置了一个室外聚会场地，方便居民在此聊天、聚会，增加邻里感情。整个景观组团区域的外围是一条优雅的弧线状的漫步跑道，而区域内部的各个活动场地则分散设计，周边高大静谧的林荫树阵起到有效的隔离作用，从而让不同年龄段的居民既可共同享受又互不干扰。

项目室外CFD模拟分析图中红色圈注区域为静风区（图20），该区域室外舒适度不利于室外活动，需增设辅助降温设施。为此，将近千平米湖景式无边际钢琴音乐泳池设置在该区域（图21），为业主提供了舒适凉爽的夏季游泳、戏水场地，达到防暑降温的目的。

社区运营方面引入当代置业旗下第一物业（北京）股份有限公司的物业服务体系，其秉承“服务无极限”的理念，围绕科技节能体系管理，提高设备的使用效率，提高安全等级、管理水平和清洁能源的使用，为业主提供健康舒适的生活空间。此外，物业公司通过网络服务平台的搭建、社会商业资源的整合、社区文化活动的开展及标准化的管理体系，为客户提供人性化、差异化的服务。

5 结语

佛山万国府MOMV作为当代置业在珠三角亮相的首作，秉承精细化设计、低能耗、高品质的工法精髓，在保证绿色、科技、节能的基础上，更注重使用者的身心健康、主观感受和生活品质（图22）。在室内环境方面，自主研发的“恐龙贰号”科技人居系统，是对夏热冬暖气候区域室内温湿度解决方案的创新性尝试，提供了智能无霾的绿色舒适居住空间体验。在室外社区营造方面，通过健康活力社区设计，综合与人体健康息息相关的水景、绿植、光照、运动等因素，着力打造有益于人体健康及人文交互的社区生态模式。

图13 恒温控湿空调主机安装情况

图14 风机盘管（卧式暗装）、地送风口安装情况

图15 活力社区总平面

图16 项目整体日照遮挡分析

图17 项目冬季室外CFD模拟

图18 活力社区平面示意

图19 运动社区偏好分析

图20 项目夏季室外CFD模拟

图21 静风区室外泳池设计

图22 项目室外街景

健康建筑在重视建筑节能环保的同时，兼顾人居环境健康，回归到建筑“以人为本”的功能属性。在我国健康建筑尚处于发展初期，希望本项目所积累的设计与营造经验能为夏热冬暖气候区域建筑的发展提供新思路，为我国健康建筑的发展提供借鉴意义。

[1]中国气象局气象信息中心气象资料室，清华大学建筑技术科学系. 中国建筑热环境分析专用气象数据集[M]. 北京：中国建筑工业出版社, 2005.

[2]PM2.5科学实验专家小组. 中国空气质量在线监测分析平台[Z/OL]. http://www.aqistudy.cn/.

[3]柳明一, 贾岩, 陶贵, 邵兵华. 一种新型分户式辐射空调机组: ZL 2015 2 1136622.3[P]. 2016-06-22.

[4]柳明一, 贾岩, 潘凤伟. 分户式辐射空调系统在各气象区域中的实际应用效果分析[C]. 第六届夏热冬冷地区绿色建筑联盟大会论文集, 2016.

[5]AECOM建筑工程集团 汪洪. 佛山万国府MOMV活力社区运动方案设计[Z].

[6]王嘉, 柳明一, 贾岩. 分户式恒温控湿空调系统在夏热冬暖地区住宅中的应用[C]. 第十三届国际绿色建筑与建筑节能大会论文集, 2017.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部. 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准:JGJ 75－2012[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

THE INDOOR AND OUTDOOR ENVIRONMENT SOLUTION FOR HEALTHY BUILDING IN HOT SUMMER AND WARM WINTERV ZONE:
A CASE STUDY ON FOSHAN MEGAHALL MOM

Foshan Megahall MOMis located in Nanhai district, Foshan city, Guangdong province, which belongs to the hot summer and warm winter climate region in China. In order to guarantee the healthy and comfortable interior environment, this project applied household temperature and humidity independent control AC systems—AirDino No.2. On the premise of satisfying indoor temperature and humidity control requirements,this system can also purify indoor air and provide fresh air. In respect of healthy outdoor environment of settlements, an active community is created with sports,fitness and humanistic communication as the core theme. Hopefully, the introduction of this project could provide some references for development of healthy building in hot summer and warm winter zone.

Healthy Building, Hot Summer and Warm Winter, AirDino No.2, Active Community

贾岩，中国被动式超低能耗绿色建筑创新联盟副理事长，第一摩码人居环境科技（北京）股份有限公司总经理

臧一品，第一摩码人居环境科技（北京）股份有限公司绿建专业主管工程师

王嘉，第一摩码人居环境科技（北京）股份有限公司资深暖通设计师

2017-11-04