EN 16798 及其他標準： 從歐洲法規看濕度
簡介
對於暖通空調 (HVAC) 系統，目前國際上有許多關於住宅和非住宅區域內的法規。從建築角度來看，EN 16798 系列標準最為重要。這些標準關注的焦點始終是室內空氣品質及空氣衛生。另外，節能的重要性也在不斷提升。法規、標準或指令的要求涉及多種方面，既包括系統交付、執行和運行的測試和測量步驟，還涵蓋系統的衛生、衛生檢查或維護與維修。
但在國際標準和法規中，室內濕度的實際重要性有多高？現狀又是怎樣呢？讓我們來看一個示例：自 2018 年 1 月 1 日起，歐洲對非住宅通風系統已實施全新的最低熱回收效率標準。
對於閉環系統，新標準是 68%，對於旋轉式和板式熱交換器，則為 73%。這是《節能化設計規範》(Ecodesign Directive) 中的規定，更確切地說，這是歐盟法規 1253/2014“通風設備節能設計要求”所實施的標準。目前，歐洲行業協會 Eurovent 和 EVIA 正著手將濕氣回收效率納入歐盟法規，並研究提高非住宅通風系統熱量和濕氣回收效率方面的措施。這將涉及除濕（冷卻）以及加濕和防霜所需的能耗。因此，看上去重要性很高。
圖 1：歐盟規範 2018/844 – 正式名稱“建築能效規範”(EPBD)
建築本身
說到歐洲法規，首先應注意的就是“建築能效規範 2018/844”(EPBD)。該規範由歐洲議會於 2018 年 5 月修訂並頒佈。EPBD 為進一步提高建築能效提出新的要求，推動實現 2050 年溫室氣體排放量減少目標與建築材料脫碳，因為據委員會表示，這部分二氧化碳排放量約占歐盟 2018 年全部排量的 36%。但與此同時，確保舒適性和空氣品質也十分關鍵。細究起來，所謂的“室內氣候”顯然包括所有可能的參數，但其中卻沒有關於室內空氣濕度的說明。下麵是三個示例：
- 在第 13 條中，提到了 2009 年世界衛生組織準則。其中規定：“關於室內空氣品質，優秀的建築應能夠提供更高的舒適度和幸福感，並提高健康水準。熱橋、保溫不良及空氣通道未規劃都可能會導致表面溫度低於空氣露點並產生濕氣。因此，需要確保建築中包括陽臺、窗戶、屋頂、牆壁、門和地板的各個部分都完全且均勻地保溫，並且應特別注意防止建築內的表面溫度降到露點溫度以下。”
- 第 21 條則就室內氣候監測進行了闡述，具體如下：“在現有的建築當中安裝自調節裝置，或在建築的指定供熱區域安裝調節裝置，應當考慮經濟上的可行性，比如成本低於更換加熱器總成本的 10% 的情況下。”
- 此外，EPBD 第 36 條關於室內空氣濕度監測義務的規定也較為模糊：“執行檢查時，為了真正實現建築能效改善，應將目標定為在實際使用條件下提高供暖系統、空調系統和通風系統的實際能效。這種系統的實際性能取決於典型或普通運行條件下動態變化的能耗……”
新的 EN 16798 闡述了詳細資訊
“建築能效法規”給出了指導原則，但未就系統工程的細節進行說明。因此，規劃時需要參考另一項歐洲法規：EN 16798“建築能效 (Energy Performance of Buildings)”。此法規被視為 EPBD 的實施標準，並已成為歐洲通風和空調技術方面的主要法規。
| 標準/TR | 舊編號 | 內容 |
| EN 16798-1 TR 16798-2 | EN 15251 | 室內氣候條件和使用模式 |
| EN 16798-3 TR 16798-4 | EN 13779 | 通風和空調系統及房間製冷系統的性能要求 |
| EN 16798-5 TR 16798-6 | EN 15241 | 通風系統的能效計算 |
| EN 16798-7 TR 16798-8 | EN 15242 | 建築通風效率的計算方法 |
| EN 16798-9 TR 16798-10 | EN 15243 (部分) | 製冷系統能耗的計算方法 |
| EN 16798-11 TR 16798-12 | EN 15243 (部分) | 負載計算 |
| EN 16798-13 TR 16798-14 | EN 15243 (部分) | 製冷系統的計算方法 |
| EN 16798-15 TR 16798-16 | EN 15243 (部分) | 製冷系統能量需求的計算方法 – 倉庫 |
| EN 16798-17 TR 16798-18 | EN 15239 EN 15240 | 通風系統檢查指南 |
圖 2：EN 16798 系列標準主要涉及建築總體能效方面，共分為九個部分外加九份技術報告。隨著白皮書的發佈，以前的許多標準已失效。
此系列標準分為 18 個部分，於 2015 年 7 月出臺，第 1 部分為“建築能效設計和評估的室內環境輸入參數，涵蓋室內空氣品質、熱環境、照明和聲音”。實際上，第 1 部分是在 2019 年 5 月經過成員國二級審批流程後才頒佈的。這是在 EN 15251“室內環境輸入參數”基礎上調整的所得到法規，調整後原法規失效。其中將基於主動加濕和除濕的房間舒適度分成三類，並規定了冬季和夏季的最低和最高溫度。在新的第 1 部分中，類別 IV 已被納入 EN 16798。此外，還出臺了全部四個類別的相對室內空氣濕度。每個類別根據天氣、室溫和使用類型規定了 20% 和 70% 的最小值和最大值。此外，EN 16798 第 1 部分建議始終將室內絕對空氣濕度控制在 12g/kg 以下。
對於建築規劃、設計和節能運行方面，EN 16798 第 3 部分適用。此部分涵蓋了適合人類居住而無工業和工藝工程應用專案的非住宅建築中通風和空調系統及房間製冷系統的設計。第 3 部分採用了修訂後的 EN 13779“非住宅建築的通風 - 通風和房間空調系統的性能要求”中的大部分內容。但其中也就空氣過濾、熱回收和送風品質對設備和系統技術提出了新的要求。其餘內容則特別指出，HVAC、空調和房間製冷系統會影響室內熱環境、室內空氣品質、室內空氣濕度及房間的噪音，以及必須控制送風端的濕度，避免結露。這在如何確保達到建議的室內空氣濕度或空氣品質問題上與第 1 部分相契合。
下面的 EN 16798 第 5 至 15 部分給出了與機械通風系統（包括供暖、製冷和分配）相關的各種計算方法。其中考慮了第 1 部分中所推薦送風量中的濕氣含量，以便確保室內空氣濕度及加濕和除濕所需的輔助能量達到要求。這取代了之前的歐盟標準 15241、15242 和 15253（此等歐盟標準也給出了不同的計算方法）。
最後但同樣重要的是，EN 16798 的第 17 部分“通風和空調系統檢驗”。它取代的是之前的 EN 15239“通風系統檢驗指南”和 EN 15240“空調系統檢驗指南”。在濕度方面，它主要關注防結露和衛生問題。鑒於此，在檢驗過程中必須記錄、測試和評估濕度，以及流動空氣和通風系統的其他各種參數和特性。相關規程請參考 EN 12599“關於空調和通風系統交付的測試程式和測量方法”。該法規指定了用於在交付時確定所裝系統可用性的測試、測試程式和測量儀器，例如全新的 testo 400 ；這些測量工作在交付前、交付中和交付後都需要進行。德圖的通用測量儀為用戶帶來的巨大優勢在於，測量程式符合標準並且文書內容齊全，既包含照片也有文字。由於檢驗的主要目的就是向建築運營商和業主提供建議，EN 16798 第 17 部分說明了檢查報告的組織方式，從而説明在保持可接受的室內氣候條件的同時降低系統能耗。
從“可以”到“必須”
歐洲 EN 16798 系列標準就房間、通風系統和建築內的空氣濕度提出了許多規範。但這些規範都不具有強制性，也不能理解為法律要求。它們旨在作為建議，指導如何根據室內溫度和所處季節保持室內空氣的相對濕度。此外，只有在帶有工藝裝置的空調或通風設備對送風或排風進行加濕或除濕時，上述第 1 至 17 部分的濕度要求才適用。通常的適用情況是，對濕度敏感的貨物和存儲設施、生產工藝或醫療設施因其他原因而設置濕度規範，以及商用製冷系統因溫度低於零度所產生的過量濕氣而有結冰風險等。此時，必須確保用於調節室內濕度而使用的額外能源應盡可能高效地利用，同時保證冷凝水不會在通風設備、供應管路或再冷卻設備中造成任何衛生問題。因而，在空調和通風系統使用生命週期內需要進行定期檢查。
歐洲行業協會 Eurovent 和 EVIA 當前正在尋求另一套方法。他們就歐盟法規 1253/2014“通風設備生態設計要求”發表了意見書，表明將在 2020 年即將執行的修訂程式中引入系統參數“c”，從而考量通過吸附轉子、移動式儲罐或膜式熱交換器回收空氣濕度的效率。根據上述 EN 16798 第 1 部分的四個類別及其附件中所述的建築用途類型，米蘭、巴倫西亞、奧斯陸和慕尼克等城市已執行模擬計算並取得了階段性成果。據此，即使在最不利的環境條件下，也可以將因數 c = 0.08 添加到當今法律要求的熱回收係數計算中。
圖 3：摘自就修訂歐盟法規 1253/2014“通風設備生態設計要求”和考量濕氣回收系統參數問題向歐盟委員會提交的意見書。
這是因為室內濕氣會被回收，完全不必耗費額外能量。由於在夏季時排風比室外空氣乾燥，因此除濕有較高的效益。鑒於此，除濕成為了製冷中最重要的部分，這意味著，根據在歐洲的所處位置，機械製冷系統的尺寸可以大幅減小。此外，在冬天對排風進行乾燥可防止熱交換器結冰，從而無需採取額外的耗能措施來防止結冰。
最後一個表（圖 4）來自 Eurovent，其中以紅色表示“全年每週工作 5 天，每天工作時間是從早上 7 點至下午 6 點”工作情況的計算結果。這與無數辦公或行政大樓等情況的使用模式相符。
如果 Eurovent 和 EVIA 成功獲得許可，則在建築評估中，非住宅建築中的通風系統很快就會加入熱回收效率以及室內空氣濕氣回收效率的內容。順便提一下，本文開頭提到的“建築能效指令”實際上就有此要求。歸根結底，正如第 7 條所述：
“2015 年在《聯合國氣候變化框架公約》第 21 次締約方大會 (COP 21) 上通過的氣候變化《巴黎協定》將會加強歐盟在實現建築材料脫碳方面的工作。考慮到歐盟近 50% 的能源用在了供暖和製冷上，並且其中 80% 用在了建築上，因此要實現歐盟能源和氣候目標，歐盟需要優先考慮能效，秉持“能效優先”原則並考慮部署可再生能源，革新建築材料。”
圖 4：歐洲城市濕氣回收系統參數“c”的模擬計算。以紅色表示“全年每週工作 5 天，每天工作時間是從早上 7 點至下午 6 點”工作情況的計算結果。
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