为实现降低建筑能耗与碳排放之目标，近近零碳公共建筑倾向于采用主动技术与被动技术相结合之手段，其中优化通风策略至关重要。研究人员以位于中国上海之一栋近零碳建筑为对象，开展混合通风(Hybrid Ventilation)策略研究。通过DesignBuilder能耗模拟、计算流体力学(CFD, Computational Fluid Dynamics)气流分析及现场实测，评估三种通风模式在不同季节下之性能，确定兼顾节能、减碳与室内热舒适之最优换气次数(Air Change Rate, ACH)范围为2–4 h−1。研究结果表明：过渡季采用自然通风可获得显著节能效果，春季最大节能率达10.57%，秋季达16.42%；春季当室外温度低于24°C时推荐采用角部通风(Corner Ventilation)，24–27°C时宜采用错时通风(Staggered Ventilation)；秋季当室外温度低于24°C可采用穿堂风(Cross Ventilation)，24–26°C时建议采用角部通风。本研究为建筑通风优化提供可量化且基于证据之方法，支撑低碳可持续建成环境之发展。
本文对Yilin Li、Hao Lu、Wenshan He、Zhaohui Liu、Tingting Hu及Beijia Huang发表于《BUILDING AND ENVIRONMENT》之论文《面向近零碳建筑节能与减碳目标的混合通风策略研究》进行解读总结。
研究背景方面，在中国提出"双碳(Dual Carbon)"目标背景下，公共建筑逐步向近零碳建筑(Nearly Zero-Carbon Building, NZCB)发展。传统公共建筑规模大、能耗强度高，而近零碳建筑通过主动技术(提高照明与暖通空调HVAC系统效率)与被动技术(优化建筑形体与围护结构性能、利用自然采光与自然通风)协同应用实现节能减碳。混合通风(Hybrid Ventilation)结合自然通风(依靠室内外温差产生之热压即浮力效应或风压驱动空气交换)与机械通风(依靠风机及空调设备调控气流)，优先利用自然通风并在气候条件不利时启用机械通风，可降低机械通风运行时长并减少能耗，文献报道年节能率可达15%–40%。然而现有研究多聚焦于减少空调运行时间之策略优化，对自然通风具体模式(如穿堂风Cross Ventilation、角部通风Corner Ventilation、错时通风Staggered Ventilation)之选用及基于气候阈值的模式切换温度判据、换气次数(Air Change Rate, ACH)与室内CO2浓度之定量耦合关系研究不足，尤其针对夏热冬冷地区(Hot-Summer and Cold-Winter Climate Zone)近零碳建筑的季节性自适应通风控制策略缺乏系统性优化与实证。此外，换气次数是关联通风策略、室内CO2稀释速率及能耗的关键中间指标，建立三者间定量联系对综合评价室内空气质量(Indoor Air Quality, IAQ)与节能减碳至关重要。因此研究人员开展此项研究，旨在为夏热冬冷地区近零碳建筑制定季节自适应混合通风运行策略，明确各季适宜通风模式及切换温度阈值，并在兼顾IAQ与能耗双重约束下确定合理ACH范围。
研究人员选取位于中国上海(夏热冬冷气候区)一栋近零碳公共建筑为案例，采用DesignBuilder(内嵌EnergyPlus 23.2.0仿真引擎)进行全年逐时能耗模拟，运用排放因子法(Emission Factor Method)量化运行阶段碳排放，建立质量平衡模型描述ACH与室内CO2浓度关系以评价IAQ，结合CFD数值模拟与现场实测分析不同季节通风模式下室内温度场与气流组织特征，经多准则评价框架(Multi-Criteria Evaluation Framework)综合权衡人员健康、能耗与碳排放后提出优化通风运行方案。
案例建筑与通风模式(Case study building and ventilation modes)
研究人员介绍案例建筑为上海某近零碳建筑，所在区域夏季湿热(24–28°C，最高超36°C，相对湿度80%–85%)、冬季阴冷潮湿(均温3–8°C)、过渡季温和(年均温约16°C)。研究设置并对比三种通风运行模式——自然通风(含穿堂风、角部通风、错时通风等不同开窗方式)、全机械通风及混合通风(自然通风优先，超出舒适条件时切换机械通风)，为后续季节差异化策略制定提供物理基础。
研究方法论(Methodology)
研究人员基于DesignBuilder建立全楼能耗模型，以EnergyPlus为计算引擎进行全年逐时模拟获取分季节能耗特征；建立室内CO2质量平衡方程将ACH与室内CO2浓度相关联以评估IAQ；采用CFD模拟不同开窗方案下室内流场与温度分布；结合现场实测数据校核与验证模拟结果；引入排放因子法将耗电量折算为运行碳排放；最终在多指标(能耗—碳排放—室内热舒适—IAQ)约束下筛选最优通风方案及确定适宜ACH区间。
基准案例能耗与碳排放分析(Energy consumption and carbon emission analysis of baseline case)
研究人员对基准模型进行全年能耗模拟发现：供冷需求集中于6月至9月，8月中旬出现峰值冷负荷3632 kW(对应室外最高温35.5°C)；供热需求集中于12月至次年2月，1月达峰值热负荷1593 kW。表明该气候区HVAC能耗占运行碳排放主导地位，过渡季具备充分利用自然通风以降低机械通风与辅助空调运行时长的潜力，为混合通风策略之节能减碳效益提供量化背景。
结论(Conclusion)——研究人员主要发现如下：
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通过能耗模拟、CFD分析与现场实测耦合，确定满足节能、减碳与室内热舒适要求之最优换气次数(ACH)范围为2–4 h−1。
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过渡季采用自然通风可获显著节能效果：春季自然通风最大节能率为10.57%，秋季为16.42%。
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春季通风策略：室外温度＜24°C时推荐角部通风(Corner Ventilation)；室外温度24–27°C时推荐错时通风(Staggered Ventilation)。
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秋季通风策略：室外温度＜24°C时可采用穿堂风(Cross Ventilation)；室外温度24–26°C时建议采用角部通风(Corner Ventilation)。
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所建立之多准则评价框架将通风策略、ACH、室内CO2浓度、能耗及运行碳排放定量关联，可为夏热冬冷地区近零碳建筑提供季节自适应混合通风运行依据。
讨论总结：
该研究填补了夏热冬冷地区近零碳建筑季节自适应混合通风策略及基于气候阈值之通风模式切换判据的研究空白，明确了过渡季不同室外温度下之具体自然通风模式推荐方案及最优ACH范围(2–4 h−1)，并通过能耗—碳排放—IAQ耦合评价框架使通风策略决策具可量化与可验证之依据。研究成果为近零碳公共建筑运行阶段通风系统优化设计及控制逻辑制定提供了实证支持，对推动建筑领域节能减排与可持续发展具实际应用价值。
