住宅空氣環境改善技術探究—新風系統應用技術淺析

姜順 榮前 魏建民
　　(上海寶冶集團有限公司，上海寶山 200941）
　　摘 要：隨著國家、社會的不斷發展進步，人們對生活品質的要求越來越高，而由于空氣環境的污染及霧霾的頻繁出現，使人們對于提高住宅室內的空氣品質的要求愈加的強烈。而住宅新風系統便是在此情況下應運而生。本文對單向流、雙向流等組織形式的新風系統的特點和差異進行比較，探索出適合改善建筑室內居住環境的空氣質量改善技術，從而營造健康舒適的室內生活環境，提高人們的生活品質。
　　關鍵詞：室內空氣品質；新風系統；自然通風；機械通風

　　1 引 言
　　隨著經濟的發展以及人們生活水平的不斷提高人們對于居住環境的要求越來越高。近年來，各大城市霧霾天氣出現次數越來越多，使得建筑住宅室內的空氣質量更加為人們所關注。而且目前建筑材料、裝飾材料及粘接劑等均會散發出各種污染物，對人體的健康造成很大的威脅。鑒于這些原因，使得人們對于當前建筑住宅的要求越來越高，“健康住宅”的概念越來越受到人們歡迎，逐步的成為人們購房時重點考慮的因素之一。
　　根據世界衛生組織（WHO）的定義，所謂“健康”就是指在身體上、精神上、社會上完全處于良好的狀態，而不是單純指疾病或體弱。據此定義，“健康住宅”就是能使居住者在“身體上、精神上、社會上處于良好狀態的住宅”。具體說來，“健康住宅”的要求有以下幾個方面（也有其他標準，內容大致相同）：
　　（1）會引起過敏癥的化學物質的濃度很低；
　　（2）為滿足第一點的要求，盡可能不使用易散的化學物質的膠合板、墻體裝修材料等；
　　（3）設有換氣性能良好的換氣設備，能將室內污染物質排至室外，特別是對高氣密性、高隔熱性來說，必須采用具有風管的中央換氣系統，進行定時換氣；
　　（4）在廚房灶具或吸煙處要設局部排氣設備；
　　（5）起居室、臥室、廚房、廁所、走廊、浴室等要全年保持在17℃—27℃之間；
　　（6）室內的濕度全年保持在40%至70%之間；
　　（7）二氧化碳要低于1000ppm；
　　（8）懸浮粉塵濃度要低于0.15mg／m2；
　　（9）噪聲要小于50分貝；
　　（10）一天的日照確保在3小時以上；
　　（11）設足夠亮度的照明設備；
　　（12）住宅具有足夠的抗自然災害的能力；
　　（13）具有足夠的人均建筑面積，并確保私密性；
　　（14）住宅要便于護理老齡者和殘疾人；
　　（15）因建筑材料中含有有害揮發性有機物質，所有住宅竣工后要隔一段時間才能入住，在此期間要進行換氣。由此可以發現，要達到“健康住宅”的標準，改善室內空氣環境是非常重要的。要改善住宅的室內空氣質量，首先要了解室內空氣品質的概念，并對影響室內空氣品質的因素進行分析，以尋求最合理的改善室內空氣質量的途徑。
　　2 室內空氣品質的定義
　　室內空氣品質（AQ）已成為現代建筑科學的前沿研究課題，它涉及醫學衛生、建筑環境工程、建筑設計等諸多方面，研究的目的是創造一種衛生、健康、舒適的室內空氣環境。室內空氣品質最初主要是針對室內空氣環境的，美國ASHRAE標準62-1999中這樣定義室內空氣：“空氣中沒有已知的污染物達到公認的權威機構所確定的有害濃度，且處于該環境中的絕大多數人（≥80%）沒有表示不滿。”此定義已被國內及國外所認同。
　　3 影響室內空氣品質的主要因素
　　影響住宅室內空氣品質有諸多的因素，總結分析主要包括以下幾個方面。
　　3.1 新型材料和化學藥劑的大量應用
　　如今大量的新型建筑材料、裝潢材料、涂料及粘接劑等的不斷采用，新型家具不斷涌現,以及其他藥劑等大量使用,使得室內空氣中出現了很多種前所未有的揮發性化學污染物。
　　3.2、新風量的減少和新風品質的下降
　　新風量的不足是造成室內空氣品質下降的主要原因；同時,入室新風質量也是影響室內空氣品質的主要因素。影響入室新風質量主要有兩方面的原因:一是室外空氣的質量；二是新風處理過程。
　　3.3、通風系統換氣效率的影響
　　不同的通風方式和氣流分布方式,影響著通風換氣效率,對稀釋和排除室內污染物的效果不同,室內人員可感受的空氣品質也不同。這是目前可以改善且亟需解決的。
　　3.4 揮發性有機物的污染
　　近幾年來,國內外學者對出現病態建筑綜合癥（SBS）調查分析后普遍認為,過去人們往往比較重視明顯的室內污染物, 卻忽視了許多低濃度的揮發性有機化合物。
　　3.5 系統維護不當
　　對于改善住宅室內環境的系統設備等，應及時維護清理，保證較高的工作效率，但實際操作過程中卻由于管理等各方面的原因，達不到預期的效果，影響室內空氣質量。
　　4 解決問題的途徑
　　健康建筑國際（HBI）在調查了世界各國的約1600幢建筑后，認為從暖通空調的角度，造成SBS的原因可以歸納為三條：1、通風不良；2、空氣過濾不足；3、系統維護不當。根據這一歸納我們應從以下三方面著手解決問題：
　　4.1 改善通風效果
　　提起改善室內空氣品質，許多人首先想到的往往是增加新風量。其實不盡然，要真正發揮新風效益，應從“新風量”、“新風品質”和“輸送途徑”三方面入手。
　　4.2 提高新風系統的凈化能力
　　室內空氣的污染物可以分為顆粒物和氣態物兩大類。現有的技術手段及設備已能有效的控制顆粒污染物，而對氣態污染物的控制在實踐上還是一個難題。加強對氣態污染物控制的研究。開發經濟而有實效的產品，是目前應該關注的。
　　4.3 加強對新風系統本身的清潔維護
　　空氣系統本身成為室內空氣污染源之一的原因就在于沒有及時的清潔維護，所以，新風系統必須定期的進行清潔維護。
　　5 目前住宅新風技術應用情況探討
　　近幾年,國家在改善住宅室內空氣環境質量方面也做了大量的工作，有關建筑室內通風方面的規范、文件等相繼出臺：《環境污染健康影響評價規范》、《室內空氣質量衛生規范》、《室內空氣質量標準》(GB/Tl8883一2002 )、《住宅設計規范》、《建筑節能設計標準》、《健康住宅建設技術要點》等，其中對住宅居室通風都提出了明確的要求。
　　為使室內空氣的清潔度和溫濕度保持在舒適狀態，通風是最為行之有效的方法。以空氣的動力源泉為劃分依據，通風系統可以簡單分為:自然通風系統和機械通風系統。
　　5.1 自然通風技術
　　自然通風是依靠室內外空氣的溫度差（實際是密度差）造成的熱壓，或是室外風造成的風壓,使房間內外空氣進行交換，從而改善室內的空氣環境。
　　建筑住宅自然通風具有節能、通風效果好，且不需任何設備投資，無噪聲等優勢。然而，由于自然通風量不穩定，且受室外空氣情況影響大的缺陷；同時隨著生活水平的提高，人們對室內環境的要求也越發嚴格，都使得居室自然通風在擁有很大優勢的同時，存在很多需要解決的困難。
　　大城市中由于土地資源的稀缺，使得點(塔)式住宅占有較大的比例，而一梯多戶的點式住宅就會產生大量的先天通風不良的房間。此外，因窗型選用決定了不同的窗戶面積、通風開口面積與通風面積。現實中許多窗戶的實際通風面積是大大小于開窗面積的。即使自然通風效果優良的板式住宅也存在許多不能開窗的時間段。嚴寒和酷暑季節，通風會帶來很大的新風負荷，不符合節能的要求,因而要求住宅窗戶密閉，但窗戶長期關閉又不利于空氣流通。
　　5.2 機械通風技術
　　面對自然通風技術存在的問題,有些是可以在設計等階段給予解決的，但是許多問題只能通過強制的通風方式來解決，即機械通風。通過機械通風機作用使空氣流動從而造成房間通風換氣的方法,稱為機械通風。由于風機的風量和風壓可根據需要確定，機械通風方法能保證所需要的通風量,控制房間內的氣流方向和速度，對進風和排風進行必要的處理,因此該系統得到了廣泛應用。
　　機械通風裝置可以有組織地進行通風，大大改善空氣質量，一些較高檔的住宅建筑,近年來紛紛引進提高舒適度的新風系統。機械通風換氣措施目前主要有以下三種:安裝排氣裝置，安裝送風機，安裝新風換氣裝置(可能帶熱回收器)(通常也被稱為新風系統)。這些都能在一定程度上改善住宅室內空氣品質。根據不同的送風排風原理和實際工程應用普及度,目前居室(此處暫不考慮廚房、衛生間)機械通風多采用以下幾種方式。
　　5.2.1 窗用自然通風器（圖1）

　　基本原理:依靠風壓差和熱壓差(室內外空氣壓差、風速、溫差等氣體分子擴散原理等因素)實現空氣交換。其換氣量的大小主要取決于室內外溫差大小、氣壓高低等自然條件。窗用自然通風器外形小巧，安裝便捷(一般結合窗框安裝)；無能耗,無噪音；價格較為便宜。窗式自然通風器在我國的推廣時間并不長,但在已使用的住宅小區中獲得了較好的評價。國家住宅與居住環境工程中心在《健康住宅建設技術要點》中也明確表示，宜開發推廣無動力和有動力的窗用自然通風器。
　　5.2.2 自然送風、強制排風系統

　　即單向流空氣置換系統，通常被簡稱為新風系統(事實上新風系統應區分為單向流和雙向流系統)。系統原理：合理的氣流組織在系統運行時，將污濁的空氣從污染最嚴重的區域持續排出室外，從而在室內形成負壓,在室外正壓的作用下，外界的新鮮空氣通過進風口從人員活動最集中的地方導入室內,從而保持室內空氣清新。其氣流路線是新風從居室進入，由衛生間及廚房排出。該系統由系統主機、管路系統、進風器和排風器等構成。根據主機設置方式的不同一般分為集中式和單戶式兩種系統。
　　（1）集中式單向流空氣置換系統
　　是指多用戶共用一臺主機，通過集中的管道井進行統一排風，各居室設置自然進風口進風的新風系統。其優點是投資相對較少，而基本能達到通風換氣效果，但需占用管道豎井，維修較為繁復，耗電計量的分攤問題易產生糾紛；共用一臺主機其換氣效果會相對較差等，均是該系統的缺點。目前市場上采用的較少。
　　（2）單戶式（獨立式）單向流空氣置換系統
　　其主機置于衛生間（或廚房間）的吊頂內，在衛生間、廚房、過道和客廳設置排風口，對各居室進行機械排風。在臥室、客廳的窗戶或外墻上分別設置進風器導入新風，在排風主機處，可按照居住者實際安裝風量控制器；也可以附加濕度控制器，隨著空氣濕度變化，自動調整進、排風口開口量大小，從而自動調節進入各個房間的新風量。同時根據不同的定位和要求，可以選擇不同的進風器、排風器等部件。進風器可以有防塵、濕度控制等功能，在控制方式上有手動、自動、濕感智能等；進、排風器的外觀和材料也可定制。由于單戶式單向流空氣置換系統具有以上優點，比較適合當前的住宅市場。
　　5.2.3 機械進、排風系統

　　即通常所說的雙向流空氣置換系統。該系統由一組強制送風系統和一組強制排風系統組成。與自然送風相比，強制排風系統的區別主要在于新風借助送風系統的管道進入室內。新風的流動方向可以根據特定要求自由設計和布置，居室內的空氣得到更好的組織。同時，新風在進入居室之前可以按要求進行過濾、滅菌和預熱等。帶熱回收裝置的新風系統，在擁有強制送風設備功能的同時，用排風對新風進行預熱（冷），從而達到節能效果。熱回收新風系統在通風換氣的同時還具有能量回收功能，避免能量損失。但其一般能耗較大；同時，由于熱交換器主機的使用壽命較短（當前的衛生間狀況下一般使用壽命為2-5年），且該系統的廚房和衛生間不宜設置排風口，否則極易造成“串味”。
　　5.2.4 機械通風方式對比分析

　　6 新風系統設計要求
　　對于新風系統，在進行系統設計時應遵循以下三條原則：
　　（1）定義通風路徑——新風從空氣較潔凈區域進入，由污濁處排出。一般新鮮空氣從起居室、臥室等區域送入，而污濁空氣則從浴室、衛生間及廚房排出。
　　（2）確定住房內最小通風量——按國家通風規范，每人每小時必須保證30立方米；通常居住類房屋換氣次數為0.6～1.2次/時。
　　（3）定義通風時間——保證新風的連續性，使風機一天24小時連續不間斷通風。以上三項原則僅從設計層面對新風系統提出要求，但目前新風系統種類繁多，且在實際應用過程中有一些問題未能有效解決。同時，新風系統在實際應用過程中如何安裝等問題也需深入研究，只有持續進行探究，將新風量、新風品質以及相關問題都解決后，才能使建筑住宅室內空氣環境真正得到改善。
　　7 結語
　　通過對住宅室內空氣質量改善方式的探究，了解目前新風系統的一些應用技術，并對部分常用新風技術進行了對比分析。在目前改善住宅室內空氣環境質量方面，“機械排風+自然進風”的通風方式是比較好的一種方式，雖然仍存在一些不足之處，但在目前條件下具有較大的推廣應用價值。同時，應持續探究改善住宅室內空氣品質的更加合理更加有效的方式，使“健康住宅”真正走進老百姓的家中。
　　參考文獻
　　[1] 室內空氣質量標準[S].GB/T l8883 一2002.
　　[2] 健康住宅建設技術要點[S].（2004 修訂版）.
　　[3] 王智超，等.住宅的通風問題及對策[J].住宅科技.2006（10）：51-56.
　　[4] 采暖通風與空氣調節設計規范[S].GB50019 一2003.
　　鄭州賽諾建材有限公司是由具有豐富大型跨國公司工程服務背景的技術團隊創建,是近年來建材領域迅速崛起的一支新軍。自成立之日起就一直致力于研發高端工程材料，提供混凝土、磚石結構建筑物的防火、保溫、隔熱、防水、防腐、滲水、滲漏檢測、加固及工業地坪的咨詢、施工、維護等一體化服務，以其較高的性價比，創造性地解決了很多工程難題，受到工程界的普遍歡迎和好評。
　　鄭州賽諾建材公司開發的背水一噴靈特種漿料，因其很高的粘結強度，抗滲性及高強度，高密度，特別適合地下工程滲漏的治理，無需把回填土挖開，只需在內部簡單噴涂一下，即可消除滲漏，大大提高的滲漏治理的效率，提高的速度，降低了維護成本，尤其適合地下磚墻滲漏的治理.
　　鄭州賽諾建材公司引入現代設計方法中的冗余設計理念，向最好處努力，向最壞處著想，針對目前，滲漏多發的現象，開發的MD改性聚合物防水涂料，具有一次施工，同時實現剛柔二重防水的特點，沒有搭接縫，耐長期水泡，即使柔性防水層被破壞，也不會漏水，更不會竄水，具有裂紋的自動修復功能，大大降低了滲漏的發生的概率；即使混凝土基面被嚴重深度破壞，造成滲漏，但因為不會竄水，維修也很簡單易行。避免防水系統整體崩潰的現象的發生。該產品尤其適合新建工程防水施工，大大提高防水的可靠性和安全性，防微杜漸，在項目初期，防漏于為然，是打造高品質的無滲漏工程理想選擇。
　　鄭州賽諾建材有限公司，工程水密封技術20年，技術的可靠性和耐久性得到了全國各地項目和時間的驗證。電話：400-0371-713