1、住宅新風(fēng)系統(tǒng)的必要性和基本要求
眾所周知,自然的新鮮空氣對人的生存和健康有著重要的意義。沒有氧氣人只能存活幾分鐘,被污染的空氣可以使人導(dǎo)致疾病。人在家居中使用的家俱、裝飾材料用品、衣被以及油煙、潮氣和人體汗腺分泌,以及呼出的二氧化碳等,都在時刻降低室內(nèi)空氣的質(zhì)量,如果人長期生活在不通風(fēng)的室內(nèi)環(huán)境中,則必然會降低體質(zhì),引發(fā)疾病。
要解決這些問題,就必須保持居室內(nèi)不斷引入室外新鮮空氣。
什么是新風(fēng)?人們在談到通風(fēng)時,總是認(rèn)為新風(fēng)是經(jīng)過化學(xué)和物理方法處理的,去掉了各種有害污染物(如汽車尾氣、二氧化碳等)的潔凈空氣,其實這是不對的。
所謂新風(fēng),就應(yīng)該是室外大自然中的空氣,盡管它受到一些污染,但每個人都離不開它,都必須適應(yīng)它。如果,人長時間在純凈空氣的環(huán)境中,會導(dǎo)致的免疫力下降,一旦離開這個環(huán)境,就容易感冒生病。
住宅通風(fēng)應(yīng)滿足衛(wèi)生學(xué)要求。
連續(xù)有效的通風(fēng)可以持續(xù)排出室內(nèi)的有害揮發(fā)性的物質(zhì),如:甲醛、苯和氡氣等,以降低室內(nèi)有害物質(zhì)的濃渡,避免感冒、空調(diào)病和過敏病等疾病的傳播。
住宅通風(fēng)應(yīng)滿足建筑物理學(xué)的要求。
過度潮濕或室內(nèi)空氣長期不流動,可導(dǎo)致室內(nèi)霉菌的滋生。這些霉菌會破壞建筑物本身,并損壞家具、衣物等用品。只有新鮮空氣的不間斷流動,才能對此加以防止和避免。
圖中,黑色曲線表示室外溫度,夏天200C以上,冬天00C以下;
黃色虛線表示開窗通風(fēng)方式的通風(fēng)效率,夏天比較高可達(dá)40%,也就是開窗時間比較長,而在冬天則不到10%,也就是幾乎不能開窗通風(fēng),通風(fēng)效率較低;
紅色實線表示使用通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)效率,夏天可達(dá)30%,而在冬天可達(dá)20%,也就是通風(fēng)效率比較均衡。
現(xiàn)在國家要求的節(jié)能康居型住宅,對外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)的密閉性,有了很高的標(biāo)準(zhǔn),而以往的開窗通風(fēng)就不能完全滿足健康和節(jié)能要求。雖然自然開窗通風(fēng)是最簡單,最直接,最便宜的通風(fēng)方式,但是它也是在冬夏兩季最不節(jié)能的通風(fēng)方式。
因為,它的通風(fēng)量過大造成室內(nèi)能量嚴(yán)重?fù)p失;
另外,通風(fēng)時間不確定,不能滿足人的健康呼吸要求;還有其它有負(fù)面影響,如室外噪音和塵土的侵入等。
以下表格說明了冬夏兩季,兩種通風(fēng)方式對室內(nèi)溫度的影響:
所以,低能耗康居住宅要求機(jī)械式通風(fēng)系統(tǒng),并滿足如下條件。
每人新風(fēng)量 10-30 m3/h(德國DIN 1946 -6標(biāo)準(zhǔn))
換氣次數(shù) 0.3~0.8 (德國DIN 1946 -6標(biāo)準(zhǔn))
對流通風(fēng),無二次污染
排風(fēng)機(jī)無機(jī)械噪音
隔絕室外噪音的侵入,人活動區(qū)域:LW< 35 dB(A)
過濾隨室外空氣帶人的塵土。
安裝使用成本便宜
2、住宅新風(fēng)系統(tǒng)的分類和說明:
住宅通風(fēng)系統(tǒng)通常分為兩大類:正壓送風(fēng)系統(tǒng)和負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)。其中,它們又細(xì)分為:單向流系統(tǒng)和雙向流系統(tǒng)。單向流系統(tǒng)又可分為:帶管道和不帶管道。簡述如下:
1.正壓送風(fēng)系統(tǒng):
正壓送風(fēng)系統(tǒng)是指,由排風(fēng)機(jī)向室內(nèi)吹風(fēng),推動室內(nèi)廢氣,通過回風(fēng)口排到室外。它分為單向流系統(tǒng)和雙向流系統(tǒng)兩種方式:
1.1單向流系統(tǒng):
通過排風(fēng)機(jī)或自動力進(jìn)風(fēng)口直接向室內(nèi)送風(fēng)的正壓通風(fēng)方式。
排風(fēng)機(jī)通常安裝在居室的外墻或窗戶玻璃上,室外新風(fēng)通過排風(fēng)機(jī)被直接吹入室內(nèi),高檔產(chǎn)品還有加熱和花粉級過濾功能;
自動力進(jìn)風(fēng)口多為長條式,安裝在窗框與外墻之間,由微電機(jī)驅(qū)動送風(fēng)入室。
這種通風(fēng)方式有兩個問題,一是對流性不佳,二是電機(jī)所產(chǎn)生的噪音和振動,會降低居室的寧靜舒適感。
1.2雙向流系統(tǒng):
也就是帶熱回收裝置送風(fēng)系統(tǒng)。
它的原理是指,由室外進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)與從室內(nèi)排出到室外的廢氣,在一個熱交換箱體內(nèi)擦肩而過,利用熱交換箱體內(nèi)的高效導(dǎo)熱材料,使進(jìn)入的新風(fēng)盡量吸收一些排出的廢氣能量,以達(dá)到節(jié)能的效果。
從理論上來說,這是一個好辦法,但相比負(fù)壓通風(fēng)方式來說,它占用室內(nèi)空間體積和投資成本較大,安裝復(fù)雜,維護(hù)和使用費用較高,特別是熱回收率與投資成本相比無顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
2.負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng):
負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)是指,由排風(fēng)機(jī)向室外排風(fēng)產(chǎn)生室內(nèi)負(fù)壓,根據(jù)大氣平衡原理,室外新風(fēng)通過外墻進(jìn)風(fēng)口直接進(jìn)入室內(nèi)。
在歐洲的住宅通風(fēng)使用上,負(fù)壓單向流系統(tǒng)是市場的主流技術(shù)。它是一種單向流系統(tǒng),有帶管道的分戶獨立單主機(jī)排風(fēng)系統(tǒng)和不帶管道的分戶獨立模塊組合排風(fēng)系統(tǒng)兩種方式:
2.1 帶管道的分戶獨立單主機(jī)排風(fēng)系統(tǒng)是由一臺通風(fēng)量較大的排風(fēng)機(jī)和若干個進(jìn)風(fēng)口組成,因為,它的排風(fēng)量是固定的,所以,使得小戶型小戶型的排風(fēng)量會較大,而大戶型的排風(fēng)量會太小。
2.2 不帶管道的分戶獨立模塊組合排風(fēng)系統(tǒng)由一個或若干個通風(fēng)模塊組合而成,每個通風(fēng)模塊由一臺排風(fēng)機(jī)和2-3個進(jìn)風(fēng)口組成,小戶型房間數(shù)量少,只有一個浴室衛(wèi)生間,只用一個通風(fēng)模塊即可滿足通風(fēng)量的要求,而大戶型房間數(shù)量多,浴室衛(wèi)生間多,使用的通風(fēng)模塊也相應(yīng)增多,多臺排風(fēng)機(jī)同時運轉(zhuǎn),也就能滿足大戶型的通風(fēng)量。所以,它適用于各種面積大小的,帶躍層或多層的住宅和別墅。
舉例說明如下:
說明:
a.根據(jù)德國住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(DIN1946)的規(guī)定,住宅通風(fēng)的換氣次數(shù),通常應(yīng)在0.15- 0.5次/小時。這個數(shù)值比公用建筑標(biāo)準(zhǔn)要低,因為,考慮到人在住宅內(nèi)的活動量和呼吸心跳的頻率,比在日常工作和運動中要低,對氧氣量的需求相對也要低,所以,從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā),適當(dāng)降低了住宅通風(fēng)量。
b.從大、中、小三種戶型的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)核算來看,可以得出以下結(jié)論:
1).每小時換氣數(shù)和每天換氣次數(shù)在大、中、小三種戶型基本上都是一樣的,也就是說,通風(fēng)效果都是一樣的。
2). 每平米造價在大、中、小三種戶型上都是差不多的,也就是說,造價成本分?jǐn)傇谌N戶型上都是一樣的。并不因為戶型加大,通風(fēng)模塊數(shù)增多,而增加平均成本。
c.它還可以做到分區(qū)通風(fēng)或分層通風(fēng)。比如,帶躍層或多層的住宅和別墅,每層都有浴室衛(wèi)生間,所以,每層都有至少一個通風(fēng)模塊,從該層進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的新風(fēng),會主要流向在該層的排風(fēng)機(jī),而不會大量擴(kuò)散到其它層,也就述是說,該通風(fēng)模塊基本上只為該層的房間提供新風(fēng)服務(wù),有效避免交叉污染和二次污染。
d. 在中、大戶型中,主人還可以分別選擇在不同浴室衛(wèi)生間里的排風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量,滿足個性通風(fēng)需求,達(dá)到按需通風(fēng)和節(jié)約用電的目的。比如,當(dāng)有人在客廳吸煙時,可將客衛(wèi)排風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量加大到最高檔,以快速排除煙味。而當(dāng)主人在主衛(wèi)洗浴時,又可將排風(fēng)機(jī)調(diào)到最低檔,以達(dá)到SPA所要求的寧靜環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
在中、大戶型中,由于2-3臺排風(fēng)機(jī)分布安裝在住宅的不同位置,使得每個房間的風(fēng),會流向距自己最近的排風(fēng)機(jī),這樣大大縮短了每個房間的通風(fēng)路徑。
2.3 無管道系統(tǒng)比有管道系統(tǒng)通風(fēng)的效果更好。
無管道排風(fēng)機(jī)無須使用吸風(fēng)管道,使得每個房間的負(fù)壓值完全相等,基本上保證了每個房間等量進(jìn)風(fēng)的可靠性。
而帶吸風(fēng)管道的排風(fēng)機(jī),由于管道長短的不一,管道內(nèi)壓力損失也就不一樣,所以,每個吸風(fēng)口吸入的風(fēng)量也就不一樣;
無管道系統(tǒng)比有管道系統(tǒng)通風(fēng)更舒暢;
無管道系統(tǒng)比有管道系統(tǒng)的整個住宅的新風(fēng)對流效果更佳;無管道系統(tǒng)比有管道系統(tǒng)的整個房間的新風(fēng)擴(kuò)散性要好。
另外,從安裝和維護(hù)成本的比較上來看,管道的使用也會占用室內(nèi)空間,增加安裝費用;而定期清洗管道,也會增加維護(hù)成本;另外,安裝管道會在室內(nèi)墻面增加回風(fēng)口,影響室內(nèi)的裝飾美觀。
2.4 外墻進(jìn)風(fēng)口相比窗式進(jìn)風(fēng)口對保溫和舒適度有積極的作用。
外墻進(jìn)風(fēng)口與空調(diào)洞和燃?xì)鉄崴鞫聪啾容^,采用特別的密封措施,所以,對外墻保溫并無特別的破壞作用,不會導(dǎo)致額外的室內(nèi)能量損失。
相反由于它的厚度(大約30厘米以上),有效的抗強(qiáng)風(fēng)風(fēng)壓保護(hù)和利于進(jìn)入室內(nèi)新風(fēng)擴(kuò)散,提高熱傳導(dǎo)面積,減低對室溫影響的四向側(cè)面出風(fēng)面板的設(shè)計,以及,所選用的熱傳導(dǎo)值很低的絕緣材料,使它僅限于通風(fēng)所造成的能耗(具體由排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量決定),并且,不會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。
而窗式進(jìn)風(fēng)口的格塵降噪的效果差,其次,由于它太單薄,隔熱保溫性能也差,是窗戶上的一個冷橋。所以,只有在不宜安裝外墻進(jìn)風(fēng)口時,才應(yīng)選用它。
2.5 綜合以上分析,可以看出,負(fù)壓排風(fēng)系統(tǒng)比正壓送風(fēng)系統(tǒng)更適合用于住宅;
獨立模塊組合排風(fēng)主機(jī)比單一排風(fēng)主機(jī)更易于滿足不同大小的住宅通風(fēng)量;
外墻進(jìn)風(fēng)口相比窗式進(jìn)風(fēng)口在保溫性和舒適度上有很大的優(yōu)勢;
不帶管道的系統(tǒng)比帶管道的系統(tǒng)的風(fēng)流組織更合理,安裝維護(hù)更便宜。
下圖,外墻進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)舒適度描述:
3、住宅新風(fēng)系統(tǒng)的使用
首先住宅新風(fēng)系統(tǒng)適宜于冬冷和干燥多風(fēng)沙的北方地區(qū),由于冬季采暖時間較長,外墻厚密封性好,人在室內(nèi)活動時間較多,無法充分開窗換氣這一特點,可采用每天24小時連續(xù)微量循環(huán)通風(fēng)方式。
因為,它使進(jìn)入室內(nèi)的微量冷空氣能被暖氣迅速加熱,在保持通風(fēng)的同時,對室溫的影響也很小。
因為,每人每天平均消耗12 m3的新鮮空氣,也就是說,每人每小時0.5 m3,對3-4口家庭,90 m2住宅,如果一臺排風(fēng)機(jī)的連續(xù)通風(fēng)達(dá)到60 m3/h,則每天總的通風(fēng)量為1440 m3,每天換風(fēng)6次,每小時換風(fēng)0.3次,平均每個居室因通風(fēng)所造成的最大能耗不超過200w,達(dá)到健康與節(jié)能兼顧的目的。
其次,住宅新風(fēng)系統(tǒng)適宜于交通噪音較大的城市區(qū)域,因為,開窗通風(fēng)會使室外的噪音侵入室內(nèi),而外墻進(jìn)風(fēng)口的隔聲量可達(dá)43分貝,與高品質(zhì)的品平開窗相等,完全可以保持室內(nèi)的安靜舒適。
另外,住宅新風(fēng)系統(tǒng)還適宜于既有建筑的節(jié)能改造。在通過對既有居住建筑的外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,如加裝外墻保溫、更換密封窗,使它們達(dá)到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的同時,還應(yīng)考慮降低因開窗通風(fēng)所造成的室內(nèi)能耗,解決辦法就是使用具有連續(xù)微量通風(fēng)功能的住宅新風(fēng)系統(tǒng)。
4、住宅新風(fēng)系統(tǒng)的發(fā)展方向
從技術(shù)發(fā)展來說,排風(fēng)機(jī)將是更低噪音、更大扭矩、更加長壽;
進(jìn)風(fēng)口更加隱蔽、進(jìn)風(fēng)更加有序;
控制系統(tǒng)更加自動化、更加節(jié)能、更加與空調(diào)采暖設(shè)備聯(lián)動配合,以提高住宅的舒適度。
從國家住宅產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整來說,低能耗住宅和健康住宅將完全取代舊式住宅的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),同時,舊式住宅也將通過節(jié)能改造,達(dá)到低能耗住宅的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),它們的特點就是,通過提高外墻和門窗的密閉保溫性能,在保證室內(nèi)空氣質(zhì)量的條件下,盡可能降低因住宅通風(fēng)所造成的能量損失,提高居住的舒適度,促證人體的健康,對于中國可持續(xù)發(fā)展和提高民族身體素質(zhì)有著重要的意義。所以,完善的住宅新風(fēng)系統(tǒng),作為重要技術(shù)之一,必將得到廣泛應(yīng)用。