新風體系的由來、作用、設計、計算
新風是中文創造的意義,在國外這個名詞就叫“ventilation(通風)”,就是暖通空調中的透風,而沒有其他的用詞。透風的概念是把室外空氣引到室內,把室內空氣排到室外,因為進來的空氣和排出的空氣污染濃度不同,因此透風可以降低室內空氣中的污染物濃度。
同樣,透風可以降低室內空氣的溫度,也可以降低室內空氣的濕度。
但假如室外空氣中的污染濃度大于室內,則透風的效果必定是,透風會進步室內空氣中的污染物濃度。同樣透風也可以進步室內溫度和濕度。
因此,傳統意義的新風只適合處理污染源自室內的污染。而不是一個包治百病的“靈丹妙藥”。
新風的由來及其作用
新風體系的由來
20世紀70年代石油危急,使得西方社會增強了對建筑節能的正視,進步保溫能力,削減天然透風換氣量,對建筑能耗提出更低的要求。但從效果來看,在這些節能建筑中出現一些曩昔沒有出現的題目,很多人出現頭暈、記憶力降低、工作服從降低,以及患病率增長。幾年后,答案揭曉,這是由于室內外透風量不足而產生的,由于這種情況與空調體系的使用同時存在,因此也稱之為“空調病”。
要避免“空調病”,就必要保證建筑的“最小透風量”。一樣平常來講這個數值與人員多少有關,或者按人均風量來衡量。各國的標準不盡雷同,在中國這個數值定為30m3/(h*人)(《GB50736-2012民用建筑供暖透風與空氣調節設計規范》3.0.6 關于新風量設計要求)。不同使用情況(辦公、商場、劇場等),不同污染情況(吸煙等)的人均新風量也是不一樣的。新風體系從公共建筑進入民用住宅,形成了家用新風體系。
新風體系的意義
雖然新風的概念不是很明確,但是大家對新風體系的理解照舊基本同等的,就是能降低室內污染濃度,改動室內空氣質量的透風體系。
因為空氣污染物種類多,新風體系的原則是:降低一種污染物的代價不能是使另外一種污染物濃度不可控制的增長,超過健康標準要求。
新風體系的核心是保障室內空氣質量水平,使空氣有利居住者的健康。
值得指出的是新風并不是一個有嚴酷技術規定的名詞,在國外稱為室外空氣,因為西方國家室外空氣質量每每較高,因此室外空氣可以看成是“好空氣”或“新風”。但在中國大多數城市,因為室外PM2.5和其他污染緊張,不能把室外空氣當做“好空氣”。正確的說法是使用室內空氣質量指標,作為衡量標準。
室內空氣質量標準的意義:通過室內環境衛生學的研究,提出室內污染濃度限值水平和標準測試方法,從而保障室內人員的健康。
國家標準《室內空氣質量標準》(GB/T18883-2002)數據來源重要有二個:參照國際標準和室外空氣標準。因為人類生活在室內的時間占了生命的大多數時間,而時間最長是住宅,室內空氣質量對生活質量的影響及其緊張。
國家標準是全國范圍內同一的技術要求,強制性標準由國家質量監督檢驗檢疫總局執法強制實行,而保舉性國標由各方贊成納入合同中,成為必須共同遵守的技術依據,具有法律上的束縛性。
(因為上述標準未將PM2.5濃度列入,新風廠家以室外空氣標準的濃度作為指標。以二級指數75μg/m3作為達標指標。)
新風體系的作用
目前所提的新風,一樣平常是指新風體系對室內進行有用的換氣,過濾空氣,進步空氣品質,達到國家相干標準,并能降低空調的能耗,附加一些如其它讓人體感覺到舒適的功能。
顆粒物對人體健康的影響
新風量的設計標準與計算
天然透風的透風量不穩固,當室外刮風和室內外溫差較大時,透風量增長。反之削減。當天然透風匱乏時,室內污染濃度會超過標準要求。此時必要使用機械透風來增長透風量。
住宅新風量取決于兩個因素,一是按人數,一是按室內污染源(重要是裝修污染)。
(1)按人計算的新風量:按人數計算的新風量屬最小新風量,必要必須保證。要保證室內CO2濃度低于1000ppm,則必要保證30m3/h*人(取值《GB/T18883-2002)室內空氣質量標準》)的新風量。
對于人數不恒定的房間(如會議室),取平均使用人數。平均使用人數一樣平常不少于最大人數的50%。
按人數計算新風量時有一個要解決的題目,就是整套房子知足照舊每個房間都要知足。前者的情況是假設各個房間之間存在連通,二氧化碳等會達到整套房間內的平衡;后者則假設各個房間單獨存在,相互之間沒有影響。一樣平常使用前一種假設,在各個房間之間使用通風槽,并采用集中回風。而后一種假設,則是每個房間單獨送風回風。
(2)按污染量計算:當房間內有有散發污染的建材時,必須有相稱量的新風排出污染,以保證室內空氣達標。
按國家室內空氣質量標準,每1m3/h的新風可以排除0.1mg/h的甲醛,相稱于0.8m2 E1級木板產生的污染,或5m2 E0級木板產生的污染。
室內空氣品質影響重要因素:
(1)建材和家具環保(含有害揮發物)情況 ;
(2)新風換氣量大小 ;
(3)室內溫度和濕度條件 ;
(4)室外氣象情況(溫度、風力等)
設計計算原則:
1)在人停頓時間超過3小時的房間要保證新風量30m3/h*P,住宅內,是指寢室,無論大小,應該:主寢室>=50m3/h;其他寢室>=30m3/h。
2)人一直留的區域可以不考慮新風量,如樓梯間、門廳等。
3)局部透風的區域,如廚房、衛生間、設備間、洗衣間的透風單獨計算,不在新風范圍。
根據上述原則,確定新風面積,根據換氣次數和新風需求量確定每個房間的必要新風。
新風類型
全熱交換新風體系
全熱交換新風體系是基于雙向流新風體系的基礎上改動的一種具有熱回收功能的送排風體系。它的工作原理和雙向流雷同,不同的是送風和排風由一臺主機完成,而且主機內部加了一個熱交換模塊,可快速吸熱和放熱,保證了與空氣之間充分的熱交換。排出室外的空氣和送進室內的新風在這個全熱交換裝配里進行換熱,從而達到回收冷量、熱量的目的,節約了空調能源,在改善室內空氣品質的基礎上,盡量削減對室內溫度的影響。
地送風體系
因為二氧化碳比空氣重,因此越接近地面含氧量越低,從節能方面來考慮,將新風體系安裝在地面會得到更好的透風結果。從地板或墻底部送風口或上送風口所送冷風在地板外觀上擴散開來,形成有組織的氣流組織;并且在熱源四周形成浮力尾流帶走熱量。因為風速較低,氣流組織紊動平緩,沒有大的渦流,因而室內工作區空氣溫度在水平方向上比較同等,而在垂直方向上分層,層高越大,這種征象越顯明。由熱源產生向上的尾流不僅可以帶走熱負荷,也將渾濁的空氣從工作區帶到室內上方,由設在頂部的排風口排出。底部風口送出的新風,余熱及污染物在浮力及氣流組織的驅動力作用下向上活動,所以地送風新風體系能在室內工作區提供優秀的空氣品質。
地送風雖然有肯定的好處,但也有其肯定的適用條件。一樣平常適用于污染源與發熱源相干的場所,且層高不低于2.5m,此時渾濁空氣才易于被浮力尾流帶走;對房間的設計冷負荷也有一個上限,目前的研究注解,假如有充足的空間來大型送風散流裝配的話,房間冷負荷可達120w/㎡,房間冷負荷過大,置換透風的動力能耗將明顯加大,經濟性降落;另外埠送風裝配占地、占空間的矛盾也更為凸起。
正、負壓式新風體系
1)負壓式新風體系,工作原理:室內渾濁空氣從衛生間、廚房等區域排出室外;奇怪空氣從墻體縫隙間進入。負壓式新風體系結構簡單,安裝方便,管道少,造價低,目前應用較為廣泛。
2)正壓式新風體系,工作原理:在室內中間區域產生空氣正壓區,持續賡續地向室內送含氧量高的奇怪空氣,從而將污染的空氣從建筑周圍擠壓出去,形成空氣置換。(此式為概念性體系)
由此可見,根據新風體系安裝環境的不同,選用的新風體系也會有些差異,只有選擇適合自家的新風體系,才能達到最好的交換空氣結果。
新風體系結果評價體例
新風風量測量
新風風量測量分為兩種,一種是現實風量,也就是測量風口處的風量;一種是測量結果計算"有用風量"。后者小于前者,兩者之間的比值為服從。
假如新風體系按空調標準(也就是新風量)則必要測試現實風量,而假如按空氣質量標準的話,則按后者測試?!坝杏蔑L量”不是測現實的風量,而是測量污染物濃度轉變速度,進而推導出“有用換氣次數”,乘以現實體積,得到“有用風量”。
室內空氣質量測量
空氣質量的測量分為兩個參數:一是可達到的最低(平衡)濃度,二是達到最低濃度必要的時間。
按不變的條件測試污染轉變濃度,發現濃度速度轉變呈現先先高后低的情況,當時間長到肯定程度后,濃度隨時間轉變越來越小。這時測到的濃度就是最低(平衡)濃度,這個時間與換氣次數相干,一樣平??烧J為等于3/n(n為換氣次數,h-1)。
對應市內釋放量不變的污染源,不同的新風量(換氣次數)對用不同的最低(平衡)濃度,其值等于M/G,其中M為每小時釋放污染物量(mg/(m3*h)),G為透風換氣量m3/h。
可以根據測試中得到的轉變情況,對現實污染源、建筑天然透風、機械透風情況進行判斷,制訂最佳的運行策略,達到健康、舒適、節能的結果。
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