廣州大學      王龍霞   裴清清  

日本東北工業大學      許雷

摘   要：隨著人們物質生活的提高，對室內居住環境的要求也越來越高，通風可以利用室外空氣稀釋室內的污染物，為室內提供新鮮空氣，但人們在利用室外空氣時，往往默認室外空氣是新鮮的，實際隨著社會工業化的不斷發展，室外環境的污染也越來越嚴重，室外空氣也并非所謂的“新”了，而目前廣州地區住宅建筑新風引入方式還是自然通風，本文結合廣州地區氣候條件，通過對目前廣州地區住宅通風存在的問題現狀分析，并分別從應用范圍、換氣效果、成本經濟性對比分析了幾種住宅新風系統，并通過比較為不同類型住宅選用新風系統形式提出了建議，并且指出住宅新風系統應用還需解決的問題。

關鍵詞：住宅；新風；室內環境

       0   前言

       住宅是人們每天生活起居的地方，在中國飛速發展的今天，生活的便利使得人們在室內的時間越來越多，據統計人在一天中有80%的時間是在室內度過的，新鮮清潔的空氣是人們身體健康和生活品質的基礎。目前空調已成為每個家庭的必需品，尤其在南方地區常年高溫高濕，空調更是必不可少，我國住宅目前還是以分體空調為主，空調環境下為室內封閉的內循環，只能提供良好的溫、濕度環境，并無室外新風的引入，室內散發的污染物也無法排出，長期在這種環境下生活，對人體健康不利。近年來，室內空氣品質問題已越來越引起人們的關注，有關調查發現，目前出現的各種室內空氣品質的問題，主要是由于通風不良造成的，即新風量不足所造成的。本文通過對廣州住宅通風存在的具體問題進行分析，并對目前國內市場上各種新風系統形式進行對比分析，最后為廣州地區氣候不同住宅選用新風系統形式提出建議，并且指出今后住宅新風系統的應用還需解決的問題。

       1   住宅通風現狀及問題分析

       現有住宅主要采用自然通風方式，用戶開啟門窗，在風壓和熱壓共同作用下實現室內外空氣的交換。由于自然通風不需要借助任何機械設備，只需用戶根據需求打開窗戶，就能將室外空氣引入室內，具有通風效果好、節能、無噪聲干擾等優勢，同時也使得自然通風的應用也存在一定的局限。目前廣州地區住宅自然通風主要存在以下問題：

     （1）廣州位于我國南方，主要為濕熱型氣候，夏季持續的時間特別長，冬季的時間則相對較短，全年溫度較高并且濕度較大，雨量充沛，空調季較長。目前住宅普遍采用分體空調居多，室內空氣封閉循環，并無室外新鮮空氣補充，長時間待在空調房間會感到身體不適，易出現空調病等癥狀，此外，廣州梅雨季節時間長，相對濕度極高，該段時間開窗通風，會加重室內的潮濕狀況，甚至引起霉變。

     （2）目前住宅建筑越來越密集，室外灰塵、施工帶來的顆粒污染物、工業排放的等各種有害氣體，甚至相鄰住宅之間的廚房油煙污染，都會通過開窗進入室內，影響室內空氣質量^[1]。另外，室外環境噪聲污染逐漸嚴重，越來越多的居民反映室外環境吵，開窗通風會帶來室內噪聲污染，影響室內人員正常工作、休息，筆者曾對廣州地區自然通風應用現狀做過相關調研，調研結果顯示在居民關窗主要原因中，外面吵，有噪聲，隔絕噪聲而關窗的比例高達72%，說明目前室外噪聲已嚴重影響居民開窗通風，而長時間的關窗，不利于空氣流通，室內人員在室內活動散發的CO₂等污染物聚集在室內，無法排出，室內空氣質量也越來越差。

     （3）隨著建筑節能的逐步深入，新建建筑門窗氣密性越來越好，依靠門窗滲透已無法滿足室內人員換氣需求，有學者曾對上海、北京等地區的住宅室內換氣次數進行了測試研究，測試結果顯示，室內換氣次數普遍較小，通風換氣效果不好[2]。另一方面由于大量裝飾材料的使用，室內散發的污染物如果不能及時清除，病態建筑綜合癥、各種化學物過敏癥狀越來越多，室內空氣污染嚴重^[3]。

       因此，更積極地采用主動方式解決室內通風換氣問題，改善室內環境十分必要。住宅新風系統在西方發達國家已經非常成熟，新風系統已是新建樓盤必備系統，有的國家甚至把新風系統作為健康建筑的法定配置，在日本，新風系統市場逐年增長，甚至成了衡量房屋是否合格的標準^[4]。而在我國，新風系統才剛剛發展，普及率低，近年來，一些地區的小區住宅紛紛引入住宅新風系統，市場也逐漸有各種新風系統形式出現，但是由于缺少相關研究，新風系統在設計、應用還存在一系列問題，有學者曾對杭州的戶式新風系統項目做過詳細調研，調查統計表明，多數戶式新風系統均存在噪聲大、新風量不足、排風效果不明顯、安裝過程中未按照施工要求等問題^[5]。本文通過對比分析各種新風系統形式，分析其存在的具體問題，結合氣候特點、住宅特性選擇合適的新風系統，將這種健康通風方式廣泛應用于住宅建筑中。

       2   住宅新風系統原理及系統形式

       住宅新風系統是為改善室內通風換氣，通過新風機和具有送（排）風功能的管道，有組織的向室內引入新風，達到換氣目的，為室內人員呼吸代謝提供所需氧氣，降低室內污染物的濃度，消除室內異味，提高室內空氣質量。目前應用的住宅新風系統形式按照不同的送、排風方式可分為無管道新風系統（壁掛式新風系統）、戶式單向流新風系統、戶式雙向流新風系統、集中新風系統。

       2.1   無管道新風系統

       壁掛式新風機為室內提供新風，連續不斷地維持室內送、排風量平衡，根據新風引入方式不同又可分進氣型和排氣型，可裝設在外墻或外窗，安裝便利。通常，送風機安裝在臥室，起居室外墻或外窗上，直接將室外空氣送入室內，也可以對室外空氣預處理再送入室內；排風機則安裝在衛生間或走道。無管道新風系統設備簡單，功率小，可24小時連續運行，風機可以掛在外墻或室外陽臺，室內無需布置風管，便于操控和日常維護，成本和運行費用較低，對二次裝修影響小。
       2.2   戶式單向流新風系統

圖1   單向流（負壓）新風系統原理圖

       戶式單向流是指由單個風機通過風管將室外新鮮空氣送入室內或將室內空氣排出室外，同時需要在外墻設置自然進風口或自然排風口。按照送排風形式不同，戶式單向流又有兩種組合方式：機械送風+自然排風、自然送風+機械排風（負壓新風系統），機械送風+自然排風形式，新風機一般布置在室外陽臺，從外墻引入新風，并結合空氣過濾裝置對新風過濾，然后送入室內各個房間，需要結合房間特性合理布置送風方向和風口相對位置，室內相對于室外為正壓，風機運行時不斷有新風送入室內，同時室內污濁空氣通過排風口排出室外；自然送風+機械排風形式（負壓新風系統），如圖1，風機一般布置在陽臺、衛生間吊頂內，排風口布置在污濁空氣較多位置，風機運行時將室內空氣排至室外，室內形成負壓，室外空氣便在室內外壓差作用下通過進風口進入室內。單向流新風系統結構較簡單，主機和管道占用空間少，購置成本較低。該系統缺點是對房屋氣密性要求高，且系統運行時，不能打開房間窗戶，否者室內不能形成壓差，新風系統失去作用。

       2.3   戶式雙向流新風系統

       戶式雙向流新風系統由雙向流新風機、室內送風管、送風口、排風管、排風口等組成，其中雙向流新風機由送風機單元和排風機單元，室外空氣在經過凈化過濾后，由新風機經送風管送入送風口，再由室內送風口進入客廳、臥室；排風口布置在衛生間或走廊等室內空氣相對污濁的地方。與單向流新風系統相比，雙向流新風系統結構相對復雜，主機和管道占用空間多，購置成本和維護費用也高。戶式雙向流系統可在雙向流新風機組內設置換熱模塊，室外新風和室內排風通過新風機組內的熱交換器進行能量交換，從而減少夏季冷量（冬季熱量）的損失，在改善室內空氣品質的基礎上，可減少對室內溫度影響^[6]。

       2.4   集中新風系統

       集中新風系統原理與戶式新風系統原理相似，不同點在于將分布在每一戶的送、排風機改為集中設置的新風機組或排風機組，是一供多的集中新風系統，由風管為戶內送風、排風，同戶式新風系統類似，集中新風系統也分集中單向流、集中雙向流系統。由于集中新風系統風機放在設備機房內，用戶無需檢修工作，由專業人員統一檢修維護，減少了日常維護給用戶帶來的干擾。

       目前集中式新風系統，一般由開發商自行配套，一般在交房前就已經把新風系統安裝好，主機不占用吊頂空間，噪音小，但集中式新風系統運行維護影響大，影響到每一戶。筆者通過對某設有集中式新風系統的住宅調查發現，該項目由開發商配套設置的集中式住宅新風系統只是簡單的將新風送入戶內，每戶僅設一個送風口，并未設置風管對室內各個房間布置風口，如果室內房間門關閉，房間內就很少有新風進入，那么新風系統就形同虛設，另外，集中式新風系統由于新風計量困難，難以收費，因此目前住宅設置的集中新風系統大多未對新風進行預處理。

       3   新風系統比較與應用

       結合我國目前住宅狀況以及市場上住宅新風系統的應用情況，集中式新風系統計存在戶間串氣、高低層各戶風量不均勻等問題，且計量、收費問題較難解決^[7]，據了解目前在住宅中應用的集中新風系統多為開發商為了樓盤銷售設置的，實際運行并無太大效果的形同虛設的設備系統，因此，集中新風系統目前還難以在國內住宅普遍推廣應用。顯然戶式新風系統、無管道新風系統更適合國內住宅應用，因此，本文僅對無管道新風系統和戶式新風系統進行對比分析。

       3.1   適用范圍比較

       由于無管道新風系統（壁掛式新風系統）室內無需走管，裝修后也可安裝，用戶可直接根據住宅戶型、自身需求，自行選擇帶過濾或凈化作用的壁掛式新風機，因此無管道新風系統應用范圍廣，單個房間、普通住宅、公寓都可應用；戶式單向流新風系統結構較簡單，主機和管道占用空間少，安裝時對室內裝修影響小，多適用于70~100m²的普通住宅；戶式雙向流新風系統比單向流新風系統結構復雜，主機和管道占用空間多，對裝修要求較高，安裝沒有單向流方便，并且成本和維護費用較高，因此多用在面積較大的精裝修別墅或公寓內，結合戶式中央空調設計，在普通的住宅中應用較少。

       3.2   室內換氣效果比較

       戶式雙向流新風系統在單向流新風系統的基礎上增加了排風系統，送風和排風可以同時進行，可以根據要求設計新風的流向，增加了換氣的效果，因此戶式雙向流新風系統換氣效果明顯優于單向流新風系統。無管道新風系統一般由用戶根據需求自行在房間安裝，或結合管道每個房間設置送風口或排風口，可以只安裝在個別室內換氣要求高的房間，由于壁掛式新風系統各個房間進、排風口相互獨立，一般為用戶自行購買安裝，未經專業人員結合房間戶型設計確定氣流組織路徑，換氣效果難以保障。因此，對比三種不同形式新風系統室內整體換氣效果，戶式雙向流新風系統優于單向流新風系統，其次是無管道新風系統。對新風系統的換氣效果評價，還應結合計算流體力學CFD模擬的方法，根據住宅特性建立數學模型，通過模擬室內溫度、濕度等各參數分布，更直觀的反應整體室內的換氣效果。

       3.3   成本經濟比較

       通過上述三種新風系統適用范圍與室內換氣效果對比分析可知，無管道新風系統和戶式新風系統是適用于目前我國住宅現狀的，本文以廣州地區一套100m²三室一廳一廚一衛住宅為例，對此建筑分別考慮設置無管道新風系統、戶式單向流新風系統、戶式雙向流新風系統，以比較3種新風系統的成本差異。通過對目前市場上三種新風系統價格調查了解，當選擇設置無管道新風系統時，確保臥室、客廳均由新風進入，壁式新風機成本費加上安裝費用，成本約為5000~6000元；若設置戶式單向流新風系統，新風機、管道、風口、安裝費，成本約為3000~4000元；若選擇帶熱回收的戶式雙向流新風系統，熱回收新風機、送排風管道、風口及安裝費用，成本總造價約為7000~8000元，通過對比發現，戶式單向流新風系統成本最低，其次是無管道新風系統，而帶熱回收戶式雙向流新風系統成本費用最高。

       4   結論

       通過以上研究看出住宅室內通風狀況有待改善，新風系統設計、運行存在很多問題需要解決，住宅采用機械方式有組織的引入室外新風勢在必行。本文結合廣州地區氣候特點以及目前住宅通風存在主要問題分析，并綜合幾種新風系統的適用范圍、室內換氣效果、經濟成本對比幾種新風系統得出以下結論與建議：
     （1）室外空氣污染、噪聲污染越來越嚴重，新建建筑氣密性越來越高，對于住宅建筑，傳統的自然通風方式已無法滿足室內人員基本換氣需求，從根本上解決室內通風換氣問題，改善室內空氣質量，還必須引入機械通風，即住宅新風系統。
     （2）綜合幾種新風系統適用范圍、系統成本、管道安裝分析，對于普通高層住宅，裝修前設置新風系統且住宅所處地室外空氣質量較好，室內管道安裝受限時，建議選用戶式單向流新風系統；低層層高單棟住宅、公寓、別墅等室內層高較高、裝修允許、并考慮同中央空調結合安裝時，可采用戶式雙向流新風系統；已經裝修好的住宅，僅考慮改善室內部分房間的通風換氣，如起居室、臥室，為了避免安裝新風系統對室內裝修的影響，建議選用壁掛式無管道新風系統，并請專業人員設計安裝。
     （3）目前新風系統在國內住宅應用較少，調查發現在應用過程中存在諸多問題，如新風量不足、未合理設計新風路徑、未按設計要求安裝、噪音大等，今后還應結合氣候特點，住宅特性，對戶式新風系統的系統形式、設計、氣流組織影響因素及變化規律進行更深入研究，開發相應住宅通風設備，進一步規范相關行業標準，推廣新風系統在我國住宅中的應用。

參考文獻

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備注：本文收錄于《建筑環境與能源》2017年5月刊總第5期。
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