上海地區(qū)住宅換氣方式適用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

1、    上海地區(qū)住宅換氣方式適用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析            作者：呂鐵成 李振海時(shí)間：2007-11-24 15:00:00                     摘要： 近年來(lái)上海地區(qū)由于住宅氣密性的加強(qiáng)和裝修程度的不斷提高，

2、住宅室內(nèi)污染物濃度偏高。換氣是降低室內(nèi)污染物濃度的有效途徑。自然換氣方式不能同時(shí)滿足上海地區(qū)換氣和節(jié)能的要求，采用機(jī)械換氣方式是必然的選擇。采用全熱交換器系統(tǒng)和集中機(jī)械排風(fēng)、自然進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)都可以滿足換氣的要求。目前，采用全熱交換器系統(tǒng)雖然是節(jié)能的，但是采用集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)卻是更為省錢(qián)的方式。由于采用一般機(jī)械換氣方式的房間需要吊頂，對(duì)于沒(méi)有吊頂?shù)淖≌梢圆捎脽o(wú)管通風(fēng)系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 換氣系統(tǒng) 全熱交換器系統(tǒng) 集中機(jī)械排風(fēng)  0 引言近些年來(lái)，由于人們對(duì)住宅裝修逐漸重視，室內(nèi)裝修趨向高檔化、復(fù)雜化，各種各樣的裝飾材料如強(qiáng)化木地板、纖維板、泡沫絕緣材料、大理石等廣泛應(yīng)用于室內(nèi)。這些裝飾

3、材料本身以及粘結(jié)劑都會(huì)釋放大量的污染物，如甲醛、苯、TVOC、氡等，嚴(yán)重污染住宅的室內(nèi)空氣品質(zhì)，威脅人們的身體健康。特別是新裝修的住宅，室內(nèi)污染物的釋放量更是大的驚人。根據(jù)2003年對(duì)上海市若干住宅氣密性的調(diào)查測(cè)試顯示，近5年內(nèi)上海建造的住宅氣密性普遍偏高，使得空氣滲透量極少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足住宅換氣量的要求。通過(guò)對(duì)這些住宅中甲醛、苯及TVOC濃度的測(cè)試，結(jié)果顯示92的住宅污染物濃度超過(guò)了GB503252001的標(biāo)準(zhǔn)濃度，其中有些住宅的甲醛濃度超標(biāo)近20倍。降低室內(nèi)污染物濃度除了控制污染源，選用需用符合標(biāo)準(zhǔn)的裝修材料，還應(yīng)當(dāng)采用恰當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)消除室內(nèi)污染物。吸附分解是消除室內(nèi)污染物的一種常用方法。各

4、種過(guò)濾裝置不但可以消除室內(nèi)的塵埃、臭氣，而且還可以除甲醛、VOC等有機(jī)污染物。但是這些產(chǎn)品都有不足之處，它們消除室內(nèi)污染物的能力有限，而且它們大多只對(duì)消除一種或幾種污染物有效，而且其中有些產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生附加污染物，造成二次污染。換氣是消除室內(nèi)污染物最有效的方法。采用恰當(dāng)?shù)膿Q氣方式，不但可以有效地排除室內(nèi)污染物，解決室內(nèi)空氣品質(zhì)問(wèn)題，而且可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效果。對(duì)于上海地區(qū)居民，選用何種換氣方式和換氣系統(tǒng)較為適當(dāng)，是我們目前所需要解決的問(wèn)題。1 國(guó)內(nèi)外對(duì)住宅換氣系統(tǒng)的研究 1.1 國(guó)外對(duì)住宅換氣系統(tǒng)的研究0地區(qū)太陽(yáng)能換氣系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)時(shí)太陽(yáng)能板最優(yōu)的傾斜角度。Shapiro Andy等人通過(guò)對(duì)

5、43套單體住宅的換氣系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，研究了集中機(jī)械排風(fēng)、自然進(jìn)風(fēng)的換氣系統(tǒng)的氣流組織情況4。Viktor Dorer等對(duì)四套安裝機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的住宅進(jìn)行了調(diào)查測(cè)試研究，指出了影響機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)際運(yùn)行效果差異性的因素5。H.Mamz等人用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法研究了單個(gè)房間采用帶熱回收功能的機(jī)械給排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)的運(yùn)行情況，分別對(duì)換氣效率、熱舒適性、熱回收效率、耗電功率以及噪音進(jìn)行了評(píng)價(jià)，指出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最大的難點(diǎn)是控制噪音6。Yoshino Hiroshi等人對(duì)被動(dòng)式換氣系統(tǒng)和復(fù)合式換氣系統(tǒng)做了大量的研究，他們利用實(shí)驗(yàn)房（test house）測(cè)試以及數(shù)值分析方法，評(píng)價(jià)了不同換氣系統(tǒng)換氣效果的優(yōu)

6、劣：被動(dòng)式換氣方式雖然在總換氣量上能滿足要求（寒冷季節(jié)），但是不能滿足每個(gè)房間的新風(fēng)量要求；復(fù)合式換氣方式能克服換氣量不匹配的缺點(diǎn)，而且適用的氣候區(qū)間更為廣泛79。1.2 國(guó)內(nèi)對(duì)住宅換氣系統(tǒng)的研究國(guó)內(nèi)自80年代以來(lái)，對(duì)空氣滲透問(wèn)題展開(kāi)了系統(tǒng)而獨(dú)具特色的研究，建立起了較為完善的空氣滲透計(jì)算及能耗分析方法，文獻(xiàn)10在純風(fēng)壓的基礎(chǔ)上，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)理論、基爾霍夫節(jié)點(diǎn)定律及網(wǎng)絡(luò)圖論等手段建立一簡(jiǎn)化滲風(fēng)氣流模型。該模型能在存在復(fù)雜內(nèi)部隔斷的情況下，動(dòng)態(tài)分析任意時(shí)刻的室內(nèi)滲風(fēng)狀況，從而可以找到有效減少能耗及提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法。文獻(xiàn)11通過(guò)分析比較實(shí)測(cè)室溫和模擬室溫，根據(jù)狀態(tài)空間法逐時(shí)確定出房間在開(kāi)窗情

7、況下的換氣次數(shù)，計(jì)算通風(fēng)換氣次數(shù)一般在小于10h-1的范圍內(nèi)變化，但最高也可達(dá)50h-1。文獻(xiàn)12對(duì)北方地區(qū)冬季換氣方式進(jìn)行了研究，通過(guò)計(jì)算得出管道式換氣方式是切實(shí)可行的。文獻(xiàn)13,14對(duì)帶能量回收功能的機(jī)械換氣系統(tǒng)進(jìn)行了研究分析，對(duì)其節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性作出了評(píng)價(jià)。2 上海地區(qū)住宅換氣系統(tǒng)的適用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析2.1 自然換氣方式上海處于夏熱冬冷地區(qū)，夏季空調(diào)室外設(shè)計(jì)溫度為34OC，冬季通風(fēng)室外設(shè)計(jì)溫度為 3 OC。由于節(jié)能的需要，新近建造的住宅氣密性很高，靠門(mén)窗縫隙自然滲透的空氣量極小，不能滿足換氣要求。被動(dòng)式換氣系統(tǒng)的動(dòng)力是熱壓，它的大小取決于室內(nèi)外溫差和管道進(jìn)出口的垂直高差。文獻(xiàn)15顯示，上

8、海地區(qū)住宅冬季室內(nèi)溫度集中在713 OC，房間的層高約為2.7m，室內(nèi)外溫差約為10 OC，靠熱壓作用不能滿足換氣次數(shù)要求。開(kāi)窗雖然能滿足換氣量的要求，但是開(kāi)窗換氣受到風(fēng)壓影響很大，風(fēng)壓是隨機(jī)變化的，因此無(wú)法控制開(kāi)窗換氣次數(shù)，會(huì)造成能源的巨大浪費(fèi)，這與目前節(jié)能的政策是大相徑庭的。而且開(kāi)窗時(shí)室外空氣對(duì)室內(nèi)溫度場(chǎng)造成劇烈擾動(dòng)，熱舒適感很差。2.2 機(jī)械換氣方式機(jī)械換氣方式有（1）集中機(jī)械排風(fēng)，自然送風(fēng)；（2）集中機(jī)械送風(fēng)，自然排風(fēng)；（3）集中機(jī)械給排風(fēng)，這種換氣系統(tǒng)種通常安裝能量回收裝置，稱(chēng)為全熱交換器系統(tǒng)；（4）復(fù)合式換氣。機(jī)械換氣系統(tǒng)一般要用管道連接，管道需要藏在吊頂以內(nèi)，應(yīng)此機(jī)械換氣系統(tǒng)適用

9、于有吊頂?shù)淖≌?。?duì)于無(wú)吊頂?shù)淖≌?，可采用無(wú)管機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，這樣住宅只需要局部吊頂。采用集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)的房間室內(nèi)處于負(fù)壓，可有效的排除室內(nèi)污濁空氣，換氣效率高。而集中機(jī)械送風(fēng)、自然排風(fēng)的房間室內(nèi)處于正壓，排風(fēng)氣流組織不易控制，因此較少在住宅種使用。采用全熱交換器系統(tǒng)的房間，在換氣的同時(shí)，回收室內(nèi)空氣的冷（熱）量，是一種節(jié)能的換氣方式。復(fù)合式換氣方式是將集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)和被動(dòng)式自然換氣方式結(jié)合起來(lái)，冬季室內(nèi)外溫差較大式采用被動(dòng)式換氣方式，當(dāng)自然換氣動(dòng)力不足時(shí)開(kāi)啟排風(fēng)機(jī)。上海地區(qū)冬季室內(nèi)外溫差僅為10 OC左右，不能滿足自然換氣要求，因此采用復(fù)合式換氣方式是不適合的。對(duì)于適合上海地區(qū)采用的集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)系統(tǒng)和全熱交換器系統(tǒng)，以下將從初投資、運(yùn)行能耗費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等方面進(jìn)行分析。（1）初投資表1 單位：人民幣系統(tǒng)分類(lèi)主機(jī)a材料b人工合計(jì)全熱交換器系統(tǒng)24504201002950集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)系統(tǒng)5004201001020a 主機(jī)額定風(fēng)量為150m3/h。b 材料包括風(fēng)口、閥門(mén)、風(fēng)管和其它輔助材料 （2）運(yùn)行能耗費(fèi)用對(duì)于特定的一臺(tái)全熱換氣機(jī)，其每小時(shí)節(jié)省的能量可表示為：（1）把代入（