上海地區(qū)住宅換氣方式適用技術(shù)經(jīng)濟性分析

1、    上海地區(qū)住宅換氣方式適用技術(shù)經(jīng)濟性分析            作者：呂鐵成 李振海時間：2007-11-24 15:00:00                     摘要： 近年來上海地區(qū)由于住宅氣密性的加強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滿足上海地區(qū)換氣和節(jié)能的要求，采用機械換氣方式是必然的選擇。采用全熱交換器系統(tǒng)和集中機械排風(fēng)、自然進風(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，但是采用集中機械排風(fēng)、自然送風(fēng)卻是更為省錢的方式。由于采用一般機械換氣方式的房間需要吊頂，對于沒有吊頂?shù)淖≌梢圆捎脽o管通風(fēng)系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： 換氣系統(tǒng) 全熱交換器系統(tǒng) 集中機械排風(fēng)  0 引言近些年來，由于人們對住宅裝修逐漸重視，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年對上海市若干住宅氣密性的調(diào)查測試顯示，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。通過對這些住宅中甲醛、苯及TVOC濃度的測試，結(jié)果顯示92的住宅污染物濃度超過了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)姆绞絹硐覂?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，而且它們大多只對消除一種或幾種污染物有效，而且其中有些產(chǎn)品會產(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)問題，而且可以取得較好的經(jīng)濟效果。對于上海地區(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題。1 國內(nèi)外對住宅換氣系統(tǒng)的研究 1.1 國外對住宅換氣系統(tǒng)的研究0地區(qū)太陽能換氣系統(tǒng)處于最佳運行狀態(tài)時太陽能板最優(yōu)的傾斜角度。Shapiro Andy等人通過對

5、43套單體住宅的換氣系統(tǒng)進行測試，研究了集中機械排風(fēng)、自然進風(fēng)的換氣系統(tǒng)的氣流組織情況4。Viktor Dorer等對四套安裝機械通風(fēng)系統(tǒng)的住宅進行了調(diào)查測試研究，指出了影響機械通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)與實際運行效果差異性的因素5。H.Mamz等人用實驗和數(shù)值模擬的方法研究了單個房間采用帶熱回收功能的機械給排風(fēng)系統(tǒng)時的運行情況，分別對換氣效率、熱舒適性、熱回收效率、耗電功率以及噪音進行了評價，指出了系統(tǒng)設(shè)計時最大的難點是控制噪音6。Yoshino Hiroshi等人對被動式換氣系統(tǒng)和復(fù)合式換氣系統(tǒng)做了大量的研究，他們利用實驗房（test house）測試以及數(shù)值分析方法，評價了不同換氣系統(tǒng)換氣效果的優(yōu)

6、劣：被動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，而且適用的氣候區(qū)間更為廣泛79。1.2 國內(nèi)對住宅換氣系統(tǒng)的研究國內(nèi)自80年代以來，對空氣滲透問題展開了系統(tǒng)而獨具特色的研究，建立起了較為完善的空氣滲透計算及能耗分析方法，文獻(xiàn)10在純風(fēng)壓的基礎(chǔ)上，運用網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)理論、基爾霍夫節(jié)點定律及網(wǎng)絡(luò)圖論等手段建立一簡化滲風(fēng)氣流模型。該模型能在存在復(fù)雜內(nèi)部隔斷的情況下，動態(tài)分析任意時刻的室內(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通過分析比較實測室溫和模擬室溫，根據(jù)狀態(tài)空間法逐時確定出房間在開窗情

7、況下的換氣次數(shù)，計算通風(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對北方地區(qū)冬季換氣方式進行了研究，通過計算得出管道式換氣方式是切實可行的。文獻(xiàn)13,14對帶能量回收功能的機械換氣系統(tǒng)進行了研究分析，對其節(jié)能效果和經(jīng)濟性作出了評價。2 上海地區(qū)住宅換氣系統(tǒng)的適用技術(shù)經(jīng)濟性分析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)計溫度為34OC，冬季通風(fēng)室外設(shè)計溫度為 3 OC。由于節(jié)能的需要，新近建造的住宅氣密性很高，靠門窗縫隙自然滲透的空氣量極小，不能滿足換氣要求。被動式換氣系統(tǒng)的動力是熱壓，它的大小取決于室內(nèi)外溫差和管道進出口的垂直高差。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。開窗雖然能滿足換氣量的要求，但是開窗換氣受到風(fēng)壓影響很大，風(fēng)壓是隨機變化的，因此無法控制開窗換氣次數(shù)，會造成能源的巨大浪費，這與目前節(jié)能的政策是大相徑庭的。而且開窗時室外空氣對室內(nèi)溫度場造成劇烈擾動，熱舒適感很差。2.2 機械換氣方式機械換氣方式有（1）集中機械排風(fēng)，自然送風(fēng)；（2）集中機械送風(fēng)，自然排風(fēng)；（3）集中機械給排風(fēng)，這種換氣系統(tǒng)種通常安裝能量回收裝置，稱為全熱交換器系統(tǒng)；（4）復(fù)合式換氣。機械換氣系統(tǒng)一般要用管道連接，管道需要藏在吊頂以內(nèi)，應(yīng)此機械換氣系統(tǒng)適用

9、于有吊頂?shù)淖≌?。對于無吊頂?shù)淖≌?，可采用無管機械通風(fēng)系統(tǒng)，這樣住宅只需要局部吊頂。采用集中機械排風(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，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械排風(fēng)、自然送風(fēng)和被動式自然換氣方式結(jié)合起來，冬季室內(nèi)外溫差較大式采用被動式換氣方式，當(dāng)自然換氣動力不足時開啟排風(fēng)機。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。對于適合上海地區(qū)采用的集中機械排風(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、運行能耗費用、運行維護費用等方面進行分析。（1）初投資表1 單位：人民幣系統(tǒng)分類主機a材料b人工合計全熱交換器系統(tǒng)24504201002950集中機械排風(fēng)、自然送風(fēng)系統(tǒng)5004201001020a 主機額定風(fēng)量為150m3/h。b 材料包括風(fēng)口、閥門、風(fēng)管和其它輔助材料 （2）運行能耗費用對于特定的一臺全熱換氣機，其每小時節(jié)省的能量可表示為：（1）把代入（