健康住宅的節能設計范文

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《中國住宅設施雜志》2014年第七期

1現有新風系統的形式

本文所討論的新風系統指通過設置具有送（排）風功能的機械設備及管道、附件，或結合自然通風措施，為室內有組織提供清潔新鮮、富含氧氣的空氣的系統形式?，F在工程中常用的住宅新風系統形式按照送、排風方式可以分為簡易新風系統、戶式單向流新風系統、戶式雙向流新風系統、集中單向流新風系統、集中雙向流新風系統。

1.1簡易新風系統利用小型專用的管道型新風機或窗式新風機為室內提供新風，并保證室內送、排風量平衡。這種小型新風機分為送風機和排風機，可裝設在外墻、外窗或吊頂中。通常，送風機安裝在臥室及起居室、書房的外墻或外窗上，直接引入室外新鮮空氣，送風機入口處設有防雨罩、可啟閉的風閥及過濾網，可對室外的蚊蟲、柳絮、沙塵、花粉等進行簡單過濾，并防止風、雨的侵入；排風機則安裝在衛生間等污染區域或走道等非人員長時間停留的區域。這種簡易新風系統的優點是：系統由送風機和排風機配合共同使用，手動操控，使用配置靈活，主要組合方式可分為：機械送風+機械排風、機械送風+自然排風、自然送風+機械排風；系統可全天24小時連續運行，設備簡單，易于操控和日常維護，一次性投資及日常運行費用均較低；由于這種管道型新風機結構簡單、電機功率很小，在制作安裝工藝保證的前提下其設備噪音較低；在室外環境溫度、濕度等參數適宜時，使用效果好。缺點是：不適宜在嚴寒地區使用，冬季寒冷空氣直接送入室內會導致送風口及墻面結露、發霉；送風氣流不均勻，風口局部區域過冷或過熱；無法進行排風熱回收，加大了冬夏季供暖供冷設備負荷，為保證合適的新風量，持續熱損失過大；設備直接安裝在臥室起居室，噪音會對人員休息產生影響；設備布置分散、控制點多，需人工手動啟閉，送排風機啟閉數量不匹配會造成室內壓力的混亂；設備功率低，風機壓頭小，只能安裝簡單的過濾器，無法對室外空氣進行有效過濾；點式送風，無法保證室內送風氣流均勻，難免會有死角；

1.2戶式單向流新風系統配合自然排風口或自然送風口，由風機通過風管將室外新風送入室內或將室內排風排至室外。這種系統由于將產生噪聲的設備主機吊裝在陽臺、儲物間或廚房等對噪聲要求較低的房間，并且通常選用低噪聲型產品，設置消聲裝置，對居室內噪聲影響??；系統中的主機及活動部件集中布置，操作簡單方便，維護難度不大，系統可連續運行。但同時，由于風管尺寸較大，需協調建筑室內裝修進行合理布置。（1）當采用機械送風+自然排風的形式時，室內相對室外為正壓環境，新風可以從外墻直接引入也可以通過集中的新風豎井引入，在風機入口設置防雨百葉、電動風閥（寒冷及嚴寒地區設置防凍保護電動風閥）、過濾裝置、空氣凈化裝置、預熱裝置、冷熱盤管、加濕裝置等，可以實現對新風簡單的過濾凈化、控溫調濕。優點：新風經過濾吸收及殺菌消毒，送入室內空氣質量較好；新風經過冷熱盤管制冷或加熱，避免送風口附近區域室溫過熱或過冷；冬季新風經預熱及盤管加熱后，避免風口結露；新風系統通過風管將新風均勻送至臥室、起居室、書房等房間，送風方向及風口形式可根據房間布局合理進行氣流組織，送風均勻，死角少；室內為正壓環境，可減少室外空氣滲透對室內溫濕度及潔凈度的影響。缺點：無排風熱回收，新風負荷較大；新風冷熱源的增加對建筑空間、建筑用電量均有影響，設計時需提前考慮；嚴寒地區新風應進行預熱處理，需要增加高溫熱源系統，并且要嚴格控制電預熱系統的使用。（2）當采用自然送風+機械排風的形式時，室內相對室外為負壓環境。其優點是在各個房間內設置排風口，通過排風管集中排至室外，氣流組織較好。缺點：無排風熱回收，加大了冬夏季供暖供冷設備負荷；自然進風口無法對新風進行有效的過濾吸收及殺菌消毒，無法對新風制冷或加熱，并且送風氣流不均勻，送風口附近區域室溫易過熱或過冷；室外冷空氣直接送入室內導致送風口及墻面結露、發霉，因此不適宜在嚴寒地區使用；室內為負壓環境，室外空氣滲透對室內溫濕度及潔凈度有影響。

1.3戶式雙向流新風系統新風系統由送、排風機提供動力，分別通過送、排風管道，將室外新鮮空氣送入室內并將室內污濁空氣排至室外，送、排風均經由全熱交換器進行能量回收。這種系統同戶式單向流新風系統一樣，將設備主機吊裝在陽臺、儲物間或廚房等房間，選用低噪聲型產品，設置消聲裝置，對居室內噪聲影響?。幌到y操作簡單方便，維護難度不大，系統可連續運行；風管需協調建筑室內裝修進行合理布置。由于雙向流系統也可以設置空氣過濾凈化裝置、預熱裝置、冷熱盤管、加濕裝置等，所以其具有采用機械送風的正壓單向流系統的一切優缺點，同時，由于雙向流系統在送排風間設置了全熱交換器進行排風能量回收，所以，新風負荷增加較小。

1.4集中單向流新風系統是一種配合各戶內的自然排風口或自然送風口，由將大型新風機組或排風機組設置在新風機房內，通過送、排風管道集中為住宅樓內各住戶提供新風或排風的單向流新風系統。這種系統與戶式單向流新風系統的原理基本一致，只是將分散在各戶的小型新風送風機或排風機替換成集中設置在新風機房內的大型新風機組或排風機組，通過風管與戶內送風或排風系統連接，組成的一種供多戶集中使用的新風系統。根據系統布置情況可分為豎向新風系統和水平新風系統，豎向系統的新風機房通常集中設置在地下層、設備層或屋頂機房層，而水平系統的新風機房則需逐層設置，機房的位置選擇要充分考慮機組的振動及噪聲對住戶的影響。由于新風機組或排風機組在機房內集中設置，各用戶室內基本無檢修工作，設備的日常檢修維護工作均可由專業人員完成，系統的正常運行效率高，用戶不必了解新風機組的運行情況，降低了日常系統維護入戶帶給用戶的干擾，減少了設備運行噪聲及安全帶給用戶的影響和隱患，從而提高了用戶的居住品質。

1.5集中雙向流新風系統與集中單向流新風系統一樣，將分散在各戶的小型新風全熱交換器替換成集中設置在新風機房內的大型新風熱交換機組，通過風管與戶內送排風系統連接，組成的一種供多戶集中使用的雙向流新風系統。

2住宅建筑新風系統節能設計

2.1室內、外污染分析根據室內、外污染發展的階段和主要污染源的不同來分類，大致可以分為煤煙型污染、光化學煙霧污染、室內空氣污染和噪聲污染。我國現階段基本是這幾種污染共同作用。隨著建筑物內應用越來越多的合成材料、化工制品、電子設備，室內空氣的污染源迅速增加，持續大量的散發著甲醛、甲苯、苯并笓（油煙）、臭氧（電氣設備）、氨氣（衛生間）、二氧化碳（人體）等有毒有害氣體及各種有機揮發物和細菌、病毒。與此同時，在我國經濟發展進程中，環境保護并沒有完全跟上工業發展的腳步，直接導致室外（尤其是大中型城市）空氣污染的不斷加劇，城市熱島效應明顯，極端氣候天氣增多，沙塵、霧霾在越來越多的日子里遮蔽著我們的天空。如今，隨著生活水平的提高，人們對于居室內空氣環境的要求也在不斷的提升著。尤其是經歷了SARS危機、禽流感疫情帶給人們的擔憂，伴隨著沙塵天氣、霧霾天氣對日常生活的困擾，人們已經越來越關注于自己每天所處生活環境所能提供的空氣品質，健康建筑除了要具備避免上訴外界環境中的病菌及有毒有害物質侵入室內的能力，還要能夠避免建筑內部污染所導致的病態建筑綜合癥、建筑相關疾病以及化學物質過敏癥?，F代建筑的節能要求及節能性能不斷提高，建筑物的密閉性有了極大的改善，室內外通過門窗進行的自然滲透空氣量非常少，在缺乏合理有效的通風措施的房屋里，室內大量裝飾材料、電子設備及人員活動等產生的污染物無法及時有效排除，空氣含氧量不斷降低，室內空氣質量（IAQ）變差，人員長時間在這種封閉的環境中生活，對人體健康危害極大。為此，保證新風供給量及新風送風品質對于室內空氣環境的改善和人員的健康舒適有著至關重要的作用。為了保證室內有效通風，并避免不可控通風造成的室內冷、熱量損失，解決室內空氣品質與建筑節能之間的矛盾，需要對新風系統進行優化設計。

2.2新風系統形式的選擇我國現階段大部分的普通住宅，室內全面通風完全依靠開窗自然通風，通常僅在衛生間及廚房設有局部間歇型機械排風設備，如排氣扇和排油煙機，無法連續運行，僅能為局部通風排除局部區域短時間內的污染氣體。普通住宅對房屋的自然通風效果考慮太少，大部分房屋結構、室內格局不利于自然通風，導致普通住宅普遍存在著自然通風效果不佳的問題，加劇了人們日常對空調系統、機械新風系統的依賴。我們應該對改善住宅的自然通風性能并選擇適合的新風系統給予足夠的重視。住宅新風的提供應首先考慮并采用自然通風的方式，當僅采用自然通風無法滿足室內新風要求時，應采用同時設置自然通風及機械新風系統的復合方式。在室外溫、濕度適宜且室外空氣清潔，在自然通風可以滿足室內新風要求的時間及區域優先采用自然通風，以排除室內余熱及室內污染物，為室內人員提供新鮮空氣，調節室內溫濕度，其余情況采用機械新風系統，以此降低室內空調負荷并減少機械新風系統運行費用。常聽到一種說法：不用設置新風系統，每戶自己采購一臺家用空氣凈化器就可以了。是這樣嗎？采用家用空氣凈化器的確可以通過循環過濾凈化處理室內空氣，在一定程度上去除室內污染物，降低空氣中污染物濃度，但由于其工作過程中并不引入室外空氣，無法提供室內人員所必須的氧氣，即無法降低室內CO2濃度，所以ASHRAE規定：不允許用空氣凈化器完全替代室外新鮮空氣。（1）既有住宅改造：我國現階段占絕大部分的既有住宅，其自然通風功能的實現基本上是利用風壓或熱壓作用，通過開啟門窗進行的最簡單的自然通風形式。這種自然通風方式對于一些有正、負風壓可利用的雙向外窗的戶型效果相對較好，但對于只有單向外窗的戶型，則通風效果就十分有限了。有些住戶為了改善其通風條件不得不長時間開啟戶門通風，不僅自家的隱私性無法保證，對鄰居的生活產生干擾，更會產生安全隱患；對于這種既有住宅，我們可以首先通過對建筑內部格局的改變、建筑門窗形式的改變、家具擺放位置的改變等等方面的調整來改善居室內的自然通風性能。有條件的建筑可以利用或增加豎向通風通道，或利用太陽能輻射熱（太陽暖房、蓄熱墻等）進一步改善熱壓通風狀況，但要特別注意熱壓對中和面上下，尤其是底部和頂部幾層的通風影響。要同時考慮風壓和熱壓對各層自然通風的影響，合理梳理風量、風向。根據建筑條件選擇適合的系統，并考慮投資的經濟性，可選擇的系統包括：簡易新風系統、戶式單向流新風系統、戶式雙向流新風系統。既有住宅的新風系統通常都是設計時未考慮，后期用戶自行安裝，這就涉及到對建筑外立面的影響，并且吊裝新風設備要考慮設備振動噪聲對鄰居的影響，所以要注意施工前應與周圍其他住戶及物業協調，取得認可，并經物業公司批準或備案方可安裝。（2）新建普通住宅：對于新建普通住宅，我們可以在建筑物建設之初就有針對性的對整體區域的規劃、布局進行合理的室外自然通風環境設計。例如我們可以在建筑物南向設置開敞空間以獲得更多的冬季日照和夏季通風，設置水面或植被等，夏季利用水體蒸發冷卻降溫以改善區域環境，冬季強化太陽輻射的反射作用；進行合理的植被及構筑物規劃設計，植物結合擋風墻和導風墻，靈活組合，利用風壓作用，在建筑物南側引導夏季風進入建筑室內，在北側起到屏障的作用，阻擋冬季寒風。在建筑體型設計中使朝向夏季主導風向的外表面積增大，改善迎風面的風環境。減少甚至避免建筑主立面與冬季主導風向垂直，削弱冬季冷風的影響。在建筑物中適當位置設置通透空間，利于疏導以及釋放過大的室外氣流。對于建筑室內自然通風設計，注意門窗的相對位置、開啟方式及可開啟面積，注意室內家具擺設的尺寸及位置，注意建筑迎風面的構造對正壓區氣流的引導和壓縮作用。并可利用熱壓原理通過天井等豎向通道實現并加強自然通風效果。適用于新建普通住宅的新風系統包括：簡易新風系統，戶式單向流新風系統，戶式雙向流新風系統，集中單向流新風系統。（3）新建高檔住宅：高檔住宅的“高檔”對于新風系統的要求一方面是指設備選擇及配件材料內在的高品質和外在的美觀時尚，另一方面主要是指對室內環境的參數控制要求更為全面、精確、穩定、便捷以及更為友好的人機交互界面。首先考慮配合樓宇自動控制系統進行可靠的可控自然通風設計，然后合理選擇帶有熱回收裝置的新風系統，并設置室內空氣品質控制器，自動監測室內空氣狀況，自動調節系統運行狀態。如戶式雙向流新風系統，集中雙向流新風系統。

2.3新風的處理（1）新風的凈化：當遇到室外污染天氣，例如沙塵、霧霾等，甚至是傳染病流行的情況，如禽流感、非典等，如果新風系統缺乏能夠對于各類污染物進行有效過濾并凈化消除的措施，隨著室外新風源頭的室外空氣品質降低，室外污染空氣直接進入室內，新風系統送入室內的新風品質也會隨之下降，使得室內污染加劇。當室內揮發性有機化合物VOC達到一定濃度，人體會產生頭痛、惡心、四肢乏力的狀況，并對肝、腎、腦及神經系統產生傷害，嚴重者會引起抽搐、昏迷、記憶力衰退。新風處理中常用的空氣凈化裝置種類有板式過濾器、袋式過濾器、高壓靜電除塵器、紫外線消毒器、活性炭吸附器等。根據過濾效率可分為粗效過濾器、中效過濾器、高中效過濾器、亞高效過濾器。應根據當地室外常見污染物的種類以及建筑物室內空氣凈化品質的要求選擇適當的空氣凈化裝置。在選擇凈化過濾裝置的時候一定要注意其壓力損失對新風系統的影響，控制系統風速及系統的服務半徑。過濾器應設置在表冷段、加熱段、消聲段之前。（2）新風的熱回收：小型的戶式新風設備常采用板式熱回收裝置或冷凝熱回收裝置。板式熱回收又分為全熱回收及顯熱回收兩種，全熱回收裝置的換熱核心采用特制的紙制材料，需要定期更換，而顯熱回收裝置的換熱核心多采用鋁等金屬材料制成，使用壽命較長。冷凝熱回收裝置由于內置壓縮機等運動部件，選擇時對產品噪聲和產品質量應注意考察。對于集中新風機組，除了上述熱回收裝置外，通常還可考慮轉輪熱回收裝置及熱管熱回收裝置等。熱回收新風機宜選擇帶有旁通路由的設備，新、排風在過渡季不必通過換熱核心，以便延長其使用壽命。當室內采用輻射供冷系統或干式風機盤管，新風系統需要承擔室內全部潛熱負荷時，由于新風溫度需被處理至露點溫度之下以便除濕，為避免室內送風口結露，除濕后的新風需進行再熱處理后送入室內，應限制采用外部熱源，采用排風熱回收再熱裝置等方式提高送風溫度更為合理。（3）新風的熱濕處理：a.冷卻減濕處理：表面式冷卻器，使用溫度低于空氣終狀態溫度的冷工質對新風進行冷卻，新風的焓值、溫度及含濕量均降低。b.等濕加熱處理：利用蒸汽、熱水或電熱對新風直接進行加熱處理，新風的焓值及溫度增加而含濕量保持不變。在嚴寒地區，為防止凍壞熱水盤管，我們需要對室外引入的寒冷空氣進行預熱處理，預熱熱源可以考慮蒸汽、高溫熱水或電熱。c.等溫加濕處理：利用干蒸汽對新風進行加濕處理，新風的焓值及含濕量增加而溫度不變。在有蒸汽源的情況下，我們可以優先考慮使用干蒸汽加濕器；電加濕器（電熱或電極）也可以實現等溫加濕過程，但其耗電量過高及對水質要求高的特點限制了其應用范圍。d.降溫升焓加濕處理：利用水噴霧的方式對新風進行加濕處理，新風的焓值及含濕量增加而溫度下降。常用的加濕器種類有高壓噴霧加濕器、超聲波加濕器、濕膜加濕器等。（4）新風系統的消聲降噪：由于住宅是人們休息生活的重要場所，為保證舒適的室內居住環境，室內的噪聲要求相對較高。集中新風機組應設置在專用新風機房內，戶式新風設備應布置在遠離臥室的設備間或儲藏間內，四周墻壁均做消聲、隔聲處理。臥式新風機組配置減振墊或減振器，吊裝新風設備采用減振吊桿；機組進出風管上均裝軟接頭，進出水管上裝避振喉軟管；設備選型時注意選擇低噪聲產品，同時根據設備出口噪聲值及服務空間噪聲限值設置消聲器或消聲彎頭。風管、水管應采用減振吊桿，其穿墻或樓板處均做隔振和軟接處理。

2.4新風系統的氣流組織新風系統的設計如果未充分考慮室內的風量平衡、未合理布置送排風口、未正確選擇送排風口形式等等因素都會對室內整體的新風分布及室內污染物的排除效率產生較大影響，我們通過對新風系統送排風口的不同的組合與安裝方式，可以實現戶內正負壓的合理分區。住宅建筑的新風應先送入室內人員主要活動區，并優先考慮人體處于相對被動的睡眠時段的新風需求。新風流經各房間的順序，可以考慮在臥室和起居室內設置新風送風口送入室內，然后經由走道等過渡區域，最后進入衛生間，由設置在衛生間內的集中排風口排出。臥室、衛生間等新風需要流通的房間門上設置百葉或在門下留有間隙。由于我國的飲食文化，廚房內的油煙很重，即便是烹飪時保持排油煙機的開啟，廚房內的油煙也會對排風機的工作壽命及效率產生較大影響，所以在設置排風口時應注意盡量避免設在油煙很重的廚房。當排風口設在衛生間內時，應采用能夠完全隔斷新、排風路由的熱交換器，避免新風由于排風的滲透泄漏而受到二次污染。

2.5新風的運行管理新風系統運行一段時間后應注意定期清理過濾網及熱交換器的換熱核心，并對風管、風口等部位也要適當清理，以防止新風系統的二次污染。新風系統的風管、風口、過濾網及換熱核心等不能及時清洗或更換，會造成風管、風口、過濾網上積灰過多而導致的二次揚塵，造成換熱核心堵塞而降低換熱效率。冷盤管或加濕設備等不能及時清洗并消毒，其潮濕的環境造成霉菌滋生，隨新風送入房間會對室內人員的身體健康構成不可見的直接威脅。新風系統的日常運行管理也很重要，很多建筑中的新風系統為了節約電費常年關停，甚至個別項目根本無人會操作，全靠開窗通風。在天氣寒冷或霧霾風沙天氣室內密閉，室內空氣狀況十分惡劣。針對以上情況，我們一方面應普及新風與健康的關系，宣傳正確使用新風系統對于提升室內健康生活環境品質的重要性，宣傳正確的新風系統運行保養知識；另一方面應說明健康住宅與節能運行的實現方式，在保證健康舒適的室內生活環境的前提下有效節能，當室外環境不佳，自然通風無法滿足室內空氣環境的要求時，我們需要以手動或自動的方式適時開啟新風系統。以上兩方面要求不僅是面向管理集中新風系統的物業管理人員，也是面向使用戶式新風系統的每位住宅業主。

3結語

人類的物質生活水平越高，對室內居住環境的要求也就越高，新風作為健康家居中不可缺少的重要一環，已經被越來越多、越來越廣泛的被人們所認知并接受。合理的新風系統設置可以有效降低建筑運行能耗，而不合理的新風系統設置則會導致建筑物空調、采暖能耗的增加。無論是自然通風還是機械新風系統，或是二者結合的復合新風系統，只要能夠合理的適用于其所服務的建筑，通過設計過程中有針對性的技術措施的采用，我們就可以協調建筑的健康要求與節能要求，讓節能不再成為健康建筑的負擔。

作者：戴旭單位：中國建筑標準設計研究院有限公司