上海地区住宅换气方式适用技术经济性分析

0 引言

近 些年来，由于人们对住宅装修逐渐重视，室内装修趋向高档化、复杂化，各种各样的装饰材料如强化木地板、纤维板、泡沫绝缘材料、大理石等广泛应用于室内。这 些装饰材料本身以及粘结剂都会释放大量的污染物，如甲醛、苯、TVOC、氡等，严重污染住宅的室内空气品质，威胁人们的身体健康。特别是新装修的住宅，室 内污染物的释放量更是大的惊人。根据2003年对上海市若干住宅气密性的调查测试显示，近5年内上海建造的住宅气密性普遍偏高，使得空气渗透量极少，远远 不能满足住宅换气量的要求。通过对这些住宅中甲醛、苯及TVOC浓度的测试，结果显示92％的住宅污染物浓度超过了GB50325－2001的标准浓度， 其中有些住宅的甲醛浓度超标近20倍。

降低室内污染物浓度除了控制污染源，选用 需用符合标准的装修材料，还应当采用恰当的方式来消除室内污染物。吸附分解是消除室内污染物的一种常用方法。各种过滤装置不但可以消除室内的尘埃、臭气， 而且还可以除甲醛、VOC等有机污染物。但是这些产品都有不足之处，它们消除室内污染物的能力有限，而且它们大多只对消除一种或几种污染物有效，而且其中 有些产品会产生附加污染物，造成二次污染。换气是消除室内污染物最有效的方法。采用恰当的换气方式，不但可以有效地排除室内污染物，解决室内空气品质问 题，而且可以取得较好的经济效果。对于上海地区居民，选用何种换气方式和换气系统较为适当，是我们目前所需要解决的问题。

1 国内外对住宅换气系统的研究

1.1 国外对住宅换气系统的研究

文 献[1~3]对自然换气方式进行了研究。R.Priyadarsini等研究了新加坡被动式换气方式和主动式换气方式对加强高层建筑中住宅自然换气效果的 所起的作用。通过对不同位置、不同尺寸的排气竖井的研究，分析了被动式及主动式换气方式对室内空气流动产生的影响。J.M .Schultz等对能量回收装置在自然换气系统中的应用进行了研究，通过实验证明这种系统是可行的，但是要用于实际仍需进行大量研究。 I.F.Hamdy等对被动式太阳能换气系统做了大量研究，提出了北纬320地区太阳能换气系统处于最佳运行状态时太阳能板最优的倾斜角度。 Shapiro Andy等人通过对43套单体住宅的换气系统进行测试，研究了集中机械排风、自然进风的换气系统的气流组织情况[4]。Viktor Dorer等对四套安装机械通风系统的住宅进行了调查测试研究，指出了影响机械通风系统设计目标与实际运行效果差异性的因素[5]。H.Mamz等人用实 验和数值模拟的方法研究了单个房间采用带热回收功能的机械给排风系统时的运行情况，分别对换气效率、热舒适性、热回收效率、耗电功率以及噪音进行了评价， 指出了系统设计时最大的难点是控制噪音[6]。Yoshino Hiroshi等人对被动式换气系统和复合式换气系统做了大量的研究，他们利用实验房（test house）测试以及数值分析方法，评价了不同换气系统换气效果的优劣：被动式换气方式虽然在总换气量上能满足要求（寒冷季节），但是不能满足每个房间的 新风量要求；复合式换气方式能克服换气量不匹配的缺点，而且适用的气候区间更为广泛[7~9]。

1.2 国内对住宅换气系统的研究

国 内自80年代以来，对空气渗透问题展开了系统而独具特色的研究，建立起了较为完善的空气渗透计算及能耗分析方法，文献[10]在纯风压的基础上，运用网络 串并联理论、基尔霍夫节点定律及网络图论等手段建立一简化渗风气流模型。该模型能在存在复杂内部隔断的情况下，动态分析任意时刻的室内渗风状况，从而可以 找到有效减少能耗及提高室内空气品质的方法。文献[11]通过分析比较实测室温和模拟室温，根据状态空间法逐时确定出房间在开窗情况下的换气次数，计算通 风换气次数一般在小于10h-1的范围内变化，但最高也可达50h-1。文献[12]对北方地区冬季换气方式进行了研究，通过计算得出管道式换气方式是切 实可行的。文献[13,14]对带能量回收功能的机械换气系统进行了研究分析，对其节能效果和经济性作出了评价。

2 上海地区住宅换气系统的适用技术经济性分析

2.1 自然换气方式