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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流独立住宅的排风式多元通风.精品文档.独立住宅的排风式多元通风作者：李朝振 胡松涛 郭金山时间：2004-09-23摘要： 由于计算机技术和自控技术的发展，使得自然通风的可利用性大大提高，结合机械通风可以对通风设计作出很好的优化。本文介绍了自然通风和多元通风，并以独立式建筑（别墅）的一种通风方案为例对多元通风进行了说明。本文所述独立住宅的多元通风具有以下特点：通风系统是独立的，强调了新风。没有回风，从而可以大大减少系统本身的污染，并且气流组织合理，避免空气的二次污染。不间歇式运行，对室内空气的除污，具有很好的效果。系统中自控元件的利用，使得在保
2、证室内空气品质的同时，减小了能耗。这种通风系统可以和辐射采暖（制冷）相配合，这种空调方式被称为“新概念空调”，代表这一个全新的空调发展方向。关键词： 独立住宅 多元通风 负压进风1 引言在空调发明之前，人们只能利用自然通风来驱暑，最常用的方式就是开窗通风，这种方式的明显缺点就是不易控制，受季节和气候因素影响大。在机械通风和空调发明之后，其相对于自然通风显示出明显的可控性和稳定性，从家庭到几乎封闭的摩天大楼，人们争相应用，自然通风逐渐被人们忘却。正当人们满意于由此所带来的清凉的时候，通风系统也暴露出了其很多缺点。室内各种污染物超标，在空调房间内停留时间过长会明显感觉不舒适，如果长期在空调房间工作
3、还会影响身体健康，患所谓的空调病。现行的空调系统解决的主要是室内的温度问题，家用空调仅相当于一个冷气机，部分中央空调和户式中央空调对新风通风进行了考虑，相对于家用空调效果较好，但是考虑到费用问题或者管理原因，运行效果和实际运行相差很大。而且在大型的中央空调系统中，空调系统自身的污染相当严重，根据日本的测试结果一台中央空调不间断运行一年进入的灰尘约有131公斤。上海北京等大城市的各建筑物自上个世纪80年代末大规模引入空调以来，基本都未做过有效的清洗。加拿大卫生组织最新的一项调查结果显示：68的疾病起因于室内空气污染有关，8090%的癌症起因与居住环境和生活习惯有关。室内环境的极端重要性与现行空调
4、的种种弊端形成了强烈的反差，SARS病毒的流行更是将这一尖锐的矛盾呈现了出来，同时也给人们提供了一个契机，可以对现行的通风方式进行反思。 2 多元通风2.1自然通风由此自然通风重新进入人们的视野，自然通风有舒适性高和节能的显著优点。平均热感受和平均室内作用温度的加权线性模型可以用来判定人们对过热或过冷的反应速度。对于中央空调建筑（HVAC）：TS=0.51Top11.96（Top单位为oC）对于自然通风建筑：TS=0.27Top6.65（Top单位为oC）方程中，TS表示ASHRAE的7点（seven-point）热感觉程度的表决，当TS=0时，表示中性。这一分析揭示出中央HVAC建筑的居住者
5、的热感觉度是自然通风建筑居住者热感觉度的约两倍。这一发现说明，在空调建筑中人们对热连贯性具有更高的期望，如果热环境偏离他们的期望，将很快达到其耐受极限。相反，在自然通风建筑中的人们好像证实他们优先选择较宽变化范围的热环境，可能由于他们有能力控制自己的环境，或因为他们的期望在这样的建筑中拥有一个他们已习惯的环境1。通俗的讲：相对于现行的空调建筑，在同样的满意程度下，自然通风建筑的人们夏天可以接受更高的温度，而在冬天可以接受更低的温度。这为设计方案上的节能和提高人们的舒适性提供了理论依据。2.2 多元通风以往自然通风系统不能得到很好的应用，主要是因为其可控制性不好，不能保证室内气候的稳定性。现在计
6、算机的发展则强化了自然通风的应用。计算机模拟提供了预测自然通风在不同室外气候和通风需求下的性能的可能性，不同自然通风的构件运行可以得到更有效的监测和控制，这样也可以让人们能够自己控制室内的环境。当然，机械通风在可控制方面还是要优于自然通风。但是现在的通风设计是在自然通风和机械通风中二者择其一，这种两极化对提高室内环境的舒适性和节能非常不利。在很多情况下，将这两种通风方式组合应用将可能效果更佳。这要根据室外气候，建筑物用途，地点和设计的不同而定。由此，也就提出了同时利用自然通风和机械通风的多元式通风这一新兴的建筑通风方式。多元(multi-mode)通风系统的另一个名字是组合式(hybrid)通
7、风。图1自平衡型排风式通风系统2.3 研究现状在过去的二十几年里，机械通风和自然通风领域内都有了很大的发展2。对机械通风来说，按需控制通风系统很令人关注，比如国际能源组织的ANNEX18课题就是关于按需控制通风系统的。同时最近的欧共体的JOULE-TIPVENT课题又发展了低压力差机械通风，并与高效率风机相结合的系统。自然通风方面，特殊制造的送风和回风口在很多国家已被广泛应用。具有自我调节功能的通风口可以随着天气和室内条件的不同而自动变化，以保持合适的风量。一些新的技术包括低压力差空气净化，热回收，甚至按需控制自然通风系统中。为了补偿自然压力不足，风机辅助式自然通风系统也得以发展。这样机械通风
8、和自然通风的界限变的就有些模糊。欧洲的一些建筑开始采用结合自然和机械动力的多元通风系统，在国内的应用几乎没有。 3 多元通风应用研究3.1别墅中的应用本文以独立住宅为例介绍多元通风，具体建筑形式是别墅型建筑。这种建筑通风系统小，但又比一般的家用空调配备复杂，室内空调参数要求高，所以适于作为多元式通风应用的切入点。该系统的排风部分可以看作是机械通风，进风（新风）系统是自然通风，无回风部分。通风系统和室内的制冷制热部分分开，不承担室内的冷热负荷。 3.2系统特点图1为应用示例之一，自平衡型排风式通风系统。这种通风系统具有以下特点。依靠排风机提供动力，通过排风管对房间造成负压，新风通过窗口处专门的风
9、口自然进风。排风口一般设在厨房、洗手间等房间以吸风方式将室内空气排出，吸风口处速度衰减快，速度梯度大而均匀；新风风口一般设在主要房间的窗户上，类似于自然风的渗漏。室内的空气流速更均匀，更接近于层流，除污能力强；流动方向固定，一般是由卧室、客厅流向厨房或卫生间。传统房间内的送风则是由空调系统完成的，根据稀释原理进行室内空气质量的改善，新风一进入房间即与污染空气混合然后送入工作区。而该系统则避免了二次污染，而且保证了重要房间的最佳空气质量。排风系统简单，新风没有管道，只有新风入口，最大程度的减少了通风管道自身对空气的污染。在通风系统中，受污染最严重的就是回风管道系统，其次是送风和新风管道系统。传统
10、的通风系统中有回风和新风管道系统，而且在送风口之前将新风和回风混合。中央空调是将新风和回风在空调机组处混合，新风和回风混合后品质下降，而且还要经过很长的送风管道，品质进一步降低；现在有很多的空调系统末端采用风机盘管，独立的新风系统，新风和回风在风机盘管处混合，新风避免了送风管道的污染，但是在新风管道及与回风混合时品质仍被降低。而在该通风系统中，新风没有受到风道系统的污染，新风到达室内仅经过了新风口，经过主要房间到达次要房间排除，没有和低品质空气的混合过程。整个风道系统简单，气流组织合理，维护清洗方便。提出了会呼吸的房屋这一崭新的概念，运行时间方案为一年365天，每天24小时连续运行。就像给房屋
11、安了一个肺，可以不停地吐故纳新。传统的通风运行方案为，白天运行，夜间关闭。这种间断式的通风方案容易导致水蒸气的凝结，水蒸气一般会凝结在墙体温度的最低点（如窗户上与天花板交界处）和衣橱内的衣物上等，为细菌的滋生提供了温床，时间长了就会出现发霉现象。可能破坏墙体，损坏室内的衣物和家具，并很大的降低了室内的空气品质。而在该通风系统的不间歇运行方案下，这些问题都可以得到避免。结合先进的自控技术，运行方案优化。该系统为全新风系统，而且又是全年不间歇运行。如果以传统的运行方式，必然会带来能耗的增加，与现在所提倡的节能相左，节能和空气品质的提高也一直是一对矛盾，先进的自控技术则可以解决这一矛盾。由于是独立的
12、通风系统，所以自控策略的实现比较容易。通过风口和风机的来完成控制，风口有各种不同功能的型号：可调式自平衡风口、湿控式风口、高效隔音风口、卷帘窗式进风口等。根据室内参数要求，人员多少，人的活动情况，风口可以控制风量。自平衡式进风口可确保在室内外不同的压差下恒定风量。湿控式风口可以根据室内的湿度来改变风量，室内的湿度是一个很关键的参数，可以作为污染物的控制参数，即控制了室内的湿度就可以很大程度上的控制室内的污染物，而且湿度又可以反映室内人员的数量及活动情况，室内人员多、活动量大的时候湿度就大，此时的污染物也多，而在晚间的时候污染物的散发少，人的湿量散发也小，此时湿控式风口就可以减小开度从而减小风量
13、；当房屋无人居住时，污染物虽然小，但如果长时间不通风也容易造成室内的物品的变质发霉，在该系统中在这种情况下可以一直维持一个很小的通风量，维持室内的空气品质。该系统可以根据不同情况选定不同的运行方案，白天、晚上和无人时采用不同的方案。在保证通风质量的情况下，节约了能源。代表了空调发展新方向，房间独立的通风，采暖和制冷采用辐射地板、冷却顶板等。这种组合方式称为新概念空调3。这种空调地运行费用仅为常规空调地50，具有良好的声学效果，而且不破坏建筑外观。在北京某些高级建筑上已经得到应用，取得了良好地房地产销售成绩。该种通风形式还可以根据不同的地区和要求而选用不同的系统：自平衡型排风式通风系统、湿控型排
14、风式通风系统、热回收式通风系统、小型中央空调通风换气系统。后面两种通风系统可以分别和热回收装置和热泵系统配合，达到节能的效果。该系统具有较广泛的适应性，但在严寒地区的使用还有一定的限制。 4 结论计算机技术和自控技术的发展使得自然通风的可用性大大提高，而且在相同通风量和温度的情况下，自然通风的舒适性要明显高于机械通风。一方面，现行的通风设计标准都是以机械通风为准的，由此需要制定自然通风的相关标准。另一方面，也为通风的节能和舒适性提高提供了较广的空间。在很多情况下，需要结合自然通风和机械通风即采用多元通风，才可以设计出最佳的通风方案。自然通风和机械通风可以有多种的组合，各种组合的性能、规律及适用
15、条件还需进一步的研究。本文所述的多元通风在别墅型建筑上的应用，采用机械排风、自然进风，在节能和舒适性上较传统的通风有突破性的进展。独立住宅的多元通风在欧洲得到了较广泛的应用，在节能和舒适性均得到了良好的效果。而在国内则是起步阶段，需要尽量介绍吸收国外的先进成果，并根据国内的气候、建筑等情况作出理论上的研究，为这一新型的通风方式的推广提供理论基础，提高居住的舒适性，为能源节约作出贡献。 5 参考文献1 李安桂，欧洲的通风技术设计与研究进展，2003年全国通风新技术新设备及铸造环保安全技术年会，20032 Wouters,P.,Neijmans,N.,Delmotte,C.and Vandaele, L.:Classification of hybrid ventilation concepts, The Proceedings of the 1st Hybvent Forum, Sydney, Australia, pp. 53-75,28 September 1999.3 吴喜平（同济大学），新风量、送风方式和空调病症，建筑热能空调，2000，4