導(dǎo)語：住宅換氣經(jīng)濟(jì)技術(shù)管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：近年來上海地區(qū)由于住宅氣密性的加強(qiáng)和裝修程度的不斷提高，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)卻是更為省錢的方式。由于采用一般機(jī)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(jī)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(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GB50325－2001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(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(jì)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

文獻(xiàn)[1~3]對自然換氣方式進(jìn)行了研究。R.Priyadarsini等研究了新加坡被動(dòng)式換氣方式和主動(dòng)式換氣方式對加強(qiáng)高層建筑中住宅自然換氣效果的所起的作用。通過對不同位置、不同尺寸的排氣豎井的研究，分析了被動(dòng)式及主動(dòng)式換氣方式對室內(nèi)空氣流動(dòng)產(chǎn)生的影響。J.M.Schultz等對能量回收裝置在自然換氣系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，通過實(shí)驗(yàn)證明這種系統(tǒng)是可行的，但是要用于實(shí)際仍需進(jìn)行大量研究。I.F.Hamdy等對被動(dòng)式太陽能換氣系統(tǒng)做了大量研究，提出了北緯320地區(qū)太陽能換氣系統(tǒng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)時(shí)太陽能板最優(yōu)的傾斜角度。ShapiroAndy等人通過對43套單體住宅的換氣系統(tǒng)進(jìn)行測試，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]。ViktorDorer等對四套安裝機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的住宅進(jìn)行了調(diào)查測試研究，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]。YoshinoHiroshi等人對被動(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（testhouse）測試以及數(shù)值分析方法，評價(jià)了不同換氣系統(tǒng)換氣效果的優(yōu)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[7~9]。

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(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]通過分析比較實(shí)測室溫和模擬室溫，根據(jù)狀態(tài)空間法逐時(shí)確定出房間在開窗情況下的換氣次數(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]對北方地區(qū)冬季換氣方式進(jìn)行了研究，通過計(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，對其節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)性作出了評價(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3OC。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(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，上海地區(qū)住宅冬季室內(nèi)溫度集中在7～13OC，房間的層高約為2.7m，室內(nèi)外溫差約為10OC，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(jī)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(fèi)，這與目前節(jié)能的政策是大相徑庭的。而且開窗時(shí)室外空氣對室內(nèi)溫度場造成劇烈擾動(dòng)，熱舒適感很差。

2.2機(jī)械換氣方式

2.2.1機(jī)械換氣方式的技術(shù)性分析

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)適用于有吊頂?shù)淖≌?。對于無吊頂?shù)淖≌?，可采用無管機(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，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)開啟排風(fēng)機(jī)。上海地區(qū)冬季室內(nèi)外溫差僅為10OC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。

2.2.2機(jī)械換氣方式的經(jīng)濟(jì)性分析

對于適合上海地區(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)5004201001020

a．主機(jī)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(yùn)行能耗費(fèi)用

對于特定的一臺全熱換氣機(jī)，其每小時(shí)節(jié)省的能量可表示為：

（1）

把代入（1）中，得到，

（2）

其中V——新、排風(fēng)體積流量，m3/h;

——室外干空氣密度，kg/m3;

——新風(fēng)進(jìn)口空氣焓，kJ/kg;

——新風(fēng)出口空氣焓，kJ/kg;

——排風(fēng)進(jìn)口空氣焓，kJ/kg;

η——全熱效率.

對于普通的家用分體式空調(diào)器，其cop約為2.5，因此全熱交換器每小時(shí)節(jié)省的空調(diào)電能為：

(3)

全熱交換器自身的能耗為風(fēng)機(jī)所耗電能，因此，全熱交換器的總能耗可表示為：

（4）

其中——全熱交換器耗電量，kW。

表2單位：人民幣

系統(tǒng)類型功率夏季省電功率夏季運(yùn)行時(shí)間c冬季省電功率冬季運(yùn)行時(shí)間d總電量電價(jià)運(yùn)行電費(fèi)

全熱交換器系統(tǒng)0.060.4137200.2080-222.50.61-135.7

集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)系統(tǒng)0.02/800/014.40.618.8

c.夏季運(yùn)行時(shí)間即為空調(diào)運(yùn)行時(shí)間，每天中午12點(diǎn)到下午3點(diǎn)，下午5點(diǎn)到晚上11點(diǎn)，6月中旬至9月中旬，按80天記共720小時(shí)

d.冬季空調(diào)不開啟，換氣系統(tǒng)不運(yùn)行。

（3）運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用

表3

系統(tǒng)類型維護(hù)費(fèi)用

全熱交換器系統(tǒng)過濾器2-3個(gè)月更換一次，20元/個(gè)；

芯體3-5年更換一次，300元/個(gè)

集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)系統(tǒng)/

（4）生命周期總費(fèi)用

表4單位：人民幣

系統(tǒng)類型初投資生命周期（年）運(yùn)行電費(fèi)運(yùn)行維護(hù)壽命周期成本

全熱交換器系統(tǒng)295015-203524003315

集中機(jī)械排風(fēng)、自然送風(fēng)系統(tǒng)102015132/1152

3結(jié)論

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)卻是更為省錢的方式。由于采用一般機(jī)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)。

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