? ? ?近些年,漸漸發(fā)現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)過程中有越來(lái)越多的項(xiàng)目涉及到住宅新風(fēng)系統(tǒng)。對(duì)于甲方來(lái)說,住宅新風(fēng)系統(tǒng)可以作為一個(gè)提高樓房檔次的賣點(diǎn);而對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言,更多的則是要考慮新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于住宅的室內(nèi)環(huán)境以及對(duì)室內(nèi)人員健康的影響,同時(shí)又必須兼顧系統(tǒng)的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性。
? ? ?這里我們首先要簡(jiǎn)單討論一下兩個(gè)術(shù)語(yǔ):健康建筑(Health Building,HB)和節(jié)能建筑(Energy-saving Building,EB)。這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是我們?cè)谛嘛L(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇系統(tǒng)形式、確定新風(fēng)量以及處理方式等因素的時(shí)候需要考慮的設(shè)計(jì)宗旨。
? ? ?節(jié)能建筑要求我們降低新風(fēng)處理能耗及輸送能耗,減少新風(fēng)量;而健康建筑則要求提高新風(fēng)品質(zhì),加大新風(fēng)量。這是看似矛盾的兩種要求,對(duì)于同一個(gè)建筑來(lái)說,滿足健康品質(zhì)就要犧牲節(jié)能性,滿足節(jié)能性就不能保證健康品質(zhì)嗎?應(yīng)該不是這樣!我們要做的就是在這看似矛盾的二者間尋找到一種平衡,通過對(duì)建筑通風(fēng)條件的改善及新風(fēng)系統(tǒng)的合理設(shè)置,設(shè)計(jì)健康的節(jié)能住宅。
傳統(tǒng)民居的自然通風(fēng)設(shè)計(jì)及局限
(1)
? ? ?為住宅建筑提供新風(fēng),這不是一個(gè)新話題。廣義上講,中國(guó)傳統(tǒng)民居通過建筑構(gòu)造及布局等手段所進(jìn)行的自然通風(fēng)換氣即是一種新風(fēng)供給方式。其利用了房屋在不同朝向、不同高度的熱壓及風(fēng)壓作用,使室內(nèi)空氣有組織流動(dòng),從而排除房間內(nèi)產(chǎn)生的污濁空氣、余熱余濕,提供富含氧氣的新鮮空氣。
? ? ?改善室內(nèi)環(huán)境,使人身處其中時(shí)“形、聲、色、味、觸”五感舒適、身心愉悅,保證室內(nèi)空氣清新是自然通風(fēng)過程非常重要的目標(biāo)。所以在我們探討現(xiàn)代住宅的新風(fēng)技術(shù)之前,我們需要先簡(jiǎn)單了解一下我們的先人們是如何解決房屋通風(fēng)問題的。
我國(guó)的傳統(tǒng)民居以山西民居和皖南民居為代表,一北一南,如北方的平遙古城、喬家大院,南方的黟縣西遞、宏村。南北民居建筑風(fēng)格各異,但二者對(duì)自然通風(fēng)的設(shè)計(jì)利用均十分的巧妙有效。
a.建筑群落的整體通風(fēng)考量。中國(guó)傳統(tǒng)民居小到獨(dú)門獨(dú)院的一組房屋,大到村落、鄉(xiāng)鎮(zhèn)乃至城市,均都非常講究風(fēng)水之道。去除掉風(fēng)水學(xué)中有關(guān)迷信的糟粕,其余對(duì)于房屋或建筑群落的選址、總體規(guī)劃、房屋布局等方面的理論,十分符合我們現(xiàn)有的通風(fēng)理論知識(shí)。
民居建筑群落的選址及總體平面布局充分順應(yīng)并利用了當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂蛱攸c(diǎn)和氣象條件,通過對(duì)地形地貌、主導(dǎo)風(fēng)向、日照等自然要素的分析,審慎選址、合理規(guī)劃、精心布局,巧妙的運(yùn)用各種建筑手段(如:建筑物的朝向、體量、間距、功能等)人為調(diào)整建筑區(qū)域內(nèi)的風(fēng)壓、熱壓,進(jìn)行整個(gè)區(qū)域的氣流組織,從而有效影響并改善區(qū)域內(nèi)的自然通風(fēng)效果。
b.房屋院落內(nèi),各地民居都會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn),通過院落、池塘、天井、門窗、屋檐、山墻、鏤空花墻、外廊、植被、架空夾層等等手段調(diào)節(jié)通風(fēng)量大小及氣流組織,形成全面順暢的自然通風(fēng)條件,達(dá)到有效排除建筑物室內(nèi)余熱余濕及污染、提供清新的空氣、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫、濕度的效果。
(2)
傳統(tǒng)民居所采用的自然通風(fēng)方式雖然十分的巧妙且有效,但由于自然通風(fēng)容易受到各種外界因素的干擾,其風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)向均隨時(shí)變化,且無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定存在,難以根據(jù)人們的生產(chǎn)生活需要進(jìn)行及時(shí)有效的控制,顯然不能滿足現(xiàn)代生活的高品質(zhì)要求,所以僅僅依靠自然通風(fēng)換氣的應(yīng)用方式在如今的城市生活中卻越來(lái)越受到局限。
對(duì)于要求節(jié)能與健康的現(xiàn)代住宅,不用說冬、夏季房間自然通風(fēng)時(shí)大量的冷、熱損失,只需看看時(shí)常籠罩在我們窗外濃濃的霧霾就讓人欲開(窗)不能。
a.在不同的緯度、不同氣候區(qū),由于各地氣候條件的差異,受氣溫、主導(dǎo)風(fēng)向、日照等因素影響,自然通風(fēng)效果差異大。
b.自然通風(fēng)效果受室外氣象條件影響大。室外溫度過低或過高的冬夏季、潮濕的梅雨季節(jié)以及大風(fēng)天氣等,均不適宜進(jìn)行自然通風(fēng)。當(dāng)作用在建筑上的熱壓和風(fēng)壓發(fā)生變化時(shí),室內(nèi)氣流方向變化不受控,送、排風(fēng)口隨風(fēng)向變換,可能導(dǎo)致衛(wèi)生間、廚房等處的污染空氣倒灌進(jìn)入居室。
c.當(dāng)室外環(huán)境空氣質(zhì)量較差,尤其在沙塵、霧霾等室外空氣污染嚴(yán)重的天氣,由于自然通風(fēng)難以對(duì)進(jìn)風(fēng)進(jìn)行有效過濾,室外污染空氣會(huì)直接進(jìn)入室內(nèi)。
d.建筑物周邊的自然地勢(shì)、地貌情況,周邊建筑的排列形式、體量大小、建筑高度、建筑朝向等對(duì)自然通風(fēng)效果影響大。
e.對(duì)于建筑物自身來(lái)說,外窗的高度、朝向、位置、形式、開啟數(shù)目、有效開啟面積,室內(nèi)家具、隔墻的布置等都影響著建筑的自然通風(fēng)性能。
f.自然通風(fēng)進(jìn)排風(fēng)口面積較大,室內(nèi)外遮擋少,所以室內(nèi)受到室外社會(huì)生活環(huán)境噪聲影響大。諸如建筑周邊的噪聲污染源位置、遠(yuǎn)近、噪聲大小、聲源沿途遮擋情況等因素。
現(xiàn)有新風(fēng)系統(tǒng)的形式
本文所討論的新風(fēng)系統(tǒng)指通過設(shè)置具有送(排)風(fēng)功能的機(jī)械設(shè)備及管道、附件,或結(jié)合自然通風(fēng)措施,為室內(nèi)有組織提供清潔新鮮、富含氧氣的空氣的系統(tǒng)形式。
現(xiàn)在工程中常用的住宅新風(fēng)系統(tǒng)形式按照送、排風(fēng)方式可以分為簡(jiǎn)易新風(fēng)系統(tǒng)、戶式單向流新風(fēng)系統(tǒng)、戶式雙向流新風(fēng)系統(tǒng)、集中單向流新風(fēng)系統(tǒng)、集中雙向流新風(fēng)系統(tǒng)。
簡(jiǎn)易新風(fēng)系統(tǒng)
利用小型專用的管道型新風(fēng)機(jī)或窗式新風(fēng)機(jī)為室內(nèi)提供新風(fēng),并保證室內(nèi)送、排風(fēng)量平衡。這種小型新風(fēng)機(jī)分為送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī),可裝設(shè)在外墻、外窗或吊頂中。通常,送風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)入口處設(shè)有防雨罩、可啟閉的風(fēng)閥及過濾網(wǎng),可對(duì)室外的蚊蟲、柳絮、沙塵、花粉等進(jìn)行簡(jiǎn)單過濾,并防止風(fēng)、雨的侵入;排風(fēng)機(jī)則安裝在衛(wèi)生間等污染區(qū)域或走道等非人員長(zhǎng)時(shí)間停留的區(qū)域。
這種簡(jiǎn)易新風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:系統(tǒng)由送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)配合共同使用,手動(dòng)操控,使用配置靈活,主要組合方式可分為:機(jī)械送風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)、機(jī)械送風(fēng)+自然排風(fēng)、自然送風(fēng)+機(jī)械排風(fēng);系統(tǒng)可全天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,設(shè)備簡(jiǎn)單,易于操控和日常維護(hù),一次性投資及日常運(yùn)行費(fèi)用均較低;由于這種管道型新風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電機(jī)功率很小,在制作安裝工藝保證的前提下其設(shè)備噪音較低;在室外環(huán)境溫度、濕度等參數(shù)適宜時(shí),使用效果好。
缺點(diǎn)是:不適宜在嚴(yán)寒地區(qū)使用,冬季寒冷空氣直接送入室內(nèi)會(huì)導(dǎo)致送風(fēng)口及墻面結(jié)露、發(fā)霉;送風(fēng)氣流不均勻,風(fēng)口局部區(qū)域過冷或過熱;無(wú)法進(jìn)行排風(fēng)熱回收,加大了冬夏季供暖供冷設(shè)備負(fù)荷,為保證合適的新風(fēng)量,持續(xù)熱損失過大;設(shè)備直接安裝在臥室起居室,噪音會(huì)對(duì)人員休息產(chǎn)生影響;設(shè)備布置分散、控制點(diǎn)多,需人工手動(dòng)啟閉,送排風(fēng)機(jī)啟閉數(shù)量不匹配會(huì)造成室內(nèi)壓力的混亂;設(shè)備功率低,風(fēng)機(jī)壓頭小,只能安裝簡(jiǎn)單的過濾器,無(wú)法對(duì)室外空氣進(jìn)行有效過濾;點(diǎn)式送風(fēng),無(wú)法保證室內(nèi)送風(fēng)氣流均勻,難免會(huì)有死角。
戶式單向流新風(fēng)系統(tǒng)
配合自然排風(fēng)口或自然送風(fēng)口,由風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管將室外新風(fēng)送入室內(nèi)或?qū)⑹覂?nèi)排風(fēng)排至室外。這種系統(tǒng)由于將產(chǎn)生噪聲的設(shè)備主機(jī)吊裝在陽(yáng)臺(tái)、儲(chǔ)物間或廚房等對(duì)噪聲要求較低的房間,并且通常選用低噪聲型產(chǎn)品,設(shè)置消聲裝置,對(duì)居室內(nèi)噪聲影響小;系統(tǒng)中的主機(jī)及活動(dòng)部件集中布置,操作簡(jiǎn)單方便,維護(hù)難度不大,系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行。但同時(shí),由于風(fēng)管尺寸較大,需協(xié)調(diào)建筑室內(nèi)裝修進(jìn)行合理布置。
當(dāng)采用機(jī)械送風(fēng)+自然排風(fēng)的形式時(shí),室內(nèi)相對(duì)室外為正壓環(huán)境,新風(fēng)可以從外墻直接引入也可以通過集中的新風(fēng)豎井引入,在風(fēng)機(jī)入口設(shè)置防雨百葉、電動(dòng)風(fēng)閥(寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)設(shè)置防凍保護(hù)電動(dòng)風(fēng)閥)、過濾裝置、空氣凈化裝置、預(yù)熱裝置、冷熱盤管、加濕裝置等,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)新風(fēng)簡(jiǎn)單的過濾凈化、控溫調(diào)濕。
優(yōu)點(diǎn):新風(fēng)經(jīng)過濾吸收及殺菌消毒,送入室內(nèi)空氣質(zhì)量較好;新風(fēng)經(jīng)過冷熱盤管制冷或加熱,避免送風(fēng)口附近區(qū)域室溫過熱或過冷;冬季新風(fēng)經(jīng)預(yù)熱及盤管加熱后,避免風(fēng)口結(jié)露;新風(fēng)系統(tǒng)通過風(fēng)管將新風(fēng)均勻送至臥室、起居室、書房等房間,送風(fēng)方向及風(fēng)口形式可根據(jù)房間布局合理進(jìn)行氣流組織,送風(fēng)均勻,死角少;室內(nèi)為正壓環(huán)境,可減少室外空氣滲透對(duì)室內(nèi)溫濕度及潔凈度的影響。
缺點(diǎn):無(wú)排風(fēng)熱回收,新風(fēng)負(fù)荷較大;新風(fēng)冷熱源的增加對(duì)建筑空間、建筑用電量均有影響,設(shè)計(jì)時(shí)需提前考慮;嚴(yán)寒地區(qū)新風(fēng)應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱處理,需要增加高溫?zé)嵩聪到y(tǒng),并且要嚴(yán)格控制電預(yù)熱系統(tǒng)的使用。
當(dāng)采用自然送風(fēng)+機(jī)械排風(fēng)的形式時(shí),室內(nèi)相對(duì)室外為負(fù)壓環(huán)境。其優(yōu)點(diǎn)是在各個(gè)房間內(nèi)設(shè)置排風(fēng)口,通過排風(fēng)管集中排至室外,氣流組織較好。缺點(diǎn):無(wú)排風(fēng)熱回收,加大了冬夏季供暖供冷設(shè)備負(fù)荷;自然進(jìn)風(fēng)口無(wú)法對(duì)新風(fēng)進(jìn)行有效的過濾吸收及殺菌消毒,無(wú)法對(duì)新風(fēng)制冷或加熱,并且送風(fēng)氣流不均勻,送風(fēng)口附近區(qū)域室溫易過熱或過冷;室外冷空氣直接送入室內(nèi)導(dǎo)致送風(fēng)口及墻面結(jié)露、發(fā)霉,因此不適宜在嚴(yán)寒地區(qū)使用;室內(nèi)為負(fù)壓環(huán)境,室外空氣滲透對(duì)室內(nèi)溫濕度及潔凈度有影響。
戶式雙向流新風(fēng)系統(tǒng)
新風(fēng)系統(tǒng)由送、排風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力,分別通過送、排風(fēng)管道,將室外新鮮空氣送入室內(nèi)并將室內(nèi)污濁空氣排至室外,送、排風(fēng)均經(jīng)由全熱交換器進(jìn)行能量回收。這種系統(tǒng)同戶式單向流新風(fēng)系統(tǒng)一樣,將設(shè)備主機(jī)吊裝在陽(yáng)臺(tái)、儲(chǔ)物間或廚房等房間,選用低噪聲型產(chǎn)品,設(shè)置消聲裝置,對(duì)居室內(nèi)噪聲影響小;系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便,維護(hù)難度不大,系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行;風(fēng)管需協(xié)調(diào)建筑室內(nèi)裝修進(jìn)行合理布置。
由于雙向流系統(tǒng)也可以設(shè)置空氣過濾凈化裝置、預(yù)熱裝置、冷熱盤管、濕膜加濕器等,所以其具有采用機(jī)械送風(fēng)的正壓?jiǎn)蜗蛄飨到y(tǒng)的一切優(yōu)缺點(diǎn),同時(shí),由于雙向流系統(tǒng)在送排風(fēng)間設(shè)置了全熱交換器進(jìn)行排風(fēng)能量回收,所以,新風(fēng)負(fù)荷增加較小。
集中單向流新風(fēng)系統(tǒng)
是一種配合各戶內(nèi)的自然排風(fēng)口或自然送風(fēng)口,由將大型新風(fēng)機(jī)組或排風(fēng)機(jī)組設(shè)置在新風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi),通過送、排風(fēng)管道集中為住宅樓內(nèi)各住戶提供新風(fēng)或排風(fēng)的單向流新風(fēng)系統(tǒng)。
這種系統(tǒng)與戶式單向流新風(fēng)系統(tǒng)的原理基本一致,只是將分散在各戶的小型新風(fēng)送風(fēng)機(jī)或排風(fēng)機(jī)替換成集中設(shè)置在新風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的大型新風(fēng)機(jī)組或排風(fēng)機(jī)組,通過風(fēng)管與戶內(nèi)送風(fēng)或排風(fēng)系統(tǒng)連接,組成的一種供多戶集中使用的新風(fēng)系統(tǒng)
根據(jù)系統(tǒng)布置情況可分為豎向新風(fēng)系統(tǒng)和水平新風(fēng)系統(tǒng),豎向系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)房通常集中設(shè)置在地下層、設(shè)備層或屋頂機(jī)房層,而水平系統(tǒng)的新風(fēng)機(jī)房則需逐層設(shè)置,機(jī)房的位置選擇要充分考慮機(jī)組的振動(dòng)及噪聲對(duì)住戶的影響。
由于新風(fēng)機(jī)組或排風(fēng)機(jī)組在機(jī)房?jī)?nèi)集中設(shè)置,各用戶室內(nèi)基本無(wú)檢修工作,設(shè)備的日常檢修維護(hù)工作均可由專業(yè)人員完成,系統(tǒng)的正常運(yùn)行效率高,用戶不必了解新風(fēng)機(jī)組的運(yùn)行情況,降低了日常系統(tǒng)維護(hù)入戶帶給用戶的干擾,減少了設(shè)備運(yùn)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(zhì)。
集中雙向流新風(fēng)系統(tǒng)
與集中單向流新風(fēng)系統(tǒng)一樣,將分散在各戶的小型新風(fēng)全熱交換器替換成集中設(shè)置在新風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)的大型新風(fēng)熱交換機(jī)組,通過風(fēng)管與戶內(nèi)送排風(fēng)系統(tǒng)連接,組成的一種供多戶集中使用的雙向流新風(fēng)系統(tǒng)。
住宅建筑新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)
室內(nèi)、外污染分析
根據(jù)室內(nèi)、外污染發(fā)展的階段和主要污染源的不同來(lái)分類,大致可以分為煤煙型污染、光化學(xué)煙霧污染、室內(nèi)空氣污染和噪聲污染。我國(guó)現(xiàn)階段基本是這幾種污染共同作用。
隨著建筑物內(nèi)應(yīng)用越來(lái)越多的合成材料、化工制品、電子設(shè)備,室內(nèi)空氣的污染源迅速增加,持續(xù)大量的散發(fā)著甲醛、甲苯、苯并笓(油煙)、臭氧(電氣設(shè)備)、氨氣(衛(wèi)生間)、二氧化碳(人體)等有毒有害氣體及各種有機(jī)揮發(fā)物和細(xì)菌、病毒。
與此同時(shí),在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中,環(huán)境保護(hù)并沒有完全跟上工業(yè)發(fā)展的腳步,直接導(dǎo)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(yīng)明顯,極端氣候天氣增多,沙塵、霧霾在越來(lái)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(duì)于居室內(nèi)空氣環(huán)境的要求也在不斷的提升著。尤其是經(jīng)歷了SARS危機(jī)、禽流感疫情帶給人們的擔(dān)憂,伴隨著沙塵天氣、霧霾天氣對(duì)日常生活的困擾,人們已經(jīng)越來(lái)越關(guān)注于自己每天所處生活環(huán)境所能提供的空氣品質(zhì),健康建筑除了要具備避免上訴外界環(huán)境中的病菌及有毒有害物質(zhì)侵入室內(nèi)的能力,還要能夠避免建筑內(nèi)部污染所導(dǎo)致的病態(tài)建筑綜合癥、建筑相關(guān)疾病以及化學(xué)物質(zhì)過敏癥。
現(xiàn)代建筑的節(jié)能要求及節(jié)能性能不斷提高,建筑物的密閉性有了極大的改善,室內(nèi)外通過門窗進(jìn)行的自然滲透空氣量非常少,在缺乏合理有效的通風(fēng)措施的房屋里,室內(nèi)大量裝飾材料、電子設(shè)備及人員活動(dòng)等產(chǎn)生的污染物無(wú)法及時(shí)有效排除,空氣含氧量不斷降低,室內(nèi)空氣質(zhì)量(IAQ)變差,人員長(zhǎng)時(shí)間在這種封閉的環(huán)境中生活,對(duì)人體健康危害極大。
為此,保證新風(fēng)供給量及新風(fēng)送風(fēng)品質(zhì)對(duì)于室內(nèi)空氣環(huán)境的改善和人員的健康舒適有著至關(guān)重要的作用。為了保證室內(nèi)有效通風(fēng),并避免不可控通風(fēng)造成的室內(nèi)冷、熱量損失,解決室內(nèi)空氣品質(zhì)與建筑節(jié)能之間的矛盾,需要對(duì)新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。