住宅室內(nèi)通風(fēng)換氣及設(shè)計(jì)影響因素研究

薛聰 郭瑜

摘 要：通風(fēng)，其根本目的在于改善室內(nèi)的空氣條件，保證人的健康，按作用原理可分為機(jī)械通風(fēng)和自然通風(fēng)。燃燒產(chǎn)物產(chǎn)生的污染在我國(guó)住宅廚房中是一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)重的問(wèn)題，目前我國(guó)常用的家用燃料有液化氣、煤氣、煤等。做飯過(guò)程中產(chǎn)生的污染是我國(guó)室內(nèi)污染的主要污染源之一。與此同時(shí)，新建筑材料和裝飾材料的應(yīng)用也給室內(nèi)帶來(lái)諸如甲醛和氨污染等空氣污染問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：住宅；室內(nèi)通風(fēng)換氣；及設(shè)計(jì)影響因素研究

1 住宅通風(fēng)換氣系統(tǒng)調(diào)研狀況

通過(guò)統(tǒng)計(jì)收回的包括16個(gè)城鎮(zhèn)區(qū)域在內(nèi)的144戶通風(fēng)換氣系統(tǒng)住戶問(wèn)卷調(diào)查表，得到問(wèn)卷調(diào)查樣本數(shù)1985個(gè)，測(cè)試樣本數(shù)164個(gè)。調(diào)查內(nèi)容包括兩部分：居住者主觀感受和通風(fēng)換氣系統(tǒng)調(diào)查。居住者主觀感受部分主要調(diào)查居民對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)及通風(fēng)現(xiàn)狀的滿意程度；通風(fēng)換氣系統(tǒng)調(diào)查部分主要了解目前住宅不同季節(jié)窗戶的開啟時(shí)間、開啟面積、窗戶形式以及廚房衛(wèi)生間內(nèi)吸油煙機(jī)和排氣扇的普及情況。測(cè)試內(nèi)容包括甲醛、氨、二氧化硫、二氧化碳、新風(fēng)量和換氣率。

1.1 住宅實(shí)態(tài)調(diào)查住戶問(wèn)卷表統(tǒng)計(jì)結(jié)果

（1）住宅的通風(fēng)換氣系統(tǒng)多采用自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的模式。住宅實(shí)態(tài)調(diào)查住戶問(wèn)卷表統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，主臥室開有窗戶的比例為98.0%，安裝有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的比例為7.1%；廚房開有窗戶的比例為45.5%，安裝換氣扇的比例為15.7%，安裝吸油煙機(jī)的比例為35.1%；衛(wèi)生間開有窗戶的比例為60%，安裝換氣扇的比例為28.4%

（2）在有陽(yáng)臺(tái)的住戶中，陽(yáng)臺(tái)封閉的現(xiàn)象也十分普遍，比例高達(dá)64%。這對(duì)居住空間的采光和通風(fēng)有一定影響。

（3）采用推拉窗的比例為53%，采用平開窗的比例為46%。平開窗通風(fēng)效果優(yōu)于推拉窗，平開窗可以較推拉窗獲得高的通風(fēng)能力，尤其在偏離夏季主導(dǎo)風(fēng)向的朝向。

（4）安裝有吸油煙機(jī)的住宅中，采用風(fēng)管直排的比例為82%，采用共用豎向排氣道的比例為18%。水平直排方式居民可以避免風(fēng)道占用有效面積及樓層間的“串味”現(xiàn)象

1.2 住宅室內(nèi)環(huán)境污染現(xiàn)狀

室內(nèi)空氣污染物測(cè)試結(jié)果表明，既有住宅室內(nèi)空氣中燃燒產(chǎn)物污染較為嚴(yán)重。新建住宅的室內(nèi)裝修污染物較為嚴(yán)重。一些住宅由于廚房通風(fēng)不足造成室內(nèi)一氧化碳和二氧化硫濃度較高。

2 住宅自然通風(fēng)設(shè)計(jì)影響因素分析及試驗(yàn)

2.1 住宅自然通風(fēng)設(shè)計(jì)影響因素分析

戶內(nèi)平面設(shè)計(jì)和開窗設(shè)計(jì)對(duì)自然通風(fēng)有較大影響。建筑通風(fēng)主要是通過(guò)開設(shè)窗口、洞口，或設(shè)置垂直向、水平向通風(fēng)道，使室內(nèi)污濁空氣自然地或者通過(guò)機(jī)械強(qiáng)制排出室外，凈化室內(nèi)空氣或?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)空氣零污染。夏季可以通過(guò)建筑的合理空間組合、調(diào)整門窗洞口位置、利用建筑構(gòu)件導(dǎo)風(fēng)等處理手法，使建筑內(nèi)形成良好的穿堂風(fēng)，達(dá)到降溫的目的。建筑師要善于利用自然通風(fēng)原理，合理進(jìn)行建筑物的總體布局和設(shè)計(jì)建筑物的門窗，并采取必要的技術(shù)措施，使通風(fēng)成為改善室內(nèi)熱環(huán)境的有利因素。建筑朝向、間距、布局等影響自然通風(fēng)。另外，居民開窗大小、相對(duì)位置、窗戶式樣構(gòu)造也有一定影響，窗戶的開啟有擋風(fēng)或?qū)эL(fēng)作用，裝置當(dāng)，則能增加室內(nèi)通風(fēng)效果。屋頂?shù)男螤钣绊懯彝怙L(fēng)壓，從而影響自然通風(fēng)效果。選取位于寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)的一系列住宅的典型平面圖，對(duì)其室內(nèi)通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。

（1）從寒冷地區(qū)冬季的室內(nèi)熱環(huán)境要求來(lái)看，建筑朝向應(yīng)盡量爭(zhēng)取南北朝向。建筑朝向的選擇涉及當(dāng)?shù)貧夂驐l件、地理環(huán)境、建筑用地情況等，必須全面考慮。選擇的總原則是：在節(jié)約用地的前提下，要滿足冬季能爭(zhēng)取較多的日照，夏季避免過(guò)多的日照，并有利于自然通風(fēng)的要求。

（2）為爭(zhēng)取風(fēng)壓通風(fēng)應(yīng)使戶型內(nèi)有開在不同風(fēng)壓外立面上的外窗。外窗之間盡可能減少串聯(lián)內(nèi)開口個(gè)數(shù)。當(dāng)戶型無(wú)法實(shí)現(xiàn)在風(fēng)壓不同的外立面開窗時(shí)，也可以考慮通過(guò)改變建筑外立面的形狀，造成外立面風(fēng)壓差以形成風(fēng)壓通風(fēng)。

（3）適當(dāng)利用熱壓通風(fēng)，存在解決倒灌現(xiàn)象的問(wèn)題。房間的門窗開口位置不當(dāng)，污染物質(zhì)不能排至室外的情況下，在熱壓作用下會(huì)導(dǎo)致污染物倒灌至其他房間。

（4）建筑的進(jìn)深影響通風(fēng)效果。進(jìn)深較大的建筑，如進(jìn)深方向存在多個(gè)空間劃分，而且通風(fēng)線路上的進(jìn)出風(fēng)口的開口面積相差懸殊，同時(shí)有許多遮擋，總體形成較大的通風(fēng)阻力，在平面布置中應(yīng)盡量避免。

（5）進(jìn)出風(fēng)口的開口面積影響通風(fēng)效果。開口面積的大小既對(duì)室內(nèi)流場(chǎng)分布的大小有影響，同時(shí)也對(duì)室內(nèi)空氣流速有影響。開口面積大時(shí)，流場(chǎng)分布大，氣流速度較小；縮小開口面積，流速增加，但流場(chǎng)分布縮小。通風(fēng)線路上的出風(fēng)口的開口面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)風(fēng)口時(shí)，總體會(huì)形成較大的通風(fēng)阻力。

2.2 住宅自然通風(fēng)試驗(yàn)

通過(guò)采用示蹤氣體法研究住宅自然通風(fēng)。示蹤氣體測(cè)量法可以預(yù)測(cè)建筑通風(fēng)量和空氣分布情況。常用以下兩種測(cè)量方法：定濃度法和衰減法。所謂定濃度法，就是在測(cè)試期間，保持所有測(cè)試房間的示蹤氣體濃度不變，改變示蹤氣體注射量，它可用來(lái)處理驅(qū)動(dòng)力發(fā)生改變的通風(fēng)問(wèn)題，如滲透問(wèn)題和自然通風(fēng)；而衰減法指向測(cè)試房間注入一定量的示蹤氣體，隨著通風(fēng)量的增加，示蹤氣體的濃度成衰減趨勢(shì)。在自然通風(fēng)中可用該方法來(lái)測(cè)量自然通風(fēng)量。如用示蹤氣體N2O，SF6，N2測(cè)量交叉自然通風(fēng)的通風(fēng)量。

2.2.1 開窗面積對(duì)換氣次數(shù)的影響

由表1分析可知，B1和C1的室內(nèi)空氣體積相當(dāng)，但換氣次數(shù)相差較遠(yuǎn)，說(shuō)明室內(nèi)空氣體積跟房間的換氣次數(shù)并沒有直接聯(lián)系，門窗封閉時(shí)的換氣率主要與門窗數(shù)量及其密封性有關(guān)。分析A3、B1、C1的開窗面積及門窗開啟時(shí)所測(cè)的換氣次數(shù)可知，隨著窗面積的增大，換氣次數(shù)提高。但由A3和C1的結(jié)果比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)窗的面積增大到一定程度以后，對(duì)提高換氣次數(shù)并沒有很大作用。

2.2.2 室內(nèi)不同點(diǎn)的換氣均勻性

換氣均勻性是評(píng)價(jià)自然通風(fēng)提高室內(nèi)空氣品質(zhì)效果的重要方面。因此需要研究各種自然通風(fēng)條件下室內(nèi)不同點(diǎn)的換氣均勻性。

窗的位置對(duì)換氣次數(shù)有顯著影響，窗的位置越靠近房間的中間，換氣次數(shù)越大，而且對(duì)房間內(nèi)不同點(diǎn)的換氣的均勻性有很大影響。門窗的相對(duì)位置對(duì)換氣次數(shù)的影響非常顯著，門窗的距離越遠(yuǎn)，換氣次數(shù)越大。當(dāng)內(nèi)門打開時(shí)，換氣次數(shù)大大提高，可以認(rèn)為門窗的開啟加強(qiáng)了室內(nèi)外溫差引起的對(duì)流換熱，從而增大了室內(nèi)外的空氣交換。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)幅員遼闊，居民住宅一般在過(guò)渡季節(jié)采用自然通風(fēng)，而在夏季和冬季，采用完全機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)（如安裝臥室空調(diào)，在衛(wèi)生間和廚房安裝排風(fēng)扇和抽油煙機(jī)），這實(shí)際上也是一種混合通風(fēng)模式。室外空氣質(zhì)量相對(duì)較好的地區(qū)，適合采用機(jī)械通風(fēng)輔助自然通風(fēng)的混合通風(fēng)方式解決住宅室內(nèi)污染問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王燁，武弋.冬季自然通風(fēng)對(duì)住宅室內(nèi)空氣品質(zhì)的改善性能評(píng)價(jià)[J].安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2008（5）：104～108.