北方住宅建筑冬季開窗通風(fēng)對(duì)新風(fēng)量的影響分析

關(guān)瑩++孫昊++許昂++何偉軒

摘 要：冬季開窗通風(fēng)是北方住宅建筑引入新風(fēng)以改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的主要措施，室內(nèi)CO2的濃度是開窗行為的最大影響因子。通過(guò)采用二氧化碳?xì)怏w測(cè)試儀等相關(guān)儀器，對(duì)示蹤氣體進(jìn)行實(shí)測(cè)，根據(jù)差分法方程對(duì)住宅建筑不同功能的房間進(jìn)行新風(fēng)量計(jì)算，分析冬季開窗通風(fēng)換氣次數(shù)的變化規(guī)律，確定最佳開窗次數(shù)和開窗通風(fēng)時(shí)間。在開窗通風(fēng)的過(guò)程中，既可引入室外新風(fēng)改善室內(nèi)環(huán)境，同時(shí)又將室內(nèi)污染物排除，對(duì)冬季北方住宅改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)具有非常大的意義。

關(guān)鍵詞：冬季開窗通風(fēng)；二氧化碳；新風(fēng)量；示蹤氣體法；換氣次數(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.082

0 引言

居民冬季開窗的決定因數(shù)是室內(nèi)空氣品質(zhì)的主觀感覺(jué)和健康意識(shí)。室內(nèi)CO2濃度較高時(shí)，意味著室內(nèi)通風(fēng)換氣效果差，室內(nèi)空氣品質(zhì)不高，新風(fēng)量低會(huì)引發(fā)人體健康問(wèn)題。同時(shí)室內(nèi)污染物釋放源也影響著室內(nèi)空氣品質(zhì)，成為推動(dòng)居民開窗的重要因素。因此，研究冬季居住建筑新風(fēng)量對(duì)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)及健康效應(yīng)的影響十分有意義。

1 居住建筑通風(fēng)測(cè)量與計(jì)算方法

1.1 CO2濃度測(cè)試與數(shù)據(jù)采集

測(cè)試地點(diǎn)位于沈陽(yáng)市的某棟住宅，測(cè)試期間的風(fēng)向?yàn)樯蜿?yáng)市的代表風(fēng)向，約東偏北 25°，速度為 1.5-2.5m/s。室外溫度保持在-11℃與-13℃之間。測(cè)試房間的尺寸、朝向和風(fēng)向。房間 A和房間B為南向房間，房間C為一個(gè)南北通透的大房間。房間所有窗的開孔尺寸均為1.1 m ×0.55m，窗的類型為平開窗。使用CO2探測(cè)儀（Telaire 7001，0–10000 ppm，±5%）在距離地板1.1m高處測(cè)試并記錄室內(nèi) CO2濃度衰減的情況，測(cè)點(diǎn)距離外墻1m以上以避免開窗氣流的直接影響。室外空氣溫度和室內(nèi)空氣溫度使用溫度自記儀進(jìn)行連續(xù)記錄，測(cè)試精度為±0.5℃。示蹤氣體法的測(cè)試室內(nèi)CO2濃度要保證初始室內(nèi)CO2濃度達(dá)到均勻的分布效果，同時(shí)打開窗戶之后測(cè)試人員即離開房間，避免測(cè)試人員呼吸作用所產(chǎn)生 CO2的影響。

2 通風(fēng)量測(cè)試結(jié)果分析

A、B、C三個(gè)房間的體積、CO2起止?jié)舛?、通過(guò)式（1）計(jì)算得到的新風(fēng)量及換氣次數(shù)列于表1。本測(cè)試選用的儀器單位為體積濃度ppm，而標(biāo)準(zhǔn)值為mg/m3，因此需要單位轉(zhuǎn)換。

根據(jù)三個(gè)房間中CO2濃度隨時(shí)間變化的結(jié)果，相關(guān)的穩(wěn)態(tài)研究只取CO2濃度下降趨勢(shì)比較明顯區(qū)間計(jì)算。CO2濃度在開始的一段時(shí)間下降比較劇烈，而在后面的時(shí)間下降趨勢(shì)比較溫和。圖1顯示了不同房間、30開窗尺度的冬季開窗通風(fēng)時(shí)換氣次數(shù)隨時(shí)間變化的情況， 3個(gè)房間在4～6分鐘時(shí)的換氣次數(shù)達(dá)到最大值分別為10.43、10.07、6.85。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求冬季采暖換氣次數(shù)達(dá)到0.5h-1[2]。圖2顯示了各房間分別在2、4、6、8、10分鐘的開窗時(shí)間達(dá)到的實(shí)際通風(fēng)換氣次數(shù)。結(jié)果說(shuō)明對(duì)于一般房間而言，2分鐘的開窗時(shí)間就幾乎可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)有考慮建筑自然的滲透換氣次數(shù)。當(dāng)開窗時(shí)間超過(guò)6分種時(shí)，可能會(huì)造成不必要的開窗熱損失，這個(gè)時(shí)候普通房間的實(shí)際換氣次數(shù)都超過(guò)了1.0。所以，可以認(rèn)為冬季2-6分種的開窗通風(fēng)時(shí)間都是基本合理的。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)三個(gè)房間在冬季新風(fēng)量的測(cè)試以及換氣次數(shù)的計(jì)算，開窗通風(fēng)2分鐘就可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，推薦冬季開窗通風(fēng)時(shí)間為2-6分種，在冬季相對(duì)不太冷的時(shí)間可以取大一些的開窗時(shí)間，在冬季較冷的時(shí)間可以取小一些的開窗時(shí)間。冬季開窗引入新風(fēng)是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、保證人體健康的重要措施。

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)境報(bào)，2008，8（05）：104-107.

[2]張旭，周翔，王軍.民用建筑室內(nèi)設(shè)計(jì)新風(fēng)量研究[J].暖通空調(diào)， 2012，42（07）：27-32.