武汉地区住宅建筑通风方式探讨

陈健

摘要：本文分析了单纯自然通风在解决武汉地区住宅室内空气质量方面面临的问题，介绍了常见的机械通风模式及在武汉地区的局限性，指出在未来智能家居发展潮流中，住宅建筑引入机械通风的必要性，供设计人员思考。

关键词：住宅建筑；武汉地区；通风；智能家居

1、引言

伴随着人们对空气质量关注度的日渐升温，住宅的室内空气品质问题也受到越来越多关注。人体活动产生的污染物、室内家具、装修材料等散发的有害气体均是恶化室内空气品质的重要因素，其中家具及装修材料污染持续时间可达3～15年不等。这些污染物不仅直接影响我们的日常生活舒适性，更严重的是它直接威胁了我们的生命健康。因此，国家绿色建筑评价标准（GB50738-2014）将室内空气品质作为绿色建筑的重要评价指标之一。确保住宅建筑室内良好的空气品质，最好和最直接的方法就是保持充分的通风换气。本文简述了武汉地区住宅常见自然通风方式的局限性，探讨了住宅机械通风的方式及其必要性，供设计人员参考。

2、住宅建筑室内通风的原则

无论采用什么样的通风方式，通风系统都应能为室内提供足够的新鲜空气，驱除室内的各种污染，满足居民的卫生需要和健康需求。同时，通风系统还应满足住宅建筑的节能要求，提高可靠性及可控性，因此住宅建筑通风系统的设计应该遵循以下原则：

1）全面通风原则：住宅建筑室内通风系统的设置不能局限于常规的厨房及卫浴区域，应综合考虑整个室内区域，尤其应着重保障室内人员活动的主要区域如客厅、起居室等空间的空气质量。因此室内通风量既要达到厨房、卫生间排除污染物所需要的通风量，又要满足人们日常生活需要的新风量；

2）合理的气流组织：室内气流组织决定着污染物的排放路径，对住宅建筑而言，新鲜的室外空气应经过适当的处理（当室外污染比较严重时）首先进入客厅、卧室等人员主要活动和休息场所，然后从厨房、卫生间排至室外；

3）良好的可控性及可靠性：通风系统的运行不应是无节制的“看天吃饭”，针对日益提高的室内空气质量控制要求，要有能力保证室内全天24小时有组织的、定量的连续通风。

只有这样，才能构建全面，有效，可靠的住宅室内通风系统，提高室内空气质量，裨益身心健康。

3、武汉地区住宅建筑常见通风模式及其局限性

目前，武汉地区住宅建筑普遍采用自然通风的方式来满足客厅、卧室等主要房间的通风需求，仅在厨房油烟排放及卫生间短时排风时采用机械通风的方式。这种自然通风方式最大的优点就是节约能源，但是对当前武汉地区的住宅建筑室内环境而言，自然通风的方式存在着一定的局限：

1）内忧——自然通风自身的局限性：

首先，自然通风的动力来源于风压和热压的综合作用。建筑的间距大小、排列方式以及通风方向（风向对组群入射角的大小）等都直接影响建筑表面风压，进而直接影响建筑的通风效果。而热压的作用随着建筑高度变化，纯热压作用下顶部房间即使开窗也只有出风而没有进风，这也会影响自然通风的效果。

2）外患——室外空气质量的影响：

由于武汉地区常年湿度较大，空气中颗粒物扩散条件较差，由汽车尾气所带来CO2、CO、NOx、烟尘，由大规模城市建设施工所带来的可吸入颗粒物，由植物所带来的可引起过敏症状的花粉，由工业排放所带来的各种有害气体及粉尘等困扰着千万计的武汉居民。据统计数据[1]显示，武汉地区2014年全年共有182个优良天（PM2.5<75ug/m3），优良率刚刚过半，这就意味着全年半数时间，室外空气处于污染状态，在这种室外空气质量条件下，自然通风反而会恶化室内空气质量，采用缺乏控制的自然通风在多半时间内是不适宜的。

3）其它：

在武汉，室外噪声及尘埃对居住环境质量也产生了极为不利的影响，因此在实际使用过程中，住宅建筑多保持封闭，甚至加装双层玻璃来隔绝室外噪音及尘埃，这样也大大影响了自然通风的有效性。

以上种种因素表明，这种主要依靠自然通风，短时局部依靠机械排风的方式是难以完全满足当前居民越来越高的室内空气质量要求的。根据发达国家的先进发展经验[3]，住宅建筑设置机械通风系统与自然通风系统共同发挥作用是一种较为可行解决方案。

4、住宅建筑机械通风的常见方式

根据进风与排风方式的区别，住宅机械通风系统分为三种方式：

1）机械进风+机械排风方式：

这种通风方式通常伴随户式集中空调设置，因此也被称为户式集中机械通风系统。它将整个住宅套型作为机械通风的整体考虑，在室内设置完备的机械送排风回路和独立的进风口与排风口，进、排风口均可根据不同的需要进行调节，充分保证室内空气品质控制所需的通风量，可连续通风，同时具有合理的气流组织，甚至可以兼顾对室外空气净化及湿度控制的要求。实际应用时，通常使用新风换气机或其它热回收装置，回收排风中的能量，从而满足节能要求。这种通风系统初投资成本较高，对室内安装空间及后期装修要求较高，普通住宅不宜采用，是层高较高和装修标准较高的高级住宅的理想通风方式。在北欧等发达国家住宅建筑中已有50多年的使用历史，技术比较成熟[2]。

目前在武汉地区高级住宅中也有这种通风方式的使用案例，在实现良好的室内环境控制的同时，节能效果也比较明显。但是这种方式广泛的推广使用面临着一个难题：目前大多数厂家生产的新风换气机，多应用于公共建筑，设备外形普遍较大，占用较大的安装空间；风量普遍较大，有些产品最低档的通风换气量可能已经远远大于居住建筑新风换气的要求。因此针对住宅建筑的特点，开发生产低噪音，易安装的小风量带热回收机械通风设备将极大的拓宽这种通风方式的使用范围。

2）机械进风+自然排风方式

这种通风方式的空气流动是风机抽取室外新风，直接送到室内人员主要活动区域（卧室、客厅等），污浊的空气从卫浴处等自然排出，室内形微正压。不设独立排风的风机盘管加新风系统就属于此种通风方式。这种方式适合在住宅自然进风困难时设置。就目前的现状而言，这种方式应用较少。

3）自然进风+机械排风方式

这种通风方式主要靠设置在厨房及卫浴区域的排风风机提供动力，通过主动排风造成负压，从而引进新风，也称住宅负压通风系统。它由排风机、进风口和室内通风口组成，新风从设置在卧室或客厅区域的通风换气口经过滤后接入，从卫浴处排出，气流组织比较合理。与目前常用的卫浴区域的排风仅为短时排风不同，该方式下卫浴区域排风风机的排风量除了满足卫浴区域自身的换气次数之外，还必须承担主要功能房间的换气通风量，这样才能实现整个室内区域的全面通风。

自然进风+机械排风的方式固然无法配合使用热交换设施来满足节能要求，但是从全寿命周期来讲，这种通风方式可以实现良好的通风效果，在空调季节通过夜间通风，减少空调使用时间，优化控制，综合衡量，达到节能要求。

5、住宅建筑机械通风的发展展望

随着信息技术创新加快，物联网技术的日渐成熟，智能家居迎来了飞速发展期。以住宅为平台，将与家具生活有关的各种设施集成控制，构建高效的住宅设施管理系统，大大提升了家居安全性、便利性与舒适性，并实现环保节能的居住环境。在智能家居发展势不可挡的未来，住宅建筑机械通风系统将很好的契合智能家居的要求。无论是机械进风机械排风式的新风换气系统，还是机械排风自然进风式的负压新风系统。风机设备与通风换气口接入智能家居管理系统，可实现远程智能开启，可与室内污染物或C02浓度探测器联动，实现住宅的自由呼吸。

未来住宅机械通风的方式将会根据住宅的层次分层发展：对于高端住宅，如独栋别墅等，建筑层高提供了足够的风管安装及新风设备布置空间，较大的初投资对于高端住宅也是容易接受的，机械进排风住宅通风系统在这类住宅中具有良好的适用性；对于普通住宅，负压通风系统则比较适合，整个系统对室内的安装空间要求较低，将现有的卫浴侧局部排风风机扩大为可承担整个室内通风量的双速风机，在卧室、客厅处设置对室外空气具有一定净化处理功能的外墙通风器或窗式通风器，即可实现智能的呼吸。不同的通风方式契合不同的住宅层次，最终实现良好的室内空气品质控制。

6、总结

常见的住宅机械通风方式中，机械进风+机械排风方式能够较好的适用于高端住宅、机械排风自然进风方式能够有机的嵌入普通住宅，最终都能最优化的服务居民。同时这两种方式可以通过设置热回收装置和优化运行控制满足节能要求。住宅机械通风系统应与智能家居系统结合起来，实现远程智能控制并与与室内污染物或C02浓度探测器联动，最终实现住宅的自由呼吸。

参考文献：

[1]武汉市环保局.2014年武汉市环境状况公报[J]武汉市环境保护局网站.2015

作者简介：

陈健，男，1983年10月生，本科，工程师；从事暖通设计工作。