住宅负压新风系统的研究现状及其发展前景_徐春艳

2009年第11期(总第37卷第225期)

Vol.37)No.11in2009(TotalNo.225，doi：10.3969/j.issn.1673-7237.2009.11.012

建筑节能

■暖通与设备

HEATINGVENTILATION&EQUIPMENT

住宅负压新风系统的研究现状及其发展前景

徐春艳1，刘光远2，彭娇娇1

(1.扬州大学环境科学与工程学院，江苏

扬州

225127；2.扬州大学能源与动力工程学院，江苏扬州

225127)

摘要：住宅室内空气品质(IAQ)的好坏将直接影响着人们的身体健康。主要针对目前住宅室内空气品质方面所存在的问题，重点介绍

了住宅负压新风系统的工作原理、特点、研究现状及其发展前景。

关键词：住宅；室内空气品质(IAQ)；负压新风系统；研究现状中图分类号：TU831.6

文献标志码：A

文章编号：1673-7237(2009)11-0038-04

StudyStatusandDevelopmentProspectofResidentialNegativePressureFreshAirSystem

XUChun-yan1,LIUGuang-yuan2,PENGJiao-jiao1

(1.CollegeofEnvironmentScienceandEngineering,YangzhouUniversity,Yangzhou225127,China;

2.SchoolofEnergyandPowerEngineering,YangzhouUniversity,Yangzhou225127,China)

Abstract:Theindoorairquality(IAQ)oftheresidencewilldirectlyinfluencepeople’shealth.IncognizanceofthecurrentexitingproblemsofresidentialIAQ,residentialnegativepressurefreshairsystem,includingprinciple,characteristics,statusofstudyanddevelopmentprospect,ismainlydiscussed.

Keywords:residence;IAQ;negativepressurefreshairsystem;studystatus

0引言

在20世纪80年代以前，全球变暖、土壤沙漠化、

水污染、大气污染等一系列的室外环境问题一直是人们关注的首要焦点，随着科学技术的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，人们逐步认识到住宅室内环

收稿日期：2009-10-13；修回日期：2009-10-20

境的重要性。国际上一些专家研究指出人们在经历了

“煤烟污染”和“光化学烟雾污染”对人们健康的危害之后，正在经历着以“室内空气污染”为代表的第三次污染时代的到来[1]。新鲜清洁的空气不仅是人们身体健康和生活品质的基础，也是良好室内空气品质(IAQ)的保证。然而，据国内外有关研究报告表明，至证认为技术可行且经济合理后才能(分期或一次)实

在运行中再检验是否达到预测的应挖掘施。实施后，

的节能潜力和经济效益。

效措施后，可取得的系统能源利用效率提高的程度。4.2与先进评估指标的差距体现节能的潜力

节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是使各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平，其运行评估指标的变化量则体现了节能潜力。因此，其潜力大小与对比对象和自身的基础有关，所以，各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。各环节欲追求的先进评估指标可以选用：①历史上最好的水平；②国内先进水平；③全国平均水平；④国际先进水平；⑤理论上能达到的最高水平。而且，随着节能科学技术的发展，系统和设备的不断进步和完善，选择先进的评估指标也会不断变化。4.3寻找能耗差距，制订可行措施，挖掘节能潜力

每个供热单位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标，对比先进指标寻找能耗差距，分析能耗差别的原因，结合实际情况，研究和提出为实现先进指标

经技术经济论的可行(包括技术和管理等方面)方案，38

5结语

我国是能源贫乏的国家，节能降耗是我们必须要

重视的问题，集中供热能量的损耗相当巨大，因此，竭力降低集中供热过程中所消耗的能量成为我们建设节约型社会的当务之急。

参考文献：

[1]陆亚俊.暖通空调[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.[2]贺平,孙刚.供热工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

[3]刘东,潘志信,贾玉贵.常见能耗分析方法简介[J].河北建筑工程学院报,2005,23(4):29-32.

作者简介：樊文创(1980)，男，郑州人，助理工程师，就职于郑州市热力总公司，从事城市集中供热工作(8186687@http://wendang.chazidian.com)。

今已发现室内污染物约有300多种[2]，美国环保署(EPA)的统计显示：室内空气污染常常超出室外2~5倍。国内许多学者也对位于不同城市的住宅进行调查研究发现：住宅室内普遍存在不同程度的空气污染，主要污染物有甲醛、苯系物、氡及挥发性有机物(VOC)等，其中甲醛浓度超标比较普遍，最高都达到了71倍。如果人们长期在这些污染物超标状态下生活，轻则会出现咽喉不适或疼痛、嗜睡、头痛等，并可有轻度粘膜刺激症状，重则死亡[3-5]。

这充分说明，与人们息息相关的住宅室内空气品质(IAQ)状况令人担忧，改善室内空气品质(IAQ)已“迫在眉睫”。改善室内空气品质(IAQ)的措施很多，如：通风、使用绿色建材、空气负离子技术、室内植物

室内空气过滤器、催化净化器、臭氧发生器等净化、[3，4]

，而其中最直接最有效的方法是向室内送新风，进行通风换气。

本文简述了现有住宅通风方式及其优缺点，重点介绍住宅负压新风系统及其研究现状和发展前景。

1现有住宅通风方式

国外在住宅通风方面的研究开展的比较早，发展也较快，从起初单纯的用来调节温度发展到现在用来综合改善室内空气品质，经历了一个曲折的过程[6-7]。期间新风标准也不断地被修改完善：起初，新风量很大，能源危机爆发后，为了节约能源而减少新风量，但很快人们又出现了不适症状(如病态建筑综合征SBS)，室内空气质量问题凸现。

经过几个世纪的发展，住宅通风方式已多样化，到目前为止，主要有以下2种[8-11]。1.1自然通风

我国《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)规定：消除建筑物余热、余湿的通风设计，应优先利用自然通风。我国目前大多数住宅尤其是老式住宅和农村住宅多是依靠自然通风实现室内的通风换气，高层公寓基本上还是靠自然通风。

自然通风，如开窗通风、闭窗渗透，最大的优点是不需要消耗能源，但自然通风受许多条件的限制，如室外气候条件恶劣、有噪声等情况下就不允许开窗，自然通风的可靠性和可控性都比较差，往往不能保证室内空气品质的要求，也不能提供稳定的气流。随着建筑节能技术水平的提高以及空调的普及，建筑维护结构和门窗的密闭性越来越好，在常用的塑钢窗的检测报告中，测试压力为10Pa条件下其冷风渗透量已经小到0.7m3/(m·h)，几近封闭[5]。这说明依靠热压风压的门窗渗透通风已不能满足住户的新风量要求。清华大学2000年夏季针对北京88户自然通风居民住宅现场测试的结果表明,自然通风条件下,普通住宅的热环境参数基本处于ASHRAE标准规定的舒适区以

王智超等人2004年开始运用示踪气外[12]。无独有偶，

体浓度衰减法对北京和上海15户民用住宅的33个房间的自然渗透换气次数进行测试，结果显示自然通风无法满足室内新风的要求[13]。1.2机械通风

在自然通风不能满足要求的时候,往往可以通过

北美等机械通风来大大改善室内的空气品质。欧洲、

地区在居住建筑中大量采用机械通风，而我国居住建筑中机械通风使用率较低。

机械通风可以实现对室内进行有组织的通风换气，从而保证室内空气品质的要求，给人们的生活提供一个健康的环境。机械通风的缺点是需要消耗一定能源，但为了人们的健康，消耗一些能源还是很有必要的，而且只要设计者综合考虑多方面的影响因素，合理设计机械通风方式，优化室内气流组织，还是可以达到节能降耗的目的。

机械通风又可分为机械进风、机械排风，机械进风、自然排风及自然进风、机械排风3种通风方式，这

现在住宅中常用的也是国际上应用较广的通风方式。

新风换气机、带热回收的户式空调通风系统都属于机

机械排风方式，这种方式初投资和运行费用械进风、

都较大，一般用在层高较大、装修标准较高的高级住宅中，一般的普通住宅较少采用。机械进风、自然排风方式存在进风区域风速过大，送风均匀性差，容易形成送风死角等问题，不设连续排风的风机盘管加新风

通过自然进风、机械排风，它能系统属于此通风方式。

住宅负压新风有效地解决以上2种通风方式的问题，

机械排风方式。系统属于自然进风、

2住宅负压新风系统

住宅负压新风系统原理与特点

住宅负压新风系统由主机、风道、排风口、窗式进风器(墙式进风器)及其他附件组成。其工作原理是：排风机运转时，排出室内原有空气，使室内空气产生负压，室外新鲜空气在室内外空气压差的作用下，经窗式进风器(墙式进风器)过滤后进入室内，流经室内活动区域，满足人员活动的需要之后，污浊空气通过排风口、排风道至室外，以此达到室内通风换气的目的，原理图如图1所示。

新风机的排风量除了要满足浴厕本身的换气次数外(一般为10～15次/h)，还应满足其所负担的卧室或客厅的通风，二者取大值。负压式新风系统具有

换气均匀、稳定、可靠、系统简单,以下特点：能耗低、

室内无需安装风道，占用空间小、持续不断送风、可避免二次污染，同时进风口具有降噪、隔尘、防结露、挡蚊虫和自动风压保护等功能等。但住宅负压新风系统也有其缺点：因为该系统是利用负压的原理实现通风换气的目的，所以居室内始终处于微负压状态，那么，

39

2.1

室外空气中的粉尘便会在压力的作用下通过外窗、门等的缝隙渗入室内，从而影响室内空气质量；另一方面，如果建筑的密闭性达不到要求，室内便形不成负压，室外的新风不易进入室内，这时负压新风系统已失效，不能发挥其原有的功能，解决这两个问题的关键是建筑的密闭性。因此，住宅负压新风系统的使用需要建筑的高密闭性作为基础。

图1住宅负压新风系统原理图[14]

Fig.1.Schematicdiagramofresidentialnegativepressurefreshairsystem[14]

住宅负压新风系统通风原则(1)定义新风路径———新风从空气较洁净区域进入，由污浊处排出。一般污浊空气从浴室、卫生间及厨房排出，而新鲜空气则从起居室、卧室等区域送入；

(2)确定住房内最小排风量———以满足人们日常休息时所需的新鲜空气量。按国家通风规范，每工作、

人每小时必须保证30m3；

(3)定义新风时间———保证新风的连续性，一年365d，一天24h连续不间断通风。

2.2

3住宅负压新风系统的发展及研究现状

住宅负压新风系统发展现状

负压技术广泛应用于医学、锅炉通风、储粮技术等领域，随着空调的大量使用和人们对室内空气品质关注的加强，目前，已逐步应用于住宅新风技术中。

住宅负压新风系统在欧洲发达国家从20世纪80年代就已开始使用，目前在法国、德国、英国、日本等国家已是比较常用的住宅机械通风系统[15]。而在国内，住宅负压新风系统近几年才出现，只在江浙沪一带住宅中运用较多，还处于起步阶段，是比较新的住宅通风系统，仍没有完善的的研究方法和标准。3.2住宅负压新风系统研究现状

许多国内外学者从不同角度对住宅负压新风系统进行了研究，也取得了不少的成果。现总结如下：

潘涛在文献[2]中详细介绍了住宅负压新风系统的工作流程、优缺点以及排风量的设计，同时介绍了具有能量回收功能的机械进、排风系统，并给出了设计实例，文章指出居室利用有组织的机械通风势在必行；

欧阳沁、朱颖心用理论分析和实验测量方法对北方地区住宅冬季通风换气问题进行了研究[5]，从研究403.1

中得出：对于北方地区，冬季基本上处于供暖工况，仅

靠冷风渗漏的空气量是远远不能满足室内空气品质要求的，因此，采用住宅负压新风系统成为一个可考虑的方案；

T.Maier、M.Krzaczek[16]等人利用问卷调查和实验相结合的方法，对德国22户住宅采用不同通风系统时(其中具有单个通风口机械通风形式(mechanicalventilationsystemwithsingleventilators)即住宅负压新风系统)的CO2浓度、温度、湿度变化规律进行了研

机械通风方究，研究结果表明：从CO2浓度角度出发，

式的通风效果优于开窗通风方式40%～50%，而其中单个通风口机械通风形式(mechanicalventilationsys-temwithsingleventilators)的通风效果分别优于机械通风的另外2种形式(mechanicalventilationsystemwithin-andout-leadingairelementsandairheatingsys-并且单个通风口机械通风形式的安tem)30%和10%，

装费分别比机械通风的另外两种形式低40%～55%。

王智超等人[13]通过示意图介绍了住宅负压新风系统的气流流向，同时阐述了该系统在国内外的应用现状，得出虽然住宅机械通风有很多种，但住宅负压新风系统方式更符合国情，而且便于推广使用。该通风方式可以有组织地对住宅进行送风、排风，使得各房间获得稳定、有效的通风换气量。

叶必朝等人[17]介绍了住宅负压新风系统的组成和原理，并利用CFD模拟和实验研究2种方法，对采用负压式新风系统时，在不同新风量下室内甲醛浓度变化规律进行了研究，得出合理的气流组织和高质量的新风有利于稀释室内污染物,提高室内空气品质；

段轶伊、郝学军在文献[8]中阐述了住宅负压新风系统的概念和特点，为以后住宅负压新风系统设计提供一定的参考依据；

王宏恩、胡小明等人[18]通过对北京、上海等地机械通风住宅的通风效果进行大量测试可得知，采用住宅负压新风系统的通风气流组织比较合理，换气均匀性较好，很符合目前中国国情的住宅通风方式。

目前对住宅负压新风系统的研究虽然具有一定的前瞻性和指导意义，但基本上都只是从理论上定性分析了该系统，或者单从某一污染物浓度变化角度研究该系统，还未发现对该系统气流组织影响因素及变化规律进行全面研究的文献。

4结语

通过以上研究我们发现住宅室内空气品质亟待改善，改善室内空气品质的方法虽多，但有组织的机械通风势在必行。其中住宅负压新风系统以其自身的优势在国内普通住宅中成为一个最具推广价值的方案。

目前对住宅负压新风系统的研究虽具有一定指

导参考价值，但基本上都只是从理论上定性分析了该系统，或者单从某一污染物浓度变化角度研究该系统，还未发现对该系统气流组织影响因素及变化规律进行全面研究的文献。而国内对住宅负压新风系统的研究更不成熟，仍停留在系统介绍的层面上。

住宅负压新风系统虽然具有隔音降噪、能耗低、换气均匀、稳定可靠、系统简单,室内无需安装风道，占用空间小、持续不断送风、可避免二次污染等优点，但其在应用发展中仍存在亟待解决的问题：

(1)保证建筑的密闭性；

(2)我国应该不断完善相应的住宅空气品质标准；(3)住宅通风产品也应该形成产业化；

(4)我们应该对住宅负压新风系统气流组织影响因素及变化规律结合我国国情进行深入研究，根据不同的住宅特性找出符合我国国情的最优通风方案，以便住宅负压新风系统在我国推广使用。

我们相信住宅负压新风系统在不久的将来会被更多的人接受，它的应用将会更加广泛，更加标准化、规范化、人性化。

参考文献：

[1]国家环境保护总局科技标准司,中国环境科学学会.室内环境与健康[M].北京:中国环境科学出版社,2002.

[2]潘涛.居室机械通风方式[J].住宅科技,2000(4):24-26.

[3]魏玉香.南京市新装修住宅室内环境空气污染现状及对策建议[J].环境科学与管理,2006,31(4):84-85.

[4]郝俊红,鄢道华,等.住宅室内空气污染调查与防治[J].建筑热能通风空调,2004,23(1):99-103.

[5]欧阳沁,朱颖心.北方地区住宅冬季通风换气方案研究[J].技术交流,2004(6):26-28.

[6]AWBIHB.Renewableandsustainableenergyreviews[M].Oxford:El-

sevierScience,1998:157-188.

[7]HAYSOMJC,REARDONJT.房屋为什么需要机械通风系统[J].白小耿,译.安徽建筑,2008,15(2):119-120.

[8]段轶伊,郝学军.居住建筑几种通风方式的比较[J].中国住宅设施,2007(10):58-59.

[9]BLOMSTERBERGA,etal.Airflowsindwellings—simulationsandmeasurements[J].EnergyandBuildings,1999(30):87-95.

[10]NIACHOUAK,HASSIDBS,SANTAMOURISAM,etal.Experi-mentalperformanceinvestigationofnatural,mechanicalandhybridventi-lationinurbanenvironment[J].BuildingandEnvironment,2008(43):1373-1382.

[11]王智超,唐冬芬,胡晓明.住宅机械通风方式的国内研究现状与发展方向[J].暖通空调,2005,35(8):39-43.

[12]夏一哉,赵荣义,江亿.北京市住宅环境热舒适研究[J].暖通空调,1999,29(2):1-5.

[13]王智超,等.住宅的通风问题及对策[J].住宅科技,2006(10):51-56.[14]住宅负压新风系统原理图.http://wendang.chazidian.com/userfiles/xf.jpg.[15]徐柱天.日本住宅的通风设计[J].暖通空调,1996(2):40-47.

[16]MAIERT,KRZACZEKM,http://wendang.chazidian.comparisonofphysicalperformancesoftheventilationsysteminlow-energyresidentialhouses[J].EnergyandBuildings,2009,41(3):337-353.

[17]叶必朝,陈建芳,胡松涛.空调系统和组合通风系统的联合应用[J].建筑热能通风空调,2007,26(6):35-37.

[18]王宏恩,王智超,唐冬芬,等.中国住宅通风方式研究概述[DB/OL].(2007-02-01).http://wendang.chazidian.com/lw/HTML/15005.html

作者简介：徐春艳(1985)，女，江苏人，在读研究生，环境科学专业，研究方向为建筑室内污染控制(xcydeyouxiang@http://wendang.chazidian.com)。

指导教师：刘光远(1958)，男，副教授，硕士生导师，主要从事室内空洁净技术及气流组织和暖通空调系统节能研究。气品质、

(上接第35页)绘制施工图纸；

(2)加强施工管理和竣工验收，发现施工安装不符合规范要求的，要及时整改；

(3)新建建筑和既有建筑改造后的供暖系统要冲洗供热管道后安装热量表，热量表流量计前必须安装过滤器；

(4)建立供热计量装置、设备的运行、维护和保养

加强供热制度。供热系统循环水中添加防腐阻垢剂，

系统的水质维护管理，定期清洗热量表前的过滤器，定期巡检供热计量装置；

(5)加强供热系统节能运行管理，对运行人员供热计量知识的培训，实现运行节能；

(6)建立热量计量装置的产品质量管理制度或推荐产品目录，规范产品市场；

(7)加强供热计量工作的宣传，使热用户认识到供

热计量的重要性和必要性。

参考文献：

[1]中国建筑科学研究院.JGJ173-2009,供热计量技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社.

[2]北京华建标建筑标准研究中心.DBJ01-619-2004,供热采暖系统水质及防腐技术规程[S].

[3]北京市煤气热力工程设计院.CJJ34-2002,城市热力网设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社.

中国标准出版社.[4]城市建设研究院.CJ128-2007,热量表[S].北京：

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.建城[2008]183号,供热计量技术导则[L].

作者简介：朱晓姣(1982)，女，黑龙江人，暖通空调专业，从事供热、建筑节能方向的研究(zxjoyce@http://wendang.chazidian.com)。

41