基于满足室内空气品质所需通风量的讨论

【摘要】该文以通风量计算的规定计算方法和分析计算方法为依据，分析和讨论以室内CO2允许浓度为标准的必要通风量、以氧气为标准的必要通风量和以消除余热或余湿所需的全面通风换气量的计算方法以及通风量的修正，根据上述方法的优缺点提出满足室内空气品质和室内人员所需新风量求解思考。

【关键词】室内空气品质，污染物浓度，通风量

0引言

影响空气品质的污染物有多种，可归纳为有毒、有害气体、烟草烟雾、生产性粉尘以及菌类等微生物污染。在工业通风中，往往是采用相应的设备，将污染物的浓度及其污染指标控制在允许范围内。民用建筑和办公建筑不同于工业建筑，如民用建筑中室内污染物来源有人员呼出的二氧化碳、建筑装饰材料、清洁剂等挥发物、吸烟产生的烟雾等，办公建筑中的污染物主要考虑二氧化碳以及设备散发的污染物。长期以来，人们对于低浓度的室内空气污染，尤其是不易被察觉的空气污染对健康的影响认识不足，导致长时间处在低浓度污染与腐霉气味中，人们的身心健康受到了较大的影响。

为解决上述室内空气污染的问题，人们采用通风换气的方法，通过通风达到室内可接受的空气品质，或采用新风稀释的方法使空气中的污染物浓度低于规范所确定的有害浓度的下限，并且使室内空气品质可被绝大多数人接受，有效避免污染物对健康的不利影响[2]。

1通风量的研究方法

通风量的研究方法有：

1） 规定计算方法

由于人员相关的污染与建筑物相关的污染，就感受效应来考虑是叠加的，所需通风量为两部分相应通风量之和，因此计算公式如下：

（1）

式中：G—设计所需的新风量，L/s或m3/h； RP—每人最小新风量，m3； PD—室内人员数； D—变化系数；Rb—单位面积上所需的最小新风量，L/m2；Ab—建筑室内面积，m2。

可以考虑以下两种不同的情况：当室内污染物不是相互影响时，可分别算出达到标准时所需的各个新风量，取最大值即可，目前我国新风量标准就是根据该方法规定的；而当室内某些污染物相互影响时，此时不能应用最大值的方法来计算必要的新风量，而应将其新风量求和，从而得到室内所需的新风量。为保证换气次数，每人总的送风量不得小于7.5L/s[2]。

2）分析计算方法

因室内通风量不仅需要消除室内热湿负荷，而且也需要保证室内空气品质。对于高污染或者室内存在强污染建筑，可采用室内空气品质计算方法，由质量平衡方法来计算，公式如下：

（2）

式中：Q—保证室内空气品质所需的通风量，L/s或m3/h；N—单位时间内室内产生的污染物，μg/h；Cy—室内允许的污染物浓度，μg/ m3；Cj—进入建筑物的污染物浓度，μg/ m3；Ey—通风效率。

该方法计算新风量需考虑污染物的类型和性质，散发速度和允许浓度值等因素，进行综合计算。该两种方法是从多个指标进行通风量的计算，算法较精确，而在部分办公建筑和民用建筑中，通风量计算的计算仅考虑其中一种或者几种为主的污染物，如以室内CO2允许浓度为标准的必要通风量和以TVOC允许浓度的必要的通风量等。

2 以室内允许CO2浓度为标准的必要通风量

人体在新陈代谢过程中排除大量CO2，由于CO2浓度与空气中人体代谢的其他污染物浓度有关，故室内CO2浓度常作为衡量室内空气品质的一个重要指标[3]。人体CO2发生量与能量代谢和人体表面积有关。不同活动强度下人体CO2的发生量和必须的新风量见参考文献2。

对一些以二氧化碳浓度作为控制指标的通风系统的实验和研究表明，该计算方法不仅能保证室内空气品质，而且还有节能的目的。近年来，研究表明室内污染物除了二氧化碳以外还包括其它污染物，如上述由室内装修和家具产生的污染物，和由建筑材料产生的污染物，甚至暖通空调系统本身也是污染源，这些污染物浓度较高时使人感到不舒服，部分污染物还直接影响人的健康，所以有人就提出针对室内非人产生的污染物，简单的以二氧化碳等为控制指标的通风系统，很难消除它们对室内空气品质的影响。所以该方法适用于教学建筑、高密人群建筑，或其他室内主要的污染物是二氧化碳时，此时求解通风量时完全可以仅以二氧化碳浓度为指标而不会造成较大的通风误差。

3 以消除余热或余湿所需的通风量

为消除余热或余湿所需的通风量可按下式计算：

（3）

式中：G一全面通风量，kg/s；Q一室内余热量，kg/s；C—空气的质量比热，其值为1.01KJ/（kg·℃）；tn 一排出空气的温度，℃；tw一进入空气的温度，℃。

消除余湿：

（4）

式中： W一室内余湿量，g/s； dn， dw一分别为排出空气和进入空气的含湿量，g/kg。

空调系统的新风比不小于10%，且不应小于下列两项中的较大值：（1）补充房间的局部排风量及保持室内正压所需的新风量；（2）保证每人每小时所需的新风量，满足卫生要求。

4 以氧气为标准的必要换气量

室内所需新风量应能提供足够多的氧气，以满足室内人员的呼吸，从而维持正常生理活动。人体对氧气的需求量取决于能量代谢的水平，根据理论分析可得：人体处在极轻活动状态下所需氧气约为0.0187 m3/（h·人）[2]，可知呼吸氧气所需新风量并不是很大，一般通风情况下均可满足要求。

5 通风量的修正

计算所得新风与通风量需要结合实际情况进行修正。

如建筑物设施增减与建筑物用途发生变化所需的通风量也会相应的改变，需进行建筑物污染修正；若室内人员工作时间发生变化以及人数改变时，房间处于部分负荷状态，此时新风量也会相应改变，需要进行动态过程修正；对于不接受室内空气品质的人群可在原来基础上加大新风量进行不接受人群修正。

上述风量的计算方法，可以得出建筑所需要的总风量，但是在总风量中室内人员的所需新风量是多少，总风量中有多少是排污和呼吸所必须的，根据上述计算方法无法得出。另外人们忽视大量增加新风到底对室内空气品质改善了多少，一些现场测试和调查研究表明，单纯的增加风量并不能完全解决室内空气品质问题[3]，所以有必要研究室内的有效新风量以及通风有效性。

6 结论

当室内污染物相互不受影响时，可分别求得达到标准时所需的各个通风量，取最大值作为室内所需通风量；而当室内某些污染物相互影响时，应将排出各种污染物新风量求和，从而得到室内所需的通风量。另外，在计算所得新风与通风量需要结合实际情况进行修正。

单纯的增加风量并不能完全解决室内空气品质问题，通风有效性需根据上述通风量的计算方法并结合人体新陈代谢规律进行综合分析研究。

参考文献

[1]程浩. 基于人员适应性的需求控制通风措施研究[D].重庆：重庆大学，2012： 9-11.

[2]朱颖心.建筑环境学[M].北京：中国建筑工业出版社，2009：154-155.

[3]马仁民. 通风的有效性与室内空气品质[J].暖通空调，2000，30（15）：3-4.

作者介绍：刘静（1979-），女，四川广安人，工程师，主要从事安装工程监督管理工作。单位：重庆市建设工程质量监督总站。

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