[分享]住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用

发表于2021-08-31     141人浏览     1人跟帖     总热度:437  

新风系统的来由

20世纪70年代石油危机,使得西方社会加强了对建筑节能的重视,提高保温能力,减少自然通风换气量,对建筑能耗提出更低的要求。但从结果来看,在这些节能建筑中出现一些以前没有出现的问题,许多人出现头晕、记忆力降低、工作效率降低,以及患病率增加。几年后,答案揭晓,这是因为室内外通风量不足而产生的,因为这种情况与空调系统的使用同时存在,因此也称之为“空调病”。
要避免“空调病”,就需要保证建筑的“最小通风量”。一般来讲这个数值与人员多少有关,或者按人均风量来衡量。各国的标准不尽相同,在中国这个数值定为30m3/(h*人)(《GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》3.0.6 关于新风量设计要求)。不同使用情况(办公、商场、剧场等),不同污染情况(吸烟等)的人均新风量也是不一样的。新风系统从公共建筑进入民用住宅,形成了家用新风系统。
什么是新风
新风是中文创造的意义,在国外这个名词就叫“ventilation(通风)”,就是暖通空调中的通风,而没有其他的用词。通风的概念是把室外空气引到室内,把室内空气排到室外,由于进来的空气和排出的空气污染浓度不同,因此通风可以降低室内空气中的污染物浓度。
同样,通风可以降低室内空气的温度,也可以降低室内空气的湿度。
但如果室外空气中的污染浓度大于室内,则通风的结果必定是,通风会提高室内空气中的污染物浓度。同样通风也可以提高室内温度和湿度。
因此,传统意义的新风只适合处理污染源自室内的污染。而不是一个包治百病的“灵丹妙药”。
新风系统的意义
虽然新风的概念不是很明确,但是大家对新风系统的理解还是基本一致的,就是能降低室内污染浓度,改进室内空气质量的通风系统。
由于空气污染物种类很多,新风系统的原则是:降低一种污染物的代价不能是使另外一种污染物浓度不可控制的增加,超过健康标准要求。
新风系统的核心是保障室内空气质量水平,使空气有利居住者的健康。
值得指出的是新风并不是一个有严格技术规定的名词,在国外称为室外空气,由于西方国家室外空气质量往往较高,因此室外空气可以看成是“好空气”或“新风”,但在中国大多数城市,由于室外PM2.5和其他污染严重,不能把室外空气当做“好空气”。准确的说法是使用室内空气质量指标,作为衡量标准。
室内空气质量标准的意义:通过室内环境卫生学的研究,提出室内污染浓度限值水平和标准测试方法,从而保障室内人员的健康。
国家标准《室内空气质量标准》(GB/T18883-2002)数据来源主要有二个:参照国际标准和室外空气标准。由于人类生活在室内的时间占了生命的大多数时间,而时间最长是住宅,室内空气质量对生活质量的影响及其重要。暖通
国家标准是全国范围内统一的技术要求,强制性标准由国家质量监督检验检疫总局执法强制执行,而推荐性国标由各方同意纳入合同中,成为必须共同遵守的技术依据,具有法律上的约束性。
由于上述标准未将PM2.5浓度列入,新风厂家以室外空气标准的浓度作为指标。以二级指数75μg/m3作为达标指标。
污染类型

污染类型
局部污染
整体污染
污染源
油烟、水蒸汽、人体排泄物
呼吸、人体气味、建材家具释放
排放时间
间断
连续
排放强度
通风对策
局部通风
整体通风(新风)


颗粒物对人体健康的影响

住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_1
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_2

新风的作用
目前所提的新风,一般是指新风系统对室内进行有效的换气,过滤空气,提高空气品质,达到国家相关标准,并能降低空调的能耗,附加一些如其它让人体感觉到舒适的功能。
室内空气质量标准
室内空气质量标准

序号
参数类别
参数
单位
标准值
备注
1
物理性
温度
22~28
夏季空调
16~24
冬季采暖
2
相对湿度
%
40~80
夏季空调
30~60
冬季采暖
3
空气流速
m/s
0.3
夏季空调
0.2
冬季采暖
4
新风量
m3/h·p
30a

5
化学性
二氧化硫SO2
mg/m3
0.50
1小时均值
6
二氧化氮NO2
mg/m3
0.24
1小时均值
7
一氧化碳CO
mg/m3
10
1小时均值
8
二氧化碳CO2
%
0.10
日平均值
9
氨NH3
mg/m3
0.20
1小时均值
10
臭氧O3
mg/m3
0.16
1小时均值
11
甲醛HCHO
mg/m3
0.10
1小时均值
12
苯C6H6
mg/m3
0.11
1小时均值
13
甲苯C7H8
mg/m3
0.20
1小时均值
14
二甲苯C8H10
mg/m3
0.20
1小时均值
15
苯并[a]芘B(a)P
mg/m3
1.0
日平均值
16
可吸人颗粒PMl0
mg/m3
0.15
日平均值
17
总挥发性有机物TVOC
mg/m3
0.60
8小时均值
18
生物性
氡222Rn
cfu/立方米
2500
依据仪器定b
19
放射性
菌落总数
Bq/立方米
400
年平均值(行动水平c)
a新风量要求≥标准值,除温度、相对湿度外的其它参数要求≤标准值
 b见附录D
 c达到此水平建议采取干预行动以降低室内氡浓度。

数据来自(GB/T18883-2002)室内空气质量标准
新风量的设计标准与计算
自然通风的通风量不稳定,当室外刮风和室内外温差较大时,通风量增加。反之减少。当自然通风匮乏时,室内污染浓度会超过标准要求。此时需要使用机械通风来增加通风量。
住宅新风量取决于两个因素,一是按人数,一是按室内污染源(主要是装修污染)。
按现行国家相关标准规范设计计算
1)按人数需要的通风换气量
按人计算的新风量:按人数计算的新风量属最小新风量,需要必须保证。要保证室内CO2浓度低于1000ppm,则需要保证30m3/h*人(取值《GB/T18883-2002)室内空气质量标准》)的新风量。
对于人数不恒定的房间(如会议室),取平均使用人数。平均使用人数一般不少于最大人数的50%。
按人数计算新风量时有一个要解决的问题,就是整套房子满足还是每个房间都要满足。前者的情况是假设各个房间之间存在连通,二氧化碳等会达到整套房间内的平衡;后者则假设各个房间单独存在,相互之间没有影响。一般使用前一种假设,在各个房间之间使用透风槽,并采用集中回风。而后一种假设,则是每个房间单独送风回风。
2)装修污染需要的通风换气次数
按污染量计算:当房间内有有散发污染的建材时,必须有相当量的新风排出污染,以保证室内空气达标。
按国家室内空气质量标准,每1m3/h的新风可以排除0.1mg/h的甲醛,相当于0.8m2 E1级木板产生的污染,或5m2 E0级木板产生的污染
环保装修预评估:
N2*S2+N3*S3≤A
其中:N2 为二类装修材料系数;S2二类装修材料使用面积;N3为三类装修材料系数;S3三类装修材料使用面积;A居室面积。
三类装修材料使用面积;A居室面积。

居室的种类
换气次数
N2
N3
住宅等的居室1
0.7次/h以上
1.2
0.2
0.5次/h以上,0.7次/h以上未满
2.8
0.5
上述以外的居室2
0.7次/h以上
0.88
0.15
0.5次/h以上,0.7次/h以上未满
1.4
0.25
0.3次/h以上,0.5次/h以上未满
3.0
0.5

1住宅等的居室是指,住宅的居室、宿舍的寝室、销售家具或是类似商品的店铺卖场。
2住宅以外的居室是指,学校、办公室、医院等其他的所有居室。
过滤去除室外进入的PM2.5
颗粒物是指悬浮在空气中微小的固体颗粒与液滴混合物。颗粒大于10μm的能够在空气中快速沉降,而肉眼可见范围是50μm。
颗粒物的毒性与其物理化学性质密切相关。颗粒直径越小,其比表面积越大,吸附的化学组分越多,而且进入人体呼吸系统部位就越深,健康危害越大。颗粒物化学组分在机体内能够产生活性氧ROS,通过诱导与催化多种化学反应,破坏细胞膜与细胞质中的脂类与蛋白质及细胞核中的遗传物质DNA,从而造成细胞损伤或变异,导致衰老、疾病、癌症与死亡。
选择过滤网时,要考虑维护方式,吊顶送风过滤网由于维护不方便,其检查更换周期最少应为半年到一年,因此不建议在机器内效率高寿命短的过滤网。如需配置建议使用带监控过滤网阻力系统,当阻力过高需要过滤网时发出报警信号,通知维护者及时维护或更换。
选择过滤网等级时,应根据室内洁净度(颗粒物浓度)要求,更换周期,更换成本三个方面综合考虑。
室内空气品质影响主要因素

1
建材和家具环保(含有害挥发物)情况
2
新风换气量大小
3
室内温度和湿度条件
4
室外气象情况(温度、风力等)

室内空气品质数值在一天24小时之内不是固定不变的,但只有第二项是人可以控制的。使用空气品质控制器自动打开/关闭新风系统可将室内空气品质控制在一定范围内。
设计计算原则
1.在人停留时间超过3小时的房间要保证新风量30m3/h*P,在住宅内,是指卧室,无论大小,应该:主卧室≥50m3/h;其他卧室≥30m3/h。

2.人不停留的区域可以不考虑新风量,如楼梯间、门厅等。

3.局部通风的区域,如厨房、卫生间、设备间、洗衣间的通风单独计算,不在新风范围。

根据上述原则,确定新风面积,根据换气次数和新风需求量确定每个房间的需要新风。

新风类型




单向流新风系统

单向流系统是基于机械式通风系统三大原则的中央机械式排风与自然进风结合而形成的多元化通风系统,由风机、进风口、排风口及各种管道和接头组成的。安装在吊顶内的风机通过管道与一系列的排风口相连,风机启动,室内混浊的空气经安装在室内的吸风口通过风机排出室外,在室内形成几个有效的负压区,室内空气持续不断的向负压区流动并排出室外,室外新鲜空气由安装在窗框上方(窗框与墙体之间)的进风口不断的向室内补充,从而使您一直呼吸到高品质的新鲜空气。该新风系统的送风系统,但无须送风管道的连接,而排风管道一般安装于过道、卫生间等通常有吊顶的地方,基本上不额外占用空间。
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_3
双向流新风系统

双向流新风系统是基于机械式通风系统三大原则的中央机械式送、排风系统,并且是对单向流新风系统有效的补充。在双向流系统的设计中排风主机与室内排风口的位置与单向流分布基本一致,不同的是双向流系统中的新风是由新风主机送入。新风主机通过管道与室内的空气分布器相连接,新风主机不断的把室外新风通过管道送入室内,以满足人们日常生活所需新鲜、有质量的空气。排风口与新风口都带有风量调节阀,通过主机的动力排与送来实现室内通风换气。
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_4
全热交换新风系统

全热交换新风系统是基于双向流新风系统的基础上改进的一种具有热回收功能的送排风系统。它的工作原理和双向流相同,不同的是送风和排风由一台主机完成,而且主机内部加了一个热交换模块,可快速吸热和放热,保证了与空气之间充分的热交换。排出室外的空气和送进室内的新风在这个全热交换装置里进行换热,从而达到回收冷量、热量的目的,节约了空调能源,在改善室内空气品质的基础上,尽量减少对室内温度的影响。
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_5
地送风系统

由于二氧化碳比空气重,因此越接近地面含氧量越低,从节能方面来考虑,将新风系统安装在地面会得到更好的通风效果。从地板或墙底部送风口或上送风口所送冷风在地板表面上扩散开来,形成有组织的气流组织;并且在热源周围形成浮力尾流带走热量。由于风速较低,气流组织紊动平缓,没有大的涡流,因而室内工作区空气温度在水平方向上比较一致,而在垂直方向上分层,层高越大,这种现象越明显。由热源产生向上的尾流不仅可以带走热负荷,也将污浊的空气从工作区带到室内上方,由设在顶部的排风口排出。底部风口送出的新风,余热及污染物在浮力及气流组织的驱动力作用下向上运动,所以地送风新风系统能在室内工作区提供良好的空气品质。
 
地送风虽然有一定的优点,但也有其一定的适用条件。一般适用于污染源与发热源相关的场所,且层高不低于2.5m,此时污浊空气才易于被浮力尾流带走;对房间的设计冷负荷也有一个上限,目前的研究表明,如果有足够的空间来大型送风散流装置的话,房间冷负荷可达120w/㎡,房间冷负荷过大,置换通风的动力能耗将显著加大,经济性下降;另外地送风装置占地、占空间的矛盾也更为突出。
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_6
正、负压式新风系统

1)负压式新风系统,工作原理:室内污浊空气从卫生间、厨房等区域排出室外;新鲜空气从墙体缝隙间进入。负压式新风系统结构简单,安装方便,管道少,造价低,目前应用较为广泛。
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_7
2)正压式新风系统,工作原理:在室内中心区域产生空气正压区,持续不断地向室内送含氧量高的新鲜空气,从而将污染的空气从建筑四周挤压出去,形成空气置换。(此式为概念性系统)
由此可见,根据新风系统安装环境的不同,选用的新风系统也会有些差异,只有选择适合自家的新风系统,才能达到最好的交换空气效果。
新风系统效果评价方式
新风风量测量
新风风量测量分为两种,一种是实际风量,也就是测量风口处的风量;一种是测量效果计算“有效风量”。后者小于前者,两者之间的比值为效率。
如果新风系统按空调标准(也就是新风量)则需要测试实际风量,而如果按空气质量标准的话,则按后者测试。“有效风量”不是测实际的风量,而是测量污染物浓度变化速度,进而推导出“有效换气次数”,乘以实际体积,得到“有效风量”。
室内空气质量测量
空气质量的测量分为两个参数:一是可达到的最低(平衡)浓度,二是达到最低浓度需要的时间。
按不变的条件测试污染变化浓度,发现浓度速度变化呈现先先高后低的情况,当时间长到一定程度后,浓度随时间变化越来越小。这时测到的浓度就是最低(平衡)浓度,这个时间与换气次数相关,一般可认为等于3/n(n为换气次数,h-1)。
对应市内释放量不变的污染源,不同的新风量(换气次数)对用不同的最低(平衡)浓度,其值等于M/G,其中M为每小时释放污染物量(mg/(m3*h)),G为通风换气量m3/h。
可以根据测试中得到的变化情况,对实际污染源、建筑自然通风、机械通风情况进行判断,制定最佳的运行策略,达到健康、舒适、节能的效果。
新风系统的预算、安装、施工



住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_8
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_9
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_10
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_11
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_12
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_13
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_14
新风系统安装、施工常见问题




新风安装常见问题



住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_15
施工常见问题



1.使用小口径风管
许多安装队从省事角度出发,喜欢使用小口径送风管,但不知道这样做会大大减少风量。同样风量使用不同直径的管道,其阻力相差巨大。以150m3/h风量计算,使用DN75,DN100和DN150的管道,每米直管道的阻力分别为:0.56pa/m, 3.9pa/m, 15.4pa/m。以80pa机器风压计算,使用上面管道可输送的最长直线距离为143m, 21m, 5.2m。
还有过墙方式,2米管道过墙,分别采用DN100直管,两根DN75管道,一根DN75管道,U型过梁管道,软管过梁,过梁器,其风量分别为:195,176,160,142,132,89m3/h,其中过梁器的减小量大于50%。
2.管罩的选取
室外管罩原则上应安装在容易清扫的地方,一般建议半年清扫一次。带防虫网的管罩更容易被杨柳絮等糊死,在不利清扫的地方不建议使用。一旦管罩被堵,通风换气量就会大大降低,严重影响使用效果。
3.保温管道
对严寒和寒冷地区,机器对外两个接口的管道都应该使用保温管道,以防止在管道外壁结露。
对有除湿功能的管道,送风管道也需要做保温处理。
新风系统使用常见问题
为什么新风系统24小时开机?
在有室内污染的情况下,长时间运行可以达到最低(平衡)浓度。如果间断运行,污染浓度是变化的,有部分时间会高于标准值。为了保证最好的使用效果,新风系统最好24小时开机。否则,每次开机,都需要一定的时间才能达到最低浓度。
用CO2或VOC控制新风系统合理吗?
对以人均新风量做标准的系统来讲,这是合理的,因为CO2污染随人来随人走。但是如果要考虑去除甲醛等材料污染物,就需要长时间开机,因为这种污染一直在释放没有停止。
目前一些新风机厂家使用的VOC传感器,不是室内空气标准中对应的VOC,而是说不清楚浓度含量,以氢气标定的浓度,因此其数值只能说明,有一定含量的挥发气体存在,而不能确定是什么,有多大。举例,酒精会使VOC浓度大幅度提高。
不及时换滤网会出现什么情况?
粗效滤网只能过滤10微米以上的颗粒,使用到一定的时间,滤网就会失效,不再能够过滤空气。但是长时间使用,会使细菌落在滤网中,如果遇到潮湿的环境细菌就会在滤网上繁殖,出现不良气味,并会被气流带到空气中。
   高效滤网能过滤PM2.5,孔径很小。但使用到一定程度后,所有孔径都会被堵上,需要及时更换,否则会出现风量小,噪音大,甚至风机损坏的情况。
PM2.5过滤
目前市面上的过滤手段通常有两种,物理过滤(过滤棉)和静电集尘
1.物理过滤材料常见的从G1到H13不同级别,级别越高风阻越大,过滤越彻底,价格也越贵;
住宅新风系统设计、选型、预算、安装和使用_16
2.静电集尘PM2.5的过滤效果佳、风阻小,缺点是不可避免的要产生臭氧,而臭氧达到一定含量的时候对身体是有害的,所以静电集尘对臭氧产生量要求必须严格。
3.目前市场上也有同时使用这两种过滤材料的,过滤效果能确实达到97%以上,但是部分厂家的PM2.5实际测量效果只有30%到60%,当然高级别的过滤价格成本也比较贵。国家对机器本身这方面没有明确的规定,只有一个推荐标准还是室内的PM2.5“宜”小于75!

来源:晨曦暖通学院
仅作分享交流
如有侵权,请联系删除

扫码加入筑龙学社  ·  暖通空调微信群 为您优选精品资料,扫码免费领取
分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

 发表于2021-08-31   |  只看该作者       筑龙币+10

2

通风可以降低室内空气的温度,也可以降低室内空气的湿度。

薄暮晨光123

北京 海淀区 | 建筑电气

3 关注

999+ 粉丝

999+ 发帖

342 荣誉分

华电学渣一枚 目前在职电气设计

猜你爱看

添加简介及二维码

简介

还可输入70字

二维码(建议尺寸80*80)

发站内信息

还可输入140字
恭喜您已成功认证筑龙E会员 点击“下载附件”即可
分享
入群
扫码入群
马上领取免费资料包
2/20