摘要： 近年来上海地区由于住宅气密性的加强和装修程度的不断提高，住宅室内污染物浓度偏高。换气是降低室内污染物浓度的有效途径。自然换气方式不能同时满足上海地区换气和节能的要求，采用机械换气方式是必然的选择。采用全热交换器系统和集中机械排风、自然进风系统都可以满足换气的要求。目前，采用全热交换器系统虽然是节能的，但是采用集中机械排风、自然送风却是更为省钱的方式。由于采用一般机械换气方式的房间需要吊顶，对于没有吊顶的住宅可以采用无管通风系统。
关键词： 换气系统 全热交换器系统 集中机械排风
0 引言
近些年来，由于人们对住宅装修逐渐重视，室内装修趋向高档化、复杂化，各种各样的装饰材料如强化木地板、纤维板、泡沫绝缘材料、大理石等广泛应用于室内。这些装饰材料本身以及粘结剂都会释放大量的污染物，如甲醛、苯、TVOC、氡等，严重污染住宅的室内空气品质，威胁人们的身体健康。特别是新装修的住宅，室内污染物的释放量更是大的惊人。根据2003年对上海市若干住宅气密性的调查测试显示，近5年内上海建造的住宅气密性普遍偏高，使得空气渗透量极少，远远不能满足住宅换气量的要求。通过对这些住宅中甲醛、苯及TVOC浓度的测试，结果显示92％的住宅污染物浓度超过了GB50325－2001的标准浓度，其中有些住宅的甲醛浓度超标近20倍。
降低室内污染物浓度除了控制污染源，选用需用符合标准的装修材料，还应当采用恰当的方式来消除室内污染物。吸附分解是消除室内污染物的一种常用方法。各种过滤装置不但可以消除室内的尘埃、臭气，而且还可以除甲醛、VOC等有机污染物。但是这些产品都有不足之处，它们消除室内污染物的能力有限，而且它们大多只对消除一种或几种污染物有效，而且其中有些产品会产生附加污染物，造成二次污染。换气是消除室内污染物最有效的方法。采用恰当的换气方式，不但可以有效地排除室内污染物，解决室内空气品质问题，而且可以取得较好的经济效果。对于上海地区居民，选用何种换气方式和换气系统较为适当，是我们目前所需要解决的问题。
1 国内外对住宅换气系统的研究
1.1 国外对住宅换气系统的研究
1.2 国内对住宅换气系统的研究
2 上海地区住宅换气系统的适用技术经济性分析
2.1 自然换气方式
上海处于夏热冬冷地区，夏季空调室外设计温度为34OC，冬季通风室外设计温度为 3 OC。由于节能的需要，新近建造的住宅气密性很高，靠门窗缝隙自然渗透的空气量极小，不能满足换气要求。被动式换气系统的动力是热压，它的大小取决于室内外温差和管道进出口的垂直高差。文献[15]显示，上海地区住宅冬季室内温度集中在7～13 OC，房间的层高约为2.7m，室内外温差约为10 OC，靠热压作用不能满足换气次数要求。开窗虽然能满足换气量的要求，但是开窗换气受到风压影响很大，风压是随机变化的，因此无法控制开窗换气次数，会造成能源的巨大浪费，这与目前节能的政策是大相径庭的。而且开窗时室外空气对室内温度场造成剧烈扰动，热舒适感很差。
2.2 机械换气方式
2.2.1 机械换气方式的技术性分析
机械换气方式有（1）集中机械排风，自然送风；（2）集中机械送风，自然排风；（3）集中机械给排风，这种换气系统种通常安装能量回收装置，称为全热交换器系统；（4）复合式换气。机械换气系统一般要用管道连接，管道需要藏在吊顶以内，应此机械换气系统适用于有吊顶的住宅。对于无吊顶的住宅，可采用无管机械通风系统，这样住宅只需要局部吊顶。采用集中机械排风、自然送风的房间室内处于负压，可有效的排除室内污浊空气，换气效率高。而集中机械送风、自然排风的房间室内处于正压，排风气流组织不易控制，因此较少在住宅种使用。采用全热交换器系统的房间，在换气的同时，回收室内空气的冷（热）量，是一种节能的换气方式。复合式换气方式是将集中机械排风、自然送风和被动式自然换气方式结合起来，冬季室内外温差较大式采用被动式换气方式，当自然换气动力不足时开启排风机。上海地区冬季室内外温差仅为10 OC左右，不能满足自然换气要求，因此采用复合式换气方式是不适合的。
2.2.2 机械换气方式的经济性分析
对于适合上海地区采用的集中机械排风、自然送风系统和全热交换器系统，以下将从初投资、运行能耗费用、运行维护费用等方面进行分析。
（1）初投资
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表1 单位：人民币 | |||||||||||||||
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| a． 主机额定风量为150m3/h。 b． 材料包括风口、阀门、风管和其它辅助材料 |
（2）运行能耗费用
对于特定的一台全热换气机，其每小时节省的能量可表示为：
（1）
把代入（1）中，得到，
（2）
其中V——新、排风体积流量，m3/h;
——室外干空气密度，kg/m3;
——新风进口空气焓，kJ/kg;
——新风出口空气焓，kJ/kg;
——排风进口空气焓，kJ/kg;
η——全热效率.
对于普通的家用分体式空调器，其cop约为2.5，因此全热交换器每小时节省的空调电能为：
(3)
全热交换器自身的能耗为风机所耗电能，因此，全热交换器的总能耗可表示为：
（4）
其中——全热交换器耗电量，kW。
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表2 单位：人民币 | |||||||||||||||||||||||||||
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| c.夏季运行时间即为空调运行时间，每天中午12点到下午3点，下午5点到晚上11点，6月中旬至9月中旬，按80天记共720小时 d.冬季空调不开启，换气系统不运行。 |
（3）运行维护费用
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表3 | ||||||
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（4）生命周期总费用
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表4 单位：人民币 | ||||||||||||||||||
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3 结论
自然换气方式不能同时满足上海地区换气和节能的要求，采用机械换气方式是必然的选择。采用全热交换器系统和集中机械排风、自然进风系统都可以满足换气的要求。目前，采用全热交换器系统虽然是节能的，但是采用集中机械排风、自然送风却是更为省钱的方式。由于采用一般机械换气方式的房间需要吊顶，对于没有吊顶的住宅可以采用无管通风系统。
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参考文献
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