住宅室内通风换气及设计影响因素研究

薛聪 郭瑜

摘 要：通风，其根本目的在于改善室内的空气条件，保证人的健康，按作用原理可分为机械通风和自然通风。燃烧产物产生的污染在我国住宅厨房中是一个相当严重的问题，目前我国常用的家用燃料有液化气、煤气、煤等。做饭过程中产生的污染是我国室内污染的主要污染源之一。与此同时，新建筑材料和装饰材料的应用也给室内带来诸如甲醛和氨污染等空气污染问题。

关键词：住宅；室内通风换气；及设计影响因素研究

1 住宅通风换气系统调研状况

通过统计收回的包括16个城镇区域在内的144户通风换气系统住户问卷调查表，得到问卷调查样本数1985个，测试样本数164个。调查内容包括两部分：居住者主观感受和通风换气系统调查。居住者主观感受部分主要调查居民对室内空气品质及通风现状的满意程度；通风换气系统调查部分主要了解目前住宅不同季节窗户的开启时间、开启面积、窗户形式以及厨房卫生间内吸油烟机和排气扇的普及情况。测试内容包括甲醛、氨、二氧化硫、二氧化碳、新风量和换气率。

1.1 住宅实态调查住户问卷表统计结果

（1）住宅的通风换气系统多采用自然通风和机械通风相结合的模式。住宅实态调查住户问卷表统计结果表明，主卧室开有窗户的比例为98.0%，安装有机械通风系统的比例为7.1%；厨房开有窗户的比例为45.5%，安裝换气扇的比例为15.7%，安装吸油烟机的比例为35.1%；卫生间开有窗户的比例为60%，安装换气扇的比例为28.4%

（2）在有阳台的住户中，阳台封闭的现象也十分普遍，比例高达64%。这对居住空间的采光和通风有一定影响。

（3）采用推拉窗的比例为53%，采用平开窗的比例为46%。平开窗通风效果优于推拉窗，平开窗可以较推拉窗获得高的通风能力，尤其在偏离夏季主导风向的朝向。

（4）安装有吸油烟机的住宅中，采用风管直排的比例为82%，采用共用竖向排气道的比例为18%。水平直排方式居民可以避免风道占用有效面积及楼层间的“串味”现象

1.2 住宅室内环境污染现状

室内空气污染物测试结果表明，既有住宅室内空气中燃烧产物污染较为严重。新建住宅的室内装修污染物较为严重。一些住宅由于厨房通风不足造成室内一氧化碳和二氧化硫浓度较高。

2 住宅自然通风设计影响因素分析及试验

2.1 住宅自然通风设计影响因素分析

户内平面设计和开窗设计对自然通风有较大影响。建筑通风主要是通过开设窗口、洞口，或设置垂直向、水平向通风道，使室内污浊空气自然地或者通过机械强制排出室外，净化室内空气或实现室内空气零污染。夏季可以通过建筑的合理空间组合、调整门窗洞口位置、利用建筑构件导风等处理手法，使建筑内形成良好的穿堂风，达到降温的目的。建筑师要善于利用自然通风原理，合理进行建筑物的总体布局和设计建筑物的门窗，并采取必要的技术措施，使通风成为改善室内热环境的有利因素。建筑朝向、间距、布局等影响自然通风。另外，居民开窗大小、相对位置、窗户式样构造也有一定影响，窗户的开启有挡风或导风作用，装置当，则能增加室内通风效果。屋顶的形状影响室外风压，从而影响自然通风效果。选取位于寒冷地区、严寒地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区的一系列住宅的典型平面图，对其室内通风现状及存在问题进行分析，得出以下结论。

（1）从寒冷地区冬季的室内热环境要求来看，建筑朝向应尽量争取南北朝向。建筑朝向的选择涉及当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等，必须全面考虑。选择的总原则是：在节约用地的前提下，要满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的日照，并有利于自然通风的要求。

（2）为争取风压通风应使户型内有开在不同风压外立面上的外窗。外窗之间尽可能减少串联内开口个数。当户型无法实现在风压不同的外立面开窗时，也可以考虑通过改变建筑外立面的形状，造成外立面风压差以形成风压通风。

（3）适当利用热压通风，存在解决倒灌现象的问题。房间的门窗开口位置不当，污染物质不能排至室外的情况下，在热压作用下会导致污染物倒灌至其他房间。

（4）建筑的进深影响通风效果。进深较大的建筑，如进深方向存在多个空间划分，而且通风线路上的进出风口的开口面积相差悬殊，同时有许多遮挡，总体形成较大的通风阻力，在平面布置中应尽量避免。

（5）进出风口的开口面积影响通风效果。开口面积的大小既对室内流场分布的大小有影响，同时也对室内空气流速有影响。开口面积大时，流场分布大，气流速度较小；缩小开口面积，流速增加，但流场分布缩小。通风线路上的出风口的开口面积远远小于进风口时，总体会形成较大的通风阻力。

2.2 住宅自然通风试验

通过采用示踪气体法研究住宅自然通风。示踪气体测量法可以预测建筑通风量和空气分布情况。常用以下两种测量方法：定浓度法和衰减法。所谓定浓度法，就是在测试期间，保持所有测试房间的示踪气体浓度不变，改变示踪气体注射量，它可用来处理驱动力发生改变的通风问题，如渗透问题和自然通风；而衰减法指向测试房间注入一定量的示踪气体，随着通风量的增加，示踪气体的浓度成衰减趋势。在自然通风中可用该方法来测量自然通风量。如用示踪气体N2O，SF6，N2测量交叉自然通风的通风量。

2.2.1 开窗面积对换气次数的影响

由表1分析可知，B1和C1的室内空气体积相当，但换气次数相差较远，说明室内空气体积跟房间的换气次数并没有直接联系，门窗封闭时的换气率主要与门窗数量及其密封性有关。分析A3、B1、C1的开窗面积及门窗开启时所测的换气次数可知，随着窗面积的增大，换气次数提高。但由A3和C1的结果比较可以发现，当窗的面积增大到一定程度以后，对提高换气次数并没有很大作用。

2.2.2 室内不同点的换气均匀性

换气均匀性是评价自然通风提高室内空气品质效果的重要方面。因此需要研究各种自然通风条件下室内不同点的换气均匀性。

窗的位置对换气次数有显著影响，窗的位置越靠近房间的中间，换气次数越大，而且对房间内不同点的换气的均匀性有很大影响。门窗的相对位置对换气次数的影响非常显著，门窗的距离越远，换气次数越大。当内门打开时，换气次数大大提高，可以认为门窗的开启加强了室内外温差引起的对流换热，从而增大了室内外的空气交换。

3 结语

我国幅员辽阔，居民住宅一般在过渡季节采用自然通风，而在夏季和冬季，采用完全机械通风系统（如安装卧室空调，在卫生间和厨房安装排风扇和抽油烟机），这实际上也是一种混合通风模式。室外空气质量相对较好的地区，适合采用机械通风辅助自然通风的混合通风方式解决住宅室内污染问题。

参考文献：

[1] 王烨，武弋.冬季自然通风对住宅室内空气品质的改善性能评价[J].安全与环境学报，2008（5）：104～108.