机械通风与自然通风对室内环境营造的差异性分析.pdfVIP

机械通风与自然通风对办公建筑室内环境 营造的差异性分析 清华大学建筑学院建筑节能研究中心 1 安晶晶、燕达、周欣、王祎 摘要 通风换气对营造室内环境有着重要作用，同时对室内热湿环境与供暖空调能耗也有很 大影响。通风对室内空气质量具有两重性，可以排除室内污染，又在室外出现严重污染时 引入室外污染；对供暖空调能耗也具有两重性，室外环境好时可以节能，室外环境差时增 加能耗。现有的通风方式主要有自然通风和机械通风两种，机械通风是一种定量持续恒定 的通风方式，而自然通风是一种不定量间歇反馈的方式，这两种通风方式在营造室内环境 上存在很多差异。本文以北京夏季的中小型办公建筑为典型案例进行模拟计算，通过对比 分析两种通风方式的CO2 浓度、温度及冷负荷，探讨两种通风方式的差异及适宜性。 关键词 自然通风 机械通风 冷负荷 室内环境 差异性 1. 引言 [1][2] 人在其一生中90%的时间都生活在建筑中 ，而通风是维持室内良好的空气质量 的重要手段。一方面室内污染源由于装修、家具等产生各种可挥发性有机物VOCs，而 [3] 且室内散发源呈逐年增长的趋势 ,如图 1 所示，另一方面又会在室外出现高污染时如 雾霾天随空气进入室内。因此，如何通过合理的通风方式营造良好的室内环境显得尤 [4] 为重要 。同时，通风产生的能耗也是不容忽视的。仅考虑风机电耗一项，完全依靠 [5] 机械通风换气的建筑风机电耗可高达130kWh/m2.年 ！如何在保证室内空气品质的前 提下，有效地降低能耗成为一个重要课题。 1安晶晶 第一作者 女 在读本科生 邮编：100086；通讯地址：清华建筑节能研究中心201 室； 电话：+010；传真：+010邮箱：ajj10@mails.tsinghua.edu.cn 预计增长指数 500 400 300 200 100 0 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 年 全球化学产品 全球人口 图 1 室内化学材料逐年变化趋势 实现室内通风的方式主要包括自然通风和机械通风两种方式。自然通风就是利用开窗的 方式实现通风，其主要优点为简单、经济、使用者可以自主调节，缺点是在室外温湿度过热 或过冷，以及污染物浓度偏高时，自然通风可能会造成室内空气质量下降或者能耗增加，而 且不是所有的建筑都可以实现有效的自然通风，比如对于某些进深大的建筑而言，很难实现 自然通风。机械通风是指利用电力设备例如风机、风扇来实现通风目的的方式，其优点是可 以控制新风的温湿度和送风量，对室外空气进行过滤，降低室外环境的影响。但是机械通风 [6][7] 能耗比较高，而且风道和过滤网有颗粒物沉积，容易产生二次污染 。机械通风和自然通 风在本质上有什么不同呢？机械通风是一种稳定的、定量的、连续的通风方式，而自然通风 [5] 是不稳定的、间歇的、反馈的通风方式 。但是这些差异在营造室内环境及能源消耗上究竟 有何影响，这些问题在许多方面仍有待明确。为了对该问题有更深入的理解，本文用CO2 浓 度作为室内空气品质的指标，对夏季位于北京的中小型办公建