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郭占庚:健康住宅的通风系统
媒体人&祺祺      2020-04-22 09:47     来源:净化与新风委员会     浏览量:7137

近日,在新风系统助力健康建筑公益直播论坛中中国金属结构协会净化新风委员会主任、森德(中国)暖通设备有限公司总经理郭占庚博士,发表题为《健康住宅的通风系统》的演讲内容。

进入主要内容前,他首先指出2020年新冠肺炎全球大流行期间的防疫四要素是“通风、洗手、口罩、保持社交距离”,由此凸显新风系统的重要性。防疫常态化,全球最终战胜疫情取决于医疗资源最差的,动作最慢的国家。“疫情将会一波又一波,净化新风行业应致力于助推建筑行业的进步! 没有通风何谈健康?”郭占庚说。

郭占庚的演讲分三部分,基本知识、通风系统、新风设备要求。

净化通风是处理室内常见有害物质的有效办法

健康住宅的三要素是:节能的外围护结构、舒适的温湿度控制,健康的高效全热回收通风。其中,外围护结构必须保温层厚、外遮阳、气密性高;温湿度控制必须柔性空调替代强空调、室内无吹风感、室内噪音低;高效全热回收通风必须热回收效率高、杜绝二次污染、净化室内空气。(见图1)

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图1 健康住宅三要素

郭占庚以表格的形式展示了不同地区类型建筑在采暖制冷的能耗情况,以及不同地区类型建筑在采暖制冷的能耗情况。

表1 不同类型建筑采暖制冷能耗 

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表2 不同类型建筑外围护结构能耗

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空气中的有害气体常见的有:甲醛、氨、氡、VOC、石材放射物、氯仿等有害气体、乙醇和苯等,来源包括建筑装饰、油漆、胶合板、刨花板、泡沫填料、内墙涂料、塑料贴面等。

可吸入颗粒物是影响城市空气品质的首要污染物,使用净化器和通风设备是有效的处理办法(表3)。净化器和新风净化系统对于处理花粉、PM2.5、细菌病毒、甲醛、二氧化碳甚至包括异味等,均有明显效果。

表3 常见有害物质室内空气质量准则及处理办法

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通风系统首选户式中央新风系统

郭占庚分享的第二部分是系统比较及要求。他告诉听众,通风的英文是ventilation,译作新风并不准确。通风包括机械送新风和机械排除污风,也有人称此为置换新风。进出必须平衡,只进不出的系统,机械送新风,室内形成正压,空气通过外围护结构缝隙渗漏出去。只出不进的系统,机械排出室内空气,室外新风通过外围护结构缝隙渗透进屋。通风的作用包括稀释、置换、净化。

第一个作用是稀释。空气中细菌和病毒达到一定浓度时才能感染人。通果输送室外的新鲜空气,将室内有害物质、细菌、病毒的浓度稀释。气溶胶是漂浮在空气中微小液体颗粒物。郭占庚说:“根据2003 sars经验:新鲜空气达到病人呼出空气10000倍就安全了!”呼出空气量0.5升/次,每分钟呼吸15次,呼出空气量:0.5x15x60/1000 = 0.45 m3/h。安全新风量:0.45x10000 = 4500m3/h。因此可推出结论:住宅通风很难达到那么大的稀释风量。概率极低,家里真要有感染者必须隔离,消毒。择时开窗通风,效果受室外风影响。如果距离病人一定远室外空气是安全的。

第二个作用是置换。合理布局新风和回风口,合理设计正压区和负压区。把室内的有害物质置换出去。所有有害物质可以通过通风置换出去。合理设计通风量,有效控制有害物质的浓度,保证优质空气。根据24小时二氧化碳平均<=1000 ppm, 标准要求风量>=30m3/h/人。大城市室外CO2浓度450ppm左右, 建议选择风量>=45m3/h/人的产品。

第三个作用是净化。新风送风侧加设高效滤网,净化空气。过滤掉PM2.5颗粒物。过滤细菌和病毒,包括气溶胶。

表4 常见通风系统设备特点及效果比较

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通风系统效果的关键因素是气流组织。例如民航飞机的空调通风系统,要保证舱内温度、避免交叉感染,做到垂直流向、换气系数20倍、相对湿度低<15%以有利于抑制细菌病毒、最安全交通工具居室。

通风系统须具备清晰合理的气流组织。卧室是正压区,最远端送风,通过门缝及透气槽回到客厅。集中回风在厨房和卫生间,是负压区。通风系统集中管道的传染风险是污水管,若污水接口反水弯设计不合理,水封不住,病人粪便中的细菌病毒可能进入管道,交叉感染风险很大。

卫生间中央排风管、厨房集中排气管,中央排风扇停止运转,风机设定为定时运转,发生故障、停电,同一管道相同的住户之间串风,带细菌病毒的空气可能经主风管传到其他住户家,交叉感染风险大增。户式通风系统,保证大楼的中央排气扇24小时不间断运行,家装家用新风系统回风口设在厨房和卫生间,保证厨卫为负压区,每个回风口风量>=60m3/h。

总而言之,通风系统首选户式中央新风系统,热回收优于简单双向流。回风口设在厨房和卫生间,每个回风口>=60m3/h。分室壁挂明装首选热回收型,热回收器应该选不透气的热交换膜,避免选用纸质热回收器。不建议选用正压除霾新风机,对抑制病毒和细菌的感染作用不大。

热回收新风机如何满足阻止病毒传播的特殊要求

在第三部分演讲内容中,郭占庚分享了新风设备如何满足阻止病毒传播的特殊要求。

热回收新风机基本要求必须符合国标GB/T21087,附加要求是:内部和外部漏风率均必须在100Pa压差时降低到5%以下(国标要求:无压差时10%);提高有效换气率;防止污风渗透到新风侧,引起室内污染;应选用EPP发泡成型的外壳,钣金结构漏风率高。

热回收器的空气渗透率不大于3%。选用显热回收塑料或铝箔机芯;选用空气渗透率低的全热回收机芯(如康舒膜);慎用纸质机芯,渗漏率高、会串味、易发霉;慎用市场上一些合成材料全热交换膜,渗透率也过高,膜的渗透直径不大于0.4 nm可以用(液体水不能渗透)。提高机芯和外壳之间的密封,降低串风量。

郭占庚介绍了森德康舒膜全热交换机芯。他说,常规的纸质全热交换芯,发霉、渗透漏气率过高、不能清洗。森德康舒膜全热交换机芯,是唯一可清洗的全热机芯;透气率低;湿度回收可达60%,全热回收可达70%;抑菌功能,ISO认证,无卫生顾虑;可水洗。

热回收新风机针对病毒传播特殊要求在运行模式方面的附加要求是:至少有中高低三速,保证24小时不间断通风,居住时尽量最大风量(如噪音允许),关闭防冻模式。

过滤滤网方面,新风侧高效滤网不低于H11;回风侧;最低配中效滤网,不低于G4;建议选用高效,不低于H11,过滤掉回风侧PM2.5颗粒、细菌及病毒,防止串到新风侧,减少向空气中扩撒细菌和病毒。

高静压风机应保证有足够的能力克服滤网阻力。其他功能端,新风加紫外线消毒,须保证紫外线剂量,紫外线强度x照射时间,紫外线强度和处理段长度不够则没有效果,紫外线照射到的地方避免用塑料(不抗老化),会产生一定的臭氧。

热回收新风机针对病毒传播特殊要求,还应具备紫外线消毒。短波UV-C波长200-280nm,能有效破坏细菌病毒的核酸;加装在新风机后送风口后。

表5 紫外线杀毒照射剂量杀菌率对照(摘自德国研究报告AIVC#13,223)

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照射剂量 = 紫外线强度(mW/cm2)x空气通过时间(s)

空气通过时间(s)=紫外消毒箱有效长度(m)/风速(m/s)

照射计量须随着空气的相对湿度增加和加大,相对湿度80%应比相对湿度60%增加60%。杀毒效率取决于紫外线照射剂量,家用新风系统受安装空间限制,也不是很有必要;常见净化器的紫外线杀菌只是概念,杀毒效率很低;医用新风系统一定要保证空气有足够的通过时间。

负离子杀毒方面,空气电离产生负氧离子也具有杀细菌和杀病毒作用,以及其他组合杀毒,负离子+紫外线+光触媒+活性炭,目前都缺乏检测数据和设计规范,应避免虚假或过度夸大宣传。

总体来说,目前市场的热回收风机可以常规基本使用;滤网不应低于H11,新风和回风同时用;尽量选择静压高的新风机;优先选用EPP一次发泡成型的机壳;如果户内的集中管道存在串味隐患;尽量不用纸质热回收器;回风口设在厨房和卫生间,保证负压;单向流正压除霾不利于抑制细菌病毒的传播。

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