住宅通风设计标准研究

住宅通风设计标准研究

李明强

天津市市政工程设计研究院，天津 300000

摘要: 随着人民生活水平的快速提高，我国住宅发展进入了新的品质提升阶段。室内外环境污染的严峻形势对住宅通风的设计与使用提出了新的要求，而在建筑行业指导住宅通风的标准是否与时俱进将起到关键作用。本文着重调研分析现有的住宅通风相关标准条文，发现现有标准在指导住宅通风设计上的问题与缺陷，以解决问题为导向，展望标准在住宅通风设计方面的发展趋势。本文通过对现有住宅通风标准的分析，展望未来在住宅通风设计方面的发展趋势。

关键词：住宅; 通风设计; 标准; 换气次数; 通风模拟; 空气净化

1住宅通风设计相关标准条文解析

1.1室外风环境

除当地气候特征外，建筑群布局也是影响室外风环境的重要因素，而室外风环境将直接影响住宅自然通风效果。然而涉及室外风环境要求的标准较少，只有简单定性规定，如建筑群布局采用错列式、斜列式，建筑群留出通风通道等。

1.2朝向与体型

建筑朝向的要求主要是利于夏季及过渡季风向，避开冬季风向，属于较为成熟的要求。GB50176—2016《民用建筑热工设计规范》对迎风面形状有所要求，迎风面应有凹凸变化，尽量增大凹凸口深度。对于建筑体型的要求则主要从节能角度考虑，没有从通风角度考虑的条文。

1.3通风窗口

对于通风窗口的要求在各标准中均有较详细的描述，主要分为通风口位置要求、自然通风开口面积和房间地板面积比要求等。GB50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中规定自然通风的进风口距地面高度不大于1.2m，自然通风进风口应远离污染源3m以上。但现有标准并没有对不同污染源进行详尽分类规定，因为不同污染源的影响不同，不能一概以“3m”而论。自然通风开口面积与房间地板面积比在各类标准对于不同气候区及不同功能房间均有规定，比值从5%～10%不等，是现有标准对于住宅自然通风设计要求中最重要的规定之一。

1.4换气次数

自然通风的换气次数并没有太多定量规定。JGJ75—2012《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》、JGJ134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》和JGJ26—2018《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》分别要求在夏热冬暖、夏热冬冷住宅热环境设计指标中换气次数取1.0次/h，而严寒地区的换气次数取0.5次/h，但这里的换气次数是指在房间门窗密闭状态下的换气次数。GB50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规定了住宅的换气要求，但主要针对机械通风系统。

1.5气流组织

在自然通风的气流组织方面，相关条文较少。GB50176—2016《民用建筑热工设计规范》主要规定了减少通风路径的阻隔，避免出现通风死角，以及通风路径总截面积的大小等。

1.6计算与模拟

对于建筑通风计算模拟技术的应用，各标准的指引还不够，特别是针对自然通风的计算模拟仅有少数相应标准，且未做系统性规范。GB50736—2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》对计算和模拟有纲要性的描述，并未对模拟方法进行规定。而SJG45—2018《深圳市居住建筑节能设计规范》主要对室外风环境的计算和模拟提出了要求，对室内通风模拟并未提出要求。

2住宅通风设计标准的发展方向

我国现有住宅通风相关标准中，机械通风设计方法和标准条文较为成熟，可由暖通空调工程师单独完成，不涉及交叉协作，设计流程较为简单。而自然通风设计需要由建筑师与暖通空调工程师配合完成，且自然通风的影响因素多，仅根据现有标准中的定性条文来设计，通风效果的设计误差较大，应研究规定一些定量条文，并结合自然通风模拟技术使复杂的自然通风过程得出定量结果，从而辅助住宅通风设计。基于现有标准的问题，我国的住宅通风设计标准发展方向应综合考虑当地气候与室外环境污染情况，使用先进的通风模拟技术，提出定量的自然通风设计要求和适合的自然通风设计方法，结合成熟的机械通风设计方法，形成综合性的住宅通风设计指导。具体可发展的内容有:自然通风设计与通风模拟技术结合、可开启窗的精细化要求、空气净化设计指导等。

2.1 自然通风设计与通风模拟技术结合

未来的住宅通风标准中，住宅自然通风设计应与自然通风模拟相结合。①在除冬季外适宜进行自然通风的时间里，考虑室内热舒适度，提出我国不同气候区自然通风在过渡季、夏季典型工况下的自然通风换气次数定量要求。②以此定量要求为目标，对住宅自然通风设计的通风效果采用计算机模拟的方式进行评价和优化:在方案设计阶段，暖通空调工程师对建筑师的概念设计方案的自然通风效果进行模拟评价和优化;在初步设计阶段，对初步设计方案进行详细模拟计算，出具建筑自然通风设计计算书，保证模拟计算结果符合自然通风换气次数的定量要求。自然通风模拟过程可分为室外风环境模拟和室内通风模拟。室外风环境模拟应采用计算流体动力学(CFD)方法;而室内通风模拟可选择CFD或多区域网络模型法。③规定CFD方法和多区域网络模型法的具体操作要求(CFD方法需规定的参数:计算空间域、模型再现区域、模型建立规则、网格划分、计算边界条件、计算模型、差分格式、迭代收敛标准、输出结果形式等;多区域网络模型法需规定的参数:模型建立规则、计算边界条件、模拟时间设置、输出结果形式等)，使模拟计算结果具有较高的重复性和一致性。

2.2 可开启窗的精细化要求

可开启窗是自然通风的关键部件，在自然通风设计中极为重要，未来的通风标准应提出更精细化的要求。对于影响自然通风的多个因素进行综合考虑，制定满足室内环境卫生要求和热舒适性要求的自然通风设计规定。例如，对于自然通风开口面积与房间地板面积比，不仅仅按现有标准只根据不同气候区来决定，而且还要通过窗户形式、朝向、个数、位置及当地适于自然通风时段的室外风速等因素来确定。

2.3空气净化设计指导

以往在通风设计中主要考虑新风量计算，即从室外引入新鲜空气并排出室内污染物。而现在全国多数地区存在室外环境污染超标的情况，在未来住宅通风标准中，通风设计时必须要考虑避免或去除室外引入室内的污染物。通风设计中的空气净化设计应倡导使用空气回风净化或使用空气净化器循环净化颗粒物污染，不过度依赖新风净化装置的一次净化(单次净化引入室内的室外空气，比不上空气净化器的循环净化效率，可能造成净化耗材更换频率较高，并不经济)。自然通风设计可选择配套空气净化器去除颗粒物污染，配合实际使用持续或间歇开窗达到既排出室内污染物又净化室外引入污染物的效果;机械通风设计除设计新风净化装置外，也可同样选择配套空气回风净化装置或空气净化器。

3结论

在采用先进通风模拟技术辅助通风设计上未有详尽描述。根据现有标准的问题，提出未来住宅通风设计标准的发展方向应为制定专门针对住宅的通风系统综合设计方法，包括自然通风设计和机械通风设计，同时考虑空气净化设计。明确自然通风设计的定量要求，制定结合通风模拟的住宅自然通风设计方法;在综合考虑多种自然通风影响因素的前提下，确定可开启窗设计。引入空气净化设计，提倡更经济、更有效的回风净化装置或空气净化器的循环净化方式，去除颗粒物污染。

参考文献

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［2］骆康林．室内装修后空气中甲醛污染检测、分析与控制［D］．南京:南京理工大学，2011．

［3］刘晓途，闫美霖，段恒轶，等．我国城市住宅室内空气挥发性有机物污染特征［J］．环境科学研究，2012，25(10):1077－1084．