一、新风的由来及其作用

1、新风系统的由来

      20世纪70年代石油危机，使得西方社会加强了对建筑节能的重视，提高保温能力，减少自然通风换气量，对建筑能耗提出更低的要求。但从结果来看，在这些节能建筑中出现一些以前没有出现的问题，许多人出现头晕、记忆力降低、工作效率降低，以及患病率增加。几年后，答案揭晓，这是因为室内外通风量不足而产生的，因为这种情况与空调系统的使用同时存在，因此也称之为“空调病”。

       要避免“空调病”，就需要保证建筑的“通风量”。一般来讲这个数值与人员多少有关，或者按人均风量来衡量。各国的标准不尽相同，在中国这个数值定为30m3/(h*人)（《GB50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》3.0.6 关于新风量设计要求）。不同使用情况（办公、商场、剧场等），不同污染情况（吸烟等）的人均新风量也是不一样的。新风系统从公共建筑进入民用住宅，形成了家用新风系统。

2、新风系统的意义

     虽然新风的概念不是很明确，但是大家对新风系统的理解还是基本一致的，就是能降低室内污染浓度，改进室内空气质量的通风系统。

     由于空气污染物种类多，新风系统的原则是：降低一种污染物的代价不能是使另外一种污染物浓度不可控制的增加，超过健康标准要求。

     新风系统的核心是保障室内空气质量水平，使空气有利居住者的健康。

     值得指出的是新风并不是一个有严格技术规定的名词，在国外称为室外空气，由于西方国家室外空气质量往往较高，因此室外空气可以看成是“好空气”或“新风”，但在中国大多数城市，由于室外PM2.5和其他污染严重，不能把室外空气当做“好空气”。准确的说法是使用室内空气质量指标，作为衡量标准。

3、室内空气质量标准的意义：通过室内环境卫生学的研究，提出室内污染浓度限值水平和标准测试方法，从而保障室内人员的健康。

      国家标准《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002）数据来源主要有二个：参照国际标准和室外空气标准。由于人类生活在室内的时间占了生命的大多数时间，而时间最长是住宅，室内空气质量对生活质量的影响及其重要。

      国家标准是全国范围内统一的技术要求，强制性标准由国家质量监督检验检疫总局执法强制执行，而推荐性国标由各方同意纳入合同中，成为必须共同遵守的技术依据，具有法律上的约束性。（由于上述标准未将PM2.5浓度列入，新风厂家以室外空气标准的浓度作为指标。以二级指数75μg/m3作为达标指标。）

4、新风系统的作用

     目前所提的新风，一般是指新风系统对室内进行有效的换气，过滤空气，提高空气品质，达到国家相关标准，并能降低空调的能耗，附加一些如其它让人体感觉到舒适的功能。

二、颗粒物对人体健康的影响

 

三、新风量的设计标准与计算

       自然通风的通风量不稳定，当室外刮风和室内外温差较大时，通风量增加。反之减少。当自然通风匮乏时，室内污染浓度会超过标准要求。此时需要使用机械通风来增加通风量。

          1、住宅新风量取决于两个因素，一是按人数，一是按室内污染源（主要是装修污染）。

        （1）按人计算的新风量：按人数计算的新风量属新风量下限，需要必须保证。要保证室内CO2浓度低于1000ppm，则需要保证30m3/h*人（取值《GB/T18883－2002)室内空气质量标准》)的新风量。

         对于人数不恒定的房间（如会议室），取平均使用人数。平均使用人数一般不少于限定人数的50%。

         按人数计算新风量时有一个要解决的问题，就是整套房子满足还是每个房间都要满足。前者的情况是假设各个房间之间存在连通，二氧化碳等会达到整套房间内的平衡；后者则假设各个房间单独存在，相互之间没有影响。一般使用前一种假设，在各个房间之间使用透风槽，并采用集中回风。而后一种假设，则是每个房间单独送风回风。

        （2）按污染量计算：当房间内有有散发污染的建材时，必须有相当量的新风排出污染，以保证室内空气达标。

        （3）按国家室内空气质量标准，每1m3/h的新风可以排除0.1mg/h的甲醛，相当于0.8m2 E1级木板产生的污染，或5m2 E0级木板产生的污染。

         2、室内空气品质影响主要因素：

       （1）建材和家具环保（含有害挥发物）情况 ；

       （2）新风换气量大小 ；

       （3）室内温度和湿度条件 ；

       （4）室外气象情况（温度、风力等）

         3、设计计算原则：

       （1）在人停留时间超过3小时的房间要保证新风量30m3/h*P，住宅内，是指卧室，无论大小，应该：主卧室≥50m3/h；其他卧室≥30m3/h。

       （2）人不停留的区域可以不考虑新风量，如楼梯间、门厅等。

       （3）局部通风的区域，如厨房、卫生间、设备间、洗衣间的通风单独计算，不在新风范围。

        根据上述原则，确定新风面积，根据换气次数和新风需求量确定每个房间的需要新风。

三、新风类型

       1、全热交换新风系统

       全热交换新风系统是基于双向流新风系统的基础上改进的一种具有热回收功能的送排风系统。它的工作原理和双向流相同，不同的是送风和排风由一台主机完成，而且主机内部加了一个热交换模块，可快速吸热和放热，保证了与空气之间充分的热交换。排出室外的空气和送进室内的新风在这个全热交换装置里进行换热，从而达到回收冷量、热量的目的，节约了空调能源，在改善室内空气品质的基础上，尽量减少对室内温度的影响。

       2、地送风系统

       由于二氧化碳比空气重，因此越接近地面含氧量越低，从节能方面来考虑，将新风系统安装在地面会得到更好的通风效果。从地板或墙底部送风口或上送风口所送冷风在地板表面上扩散开来，形成有组织的气流组织；并且在热源周围形成浮力尾流带走热量。由于风速较低，气流组织紊动平缓，没有大的涡流，因而室内工作区空气温度在水平方向上比较一致，而在垂直方向上分层，层高越大，这种现象越明显。由热源产生向上的尾流不仅可以带走热负荷，也将污浊的空气从工作区带到室内上方，由设在顶部的排风口排出。底部风口送出的新风，余热及污染物在浮力及气流组织的驱动力作用下向上运动，所以地送风新风系统能在室内工作区提供良好的空气品质。

       地送风虽然有一定的优点，但也有其一定的适用条件。一般适用于污染源与发热源相关的场所，且层高不低于2.5m，此时污浊空气才易于被浮力尾流带走;对房间的设计冷负荷也有一个上限，目前的研究表明，如果有足够的空间来大型送风散流装置的话，房间冷负荷可达120w/㎡，房间冷负荷过大，置换通风的动力能耗将显著加大，经济性下降；另外地送风装置占地、占空间的矛盾也更为突出。

       3、正、负压式新风系统

      （1）负压式新风系统，工作原理：室内污浊空气从卫生间、厨房等区域排出室外；新鲜空气从墙体缝隙间进入。负压式新风系统结构简单，安装方便，管道少，造价低，目前应用较为广泛。

      （2）正压式新风系统，工作原理：在室内中心区域产生空气正压区,持续不断地向室内送含氧量高的新鲜空气,从而将污染的空气从建筑四周挤压出去,形成空气置换。（此式为概念性系统）

        由此可见，根据新风系统安装环境的不同，选用的新风系统也会有些差异，只有选择适合自家的新风系统，才能达到用户期待的交换空气效果。

四、新风系统效果评价方式

       1、新风风量测量

       新风风量测量分为两种，一种是实际风量，也就是测量风口处的风量；一种是测量效果计算“有效风量”。后者小于前者，两者之间的比值为效率。

       如果新风系统按空调标准（也就是新风量）则需要测试实际风量，而如果按空气质量标准的话，则按后者测试。“有效风量”不是测实际的风量，而是测量污染物浓度变化速度，进而推导出“有效换气次数”，乘以实际体积，得到“有效风量”。

       2、室内空气质量测量

       空气质量的测量分为两个参数：一是可达到的低（平衡）浓度，二是达到低浓度需要的时间。

       按不变的条件测试污染变化浓度，发现浓度速度变化呈现先先高后低的情况，当时间长到一定程度后，浓度随时间变化越来越小。这时测到的浓度就是低（平衡）浓度，这个时间与换气次数相关，一般可认为等于3/n（n为换气次数，h-1）。

        对应市内释放量不变的污染源，不同的新风量（换气次数）对用不同的低（平衡）浓度，其值等于M/G，其中M为每小时释放污染物量（mg/(m3*h)），G为通风换气量m3/h。

        可以根据测试中得到的变化情况，对实际污染源、建筑自然通风、机械通风情况进行判断，争取制定适合用户的运行策略，达到健康、舒适、节能的效果。