北方住宅建筑冬季开窗通风对新风量的影响分析

关莹++孙昊++许昂++何伟轩

摘 要：冬季开窗通风是北方住宅建筑引入新风以改善室内空气品质的主要措施，室內CO2的浓度是开窗行为的最大影响因子。通过采用二氧化碳气体测试仪等相关仪器，对示踪气体进行实测，根据差分法方程对住宅建筑不同功能的房间进行新风量计算，分析冬季开窗通风换气次数的变化规律，确定最佳开窗次数和开窗通风时间。在开窗通风的过程中，既可引入室外新风改善室内环境，同时又将室内污染物排除，对冬季北方住宅改善室内环境品质具有非常大的意义。

关键词：冬季开窗通风；二氧化碳；新风量；示踪气体法；换气次数

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.082

0 引言

居民冬季开窗的决定因数是室内空气品质的主观感觉和健康意识。室内CO2浓度较高时，意味着室内通风换气效果差，室内空气品质不高，新风量低会引发人体健康问题。同时室内污染物释放源也影响着室内空气品质，成为推动居民开窗的重要因素。因此，研究冬季居住建筑新风量对改善室内空气品质及健康效应的影响十分有意义。

1 居住建筑通风测量与计算方法

1.1 CO2浓度测试与数据采集

测试地点位于沈阳市的某栋住宅，测试期间的风向为沈阳市的代表风向，约东偏北 25°，速度为 1.5-2.5m/s。室外温度保持在-11℃与-13℃之间。测试房间的尺寸、朝向和风向。房间 A和房间B为南向房间，房间C为一个南北通透的大房间。房间所有窗的开孔尺寸均为1.1 m ×0.55m，窗的类型为平开窗。使用CO2探测仪（Telaire 7001，0–10000 ppm，±5%）在距离地板1.1m高处测试并记录室内 CO2浓度衰减的情况，测点距离外墙1m以上以避免开窗气流的直接影响。室外空气温度和室内空气温度使用温度自记仪进行连续记录，测试精度为±0.5℃。示踪气体法的测试室内CO2浓度要保证初始室内CO2浓度达到均匀的分布效果，同时打开窗户之后测试人员即离开房间，避免测试人员呼吸作用所产生 CO2的影响。

2 通风量测试结果分析

A、B、C三个房间的体积、CO2起止浓度、通过式（1）计算得到的新风量及换气次数列于表1。本测试选用的仪器单位为体积浓度ppm，而标准值为mg/m3，因此需要单位转换。

根据三个房间中CO2浓度随时间变化的结果，相关的稳态研究只取CO2浓度下降趋势比较明显区间计算。CO2浓度在开始的一段时间下降比较剧烈，而在后面的时间下降趋势比较温和。图1显示了不同房间、30开窗尺度的冬季开窗通风时换气次数随时间变化的情况， 3个房间在4～6分钟时的换气次数达到最大值分别为10.43、10.07、6.85。严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准要求冬季采暖换气次数达到0.5h-1[2]。图2显示了各房间分别在2、4、6、8、10分钟的开窗时间达到的实际通风换气次数。结果说明对于一般房间而言，2分钟的开窗时间就几乎可以达到标准，因为我们还没有考虑建筑自然的渗透换气次数。当开窗时间超过6分种时，可能会造成不必要的开窗热损失，这个时候普通房间的实际换气次数都超过了1.0。所以，可以认为冬季2-6分种的开窗通风时间都是基本合理的。

3 结论

通过对三个房间在冬季新风量的测试以及换气次数的计算，开窗通风2分钟就可以达到标准，推荐冬季开窗通风时间为2-6分种，在冬季相对不太冷的时间可以取大一些的开窗时间，在冬季较冷的时间可以取小一些的开窗时间。冬季开窗引入新风是改善室内空气品质、保证人体健康的重要措施。

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].安全与环境报，2008，8（05）：104-107.

[2]张旭，周翔，王军.民用建筑室内设计新风量研究[J].暖通空调， 2012，42（07）：27-32.