PDF《通风换气》

24 室内空气品质改善策略 ― 通风换气 Vol.

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2017 土木水利 第四十四卷 第六期 室内通风换气之重要性 当建筑室内通风效率不佳,以致无法有效移除室内 空气中的污染物质,长时间下来会对室内人员的呼吸系 统与心血管等系统造成严重的损害.众多研究发现,对 空气品质较敏感的人,需要更高的空气换气量,不当的 实施节约能源措施而减少引入室外新鲜空气,恐诱发过 敏和病态建筑症候群.增加室外空气量和长时间供应新 鲜空气,可稀释室内累积之污染物浓度,有效减少病态 建筑症候群的发生(Seppanen et al., 1999) . 通风换气设计通则 通风换气基本原则应达到下列几点:(1) 供给充分 外气、(2) 稀释污染物质、(3) 除去污染源、(4) 调整空间 压力控制气流进出、(5) 削减部分热负荷、(6) 排除臭气 等目的(内政部建筑研究所,2007) .通风换气量(Air Changes per Hour, ACH)与空气交换效率(Air Exchange Efficiency, AEE)共同考量下所得到之有效通风换气量, 与室内污染物浓度具有高度相关性(李彦颐,2004) . 室内通风换气的方式分为全面通风和局部通风两 种,全面通风又称稀释通风,为整个空间进行换气达 到稀释污染源,改善室内空气品质.局部通风则是在 污染物的产生地点,将污染空气收集而排至室外,或 直接向局部空间供给新鲜空气.针对污染源位置进行 通风时,常设置小型抽风设备,局部通风具通风效果 佳,风量节省等优点. 室内通风设计原则 依促成空气流动的方式区分,通风可分为自然通风 和机械通风.所谓自然通风的动力是室内外空气温度差 或压力差所产生的,机械通风则是藉由风扇装置引入送 回风空气或排气管线之空调系统所形成的空气流动. 自然通风 自然通风基础理念 自然通风是透过外部风产生之压力差,或室内外温 度差产生之浮力作为驱动力,促使建筑内部气流的自然流 动,进而达到调节温湿度和换气的目的.装设纱网於窗户 及通风处,可降低引入室内之粉尘量.易产生污染物的空 间,如:厨房、厕所,尽可能避免设立於迎风面.减少室 内不必要的隔间,避免空间中有死角的产生.此外,室 内可搭配风扇,有效增加空气的循环,保持气流的流动 性及增加体感的舒适性.对於自然通风的室内环境中, 一般以 1.0 m/s 以下的气流速度让居住者感到最舒适. 建筑设计与运用自然通风,需考量季节气候特性, 再评估风口的设计方向.在台湾一年之中通常有数个月 可利用自然通风(周伯丞,2000) ,这些时机主要分布於 春、秋两季,夏季因外部气温较高,自然通风时机要更审 慎考虑,以免造成空调耗能增加,必要时可结合机械式空 调系统进行通风换气.风向不利於自然通风时,开口部可 搭配水平或垂直导风板等装置增加自然通风效率. 室内空气品质 刘肇昀 国立台北科技大学环境工程与管理研究所 博士候选人 曾昭衡 国立台北科技大学环境工程与管理研究所 教授 DOI: 10.6653/MoCICHE.201712_44(6).0007 ― 通风换气 改善策略 有鉴於每人每天约 90% 的时间处於室内,室内空气品质之良窳,直接影响国民工作品质及健康. 一般而言,造成室内空气品质不良主因之一为室内通风效率不佳.通风(Ventilation)与换气(Air Exchange) ,是藉著机械或自然的方法将室外新鲜空气送入室内,同时排除室内的湿气、异味、热及污 染物等,以维护室内空气品质及卫生舒适的要求.通风换气之关键不仅为室内外空气的置换率,还包含 室内空气的流动性,是维持良好室内空气品质的重要手法之一.

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2017 土木水利 第四十四卷 第六期 空气入口、出口与路径 建筑开口部的型态、位置、面积大小等,深深影 响自然通风之效益.平面或剖面上不同开口部之配置, 皆影响房间换气效率及换气路径.如将进气口与排气 口设置距离过近,易造成空气短路(Short Circuiting) 现象,而其他区域则形成死域(dead zone) ,空气 不利换气.为使空气均一循环,开口位置最好位於相 对侧,并错开配置(江哲铭,1997) . 通风路径为增进室内自然通风效率之最佳方法,通 风路径可分成单侧、相邻侧、相对侧及多侧(图1) . 前两者(a、b)较难使新鲜外气进入室内远端而排除远 端污染,单侧通风时可设计上下开口,两者间的距离与 换气效果成正比;

后两者(c、d)可使气流似活塞流的 方式,将室内脏空气挤出,有较佳空气置换率,而当室 内形成贯流通风路径时,迎风面之开口设计於低处,背 风面设计於高处,会有较佳的换气效率. 通风路径会受到室内空间尺寸影响(图2) ,单侧 或相邻侧通风路径开窗之空间,室间深度在 2.5 倍室内 净高以内者,且其中属於相邻侧通风路径者,其室内 窗户所连接之空间需能与外在空气直接流通;

相对侧 或多侧通风路径开窗之空间,室间深度在

5 倍室内净 高以内者,且至少有一扇室内窗户所连接之空间能与 外在空气直接流通. 口) ,由地板下引入自然风,再由冲孔地板的开口进入 室内.适当的高架地板换气方式,可使空气交换效率 比气窗的方式增加约 10%. 适当的导风板辅助,亦有助於自然通风.水平导 风板具有:(1) 隔绝热辐射减少室内热负荷量、(2) 可自 然采光、(3) 隔音、(4) 防风挡雨等功能.导风板构造对 气流有显著的影响性,导风板之宽(深)度、密度及 倾斜角度皆为影响因子(江永哲及梁大庆,1996) .相 关研究(江哲铭等,2008)指出装设水平导风板有助 於提升室内换气率,且导风板深度越大,换气效果越 好,但综合考虑换气次数、风击不满意度(Draft Rate, DR)及室内热移除效益,建议水平导风板深度围介 於18 ~

48 cm.强调「健康性(换气性) 」时,导风板 深度可设为

36 ~

48 cm;

强调「舒适性」时,导风板深 度可设为

18 ~

36 cm.而装设垂直导风板较利於平行窗 面之气流引入(陈念祖等,2007) ,於特定风向时,可 使室内气流变得较均匀,不易有风击产生. 机械通风 机械通风基础理念 机械通风不受自然条件的限制,可依需求进风和 排风,获得稳定的通风效果.机械通风之外气引入口应 设於空气清洁的地方,例如引入高楼层顶楼之外气,需 避免任何污染源头接近外气引入口.而室外空气供给至 室内前,应先过滤除去尘埃、细菌、花粉等污染物.某 些场合常兼用机械通风和自然通风,室外空气经净化过 滤网和温湿度调节的空调设备后,由风管输送到各房间 内.回风则经排风口吸入回风管道,部分排出室外,部 分再与室外新鲜空气混合后继续使用.回风系统应确保 不是放置於污染物产生源的空间内或邻近区域,同时须 配适当过滤系统,确保循环空气不会含有大量污染物, 并仅以室外空气便足够稀释. 机械通风之设置可设计为正压换气及负压换气(表1) ,正压换气场所如出入口大厅或停车场电梯厅内配 送冷气(空间内呈现正压) ,可阻挡车辆废气;

负压换 气场所如吸菸区(室) 、高感染性病房或厕所,利用气 流抽引(空间内呈现负压) ,将空间内污染物、病毒或 异味抽离并收集处理,避免污染扩散.如此藉由正、 负压控制能更有效地控制室内外的空气污染物,当室 图2建筑尺寸与通风效果之相关性 图1不同类型之通风路径(内政部建筑研究所,2007) 提升自然通风效率 国内的相关研究(陈念祖,2007)亦指出,冬季 为避免冷风直入室内,可选用高架地板置换式自然通 风方式.於高架地板适当的位置设置冲孔地板(通气

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2017 土木水利 第四十四卷 第六期 内维持正压时能避免受污染之空气流入室内,当室内 维持负压时则可补进新鲜空气来降低室内空气污染物 浓度,维持室内空气的品质. 表1常见机械换气形式 第一种机械换气 第二种机械换气 第三种机械换气 室内 外压力 等压 正压 负压 风机 放........