劉萬(wàn)萬(wàn)，王秋薈，張向萍

(商丘師范學(xué)院，河南 商丘476000)

通風(fēng)一般是指通過(guò)室內(nèi)與室外空氣進(jìn)行交換，將室外空氣引入到室內(nèi)的過(guò)程.值得注意的是，室外空氣不是一定就比室內(nèi)空氣更適宜.當(dāng)室外空氣有污染時(shí)，就不適合將其引入到室內(nèi).因此，將凈化過(guò)的室外空氣與室內(nèi)污濁的空氣交換，能夠在一定程度上提高建筑物室內(nèi)的空氣質(zhì)量.基于此，采用新風(fēng)系統(tǒng)(Primary air system)進(jìn)行通風(fēng)將比自然通風(fēng)更符合現(xiàn)代人的居住需求.

1 新風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)定義

根據(jù)供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)( GB/T 50155-2015)，新風(fēng)系統(tǒng)是指為滿足衛(wèi)生要求、彌補(bǔ)排風(fēng)或維持空調(diào)房間正壓而向空調(diào)房間供應(yīng)經(jīng)集中處理的室外空氣的系統(tǒng).在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，新風(fēng)系統(tǒng)大致分為氣流方向、有無(wú)管道、安裝形式等類別，這些類別各有優(yōu)缺點(diǎn)，可根據(jù)實(shí)際需要選用[1].

在智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB 50314-2015)中，智能建筑的定義如下：“以建筑物為平臺(tái)，基于對(duì)各類智能化信息的綜合應(yīng)用，集架構(gòu)、系統(tǒng)、應(yīng)用、管理及優(yōu)化組合為一體，具有感知、傳輸、記憶、推理、判斷和決策的綜合智慧能力，形成以人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體，為人們提供安全、高效、便利及可持續(xù)發(fā)展功能環(huán)境的建筑.”結(jié)合智能建筑的有關(guān)知識(shí)，建筑不僅要保證居住者的人身財(cái)產(chǎn)安全，還應(yīng)該包括居住者的衛(wèi)生安全.因此，新風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)用就有了特殊的意義，應(yīng)該把新風(fēng)系統(tǒng)加入智能建筑的應(yīng)用范圍內(nèi).

2 新風(fēng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置

新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置的主要目的是滿足人們對(duì)安全、舒適、健康的室內(nèi)空氣環(huán)境的需求.根據(jù)我國(guó)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18883-2002)的定義，室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)(indoor air quality parameter)指室內(nèi)空氣中與人體健康有關(guān)的物理、化學(xué)、生物和放射性等參數(shù).因此，建立合格的新風(fēng)系統(tǒng)，就必須對(duì)其物理、化學(xué)、生物、放射性等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置.

2.1 物理參數(shù)

新風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)控制質(zhì)量的物理因素是指室內(nèi)溫度、相對(duì)濕度、空氣流速、新風(fēng)量.室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 18883-2002)規(guī)定：溫度22℃～28℃(夏季空調(diào))，溫度16℃～24℃(冬季采暖)；新風(fēng)量要求≥30 m3/(h·p)；相對(duì)濕度為40%～80%(夏季空調(diào))，相對(duì)濕度為30%～60%(冬季采暖)；空氣流速≤0.3 m/s(夏季空調(diào))、空氣流速≤ 0.2 m/s(冬季采暖).

室內(nèi)溫度、濕度直接影響人們的居住舒適度.空氣流速影響室內(nèi)空氣的新鮮程度，即空氣齡.空氣齡是指空氣進(jìn)入房間的時(shí)間.在房間內(nèi)污染源分布均勻且送風(fēng)為全新風(fēng)時(shí)，某點(diǎn)的空氣齡越小，說(shuō)明該點(diǎn)的空氣越新鮮，空氣品質(zhì)就越好. 空氣齡還反映了房間排除污染物的能力，平均空氣齡小的房間，去除污染物的能力越強(qiáng). 空氣齡也可以綜合衡量房間的通風(fēng)換氣效果，是評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣品質(zhì)的重要指標(biāo).

新風(fēng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)通過(guò)設(shè)置傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)的溫度、濕度、空氣流速的實(shí)際值，然后通過(guò)系統(tǒng)對(duì)這些實(shí)際值進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后再對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度、空氣流速進(jìn)行檢測(cè)或者定時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，最后反饋給新風(fēng)系統(tǒng)的執(zhí)行器，直至滿足要求.

2.2 化學(xué)參數(shù)

新風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)控制質(zhì)量的化學(xué)因素是指總揮發(fā)性有機(jī)物(主要包括苯、甲醛)、CO2等化學(xué)物質(zhì)在室內(nèi)的濃度.室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：總揮發(fā)性有機(jī)物濃度≤0.6 mg/m3；CO2濃度≤0.1%的限值；苯≤0.11 mg/m3；甲醛濃度≤0.1 mg/m3.這些污染物主要來(lái)自建筑的細(xì)木工板和乳膠漆、油漆等，對(duì)人體健康十分有害.

當(dāng)下，隨著人們更加注重隔音保暖的住房要求，房間的封閉性也愈來(lái)愈好，空氣的不流通，導(dǎo)致室內(nèi)空氣質(zhì)量下降和出現(xiàn)SBS病態(tài)建筑綜合癥的問(wèn)題，其主要影響因素是總揮發(fā)性有機(jī)物(主要包括苯，甲醛)、CO2等物質(zhì)濃度超標(biāo).新風(fēng)量的注入速度會(huì)影響換氣率，進(jìn)而對(duì)室內(nèi)污染物濃度產(chǎn)生影響.但是，無(wú)論房間是低濃度還是高濃度，經(jīng)過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)注入新風(fēng)最終CO2等含量都會(huì)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡[2].建立住宅建筑典型模型，通過(guò)特性散發(fā)率法和兩階段散發(fā)率法來(lái)計(jì)算住宅室內(nèi)所需的新風(fēng)量的合理范圍，計(jì)算得出一般住宅室內(nèi)所需的換氣次數(shù)為0.39次/h～0.91次/h之間[3].在特殊時(shí)期，換氣次數(shù)可以適當(dāng)增加.我們可以在檢測(cè)端實(shí)時(shí)或定時(shí)測(cè)出總揮發(fā)性有機(jī)物(主要包括苯，甲醛)、CO2等的濃度，通過(guò)與設(shè)定值進(jìn)行比較，來(lái)決定新風(fēng)系統(tǒng)的換氣次數(shù)，對(duì)室內(nèi)的總揮發(fā)性有機(jī)物(主要包括苯，甲醛)、CO2濃度的數(shù)值進(jìn)行控制，使其滿足要求.

2.3 生物參數(shù)

新風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)控制質(zhì)量的生物因素是指室內(nèi)的細(xì)菌、病毒等生物物質(zhì)的含量.近年來(lái)，出現(xiàn)多次由病毒造成的突發(fā)性公共衛(wèi)生事件，例如2003年的SARS病毒、2019年的新型冠狀病毒等，其傳染性極高，嚴(yán)重干擾了人們的生產(chǎn)、生活.

2003年的SARS病毒造成了8000多人感染，其中有700多人死亡，死亡率接近于10%，雖然當(dāng)時(shí)我國(guó)沒(méi)有采取封城措施，但是此次的突發(fā)公共衛(wèi)生事件仍導(dǎo)致我國(guó)2003年全年GDP增速減少了0.5%～1%.2019新型冠狀病毒具有高傳染性和高隱蔽性，其傳播途徑主要為經(jīng)呼吸道飛沫傳播、密切接觸傳播和氣溶膠傳播.飛沫傳播是空氣傳播的一種，飛沫在空氣中停留時(shí)間較久，當(dāng)吸入含有新型冠狀病毒的空氣時(shí)即可導(dǎo)致感染.接觸傳播是指健康人群接觸了確診患者、疑似患者或無(wú)癥狀感染者攜帶的分泌物，如痰液、唾液、血液、糞便、尿液等，即被傳染病毒.在相對(duì)密閉的環(huán)境中，病毒如果長(zhǎng)時(shí)間暴露于高濃度氣溶膠情況下，也存在著經(jīng)氣溶膠傳播病毒的可能性.對(duì)于這類病毒，居家防護(hù)指南有勤開(kāi)窗、經(jīng)常通風(fēng)，這就尤其需要通過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)過(guò)濾掉含有細(xì)菌、病毒的污染空氣.

要使室內(nèi)環(huán)境干凈、衛(wèi)生，我們可以采用全新風(fēng)，或者采用新風(fēng)比不小于0.6的回風(fēng)[4].新風(fēng)系統(tǒng)能對(duì)室內(nèi)環(huán)境里的氣溶膠污染物有良好的控制效果，并且通過(guò)加大新風(fēng)量來(lái)降低室內(nèi)空氣里的氣溶膠含量，經(jīng)三級(jí)過(guò)濾的新風(fēng)系統(tǒng)可有效控制室內(nèi)空氣中細(xì)菌和真菌污染[5].控制室內(nèi)生物物質(zhì)含量對(duì)于特殊時(shí)期呼吸道傳染病，如新冠病毒、SARS病毒等，有至關(guān)重要的作用.

2.4 放射參數(shù)

新風(fēng)系統(tǒng)室內(nèi)控制質(zhì)量的放射性因素是指室內(nèi)空氣中氡的濃度.氡無(wú)色無(wú)味，但是有輻射作用，在常溫下，氡會(huì)形成放射性氣溶膠停留在空氣中.一旦被人體吸收，就會(huì)在體內(nèi)不斷累積.事實(shí)上，在我們?nèi)粘Ｋ惺艿奶烊槐尘拜椛鋭┝恐?，氡輻射占了一?

氡被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)列入室內(nèi)重要致癌物質(zhì).在目前世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的三類人類致癌物中，氡屬于第一類.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因氡而導(dǎo)致肺癌的病例超過(guò)50 000例.中國(guó)疾病預(yù)防控制中心研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)空氣中氡的濃度每增加100 Bq/m3，居住在此處的人患肺癌的概率就增加19%.假如室內(nèi)氡的濃度為200 Bq/m3，居住在此處的人相當(dāng)于每天吸15根煙.除了吸煙以外，氡是引起肺癌的最重要因素.據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年有幾萬(wàn)人死于因氡輻射而導(dǎo)致的疾病[6].所以，室內(nèi)空氣中氡的危害不容小覷.

室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：氡濃度≤400 Bq/m3.室內(nèi)裝飾裝修材料的引入，極大可能使室內(nèi)空氣氡的濃度增加.主體建筑與裝修材料是室內(nèi)空氣中氡的主要來(lái)源.建筑材料在符合國(guó)標(biāo)建筑材料放射性核素限量(GB 6566─2010)要求的前提下，應(yīng)盡量選用放射性低的材質(zhì)，并通過(guò)新風(fēng)系統(tǒng)一步降低室內(nèi)的氡含量.

在連續(xù)均勻地通入新風(fēng)情況下，室內(nèi)氡濃度呈現(xiàn)隨時(shí)間指數(shù)遞減的趨勢(shì).隨著新風(fēng)換氣率的改變，室內(nèi)的平衡氡濃度隨新風(fēng)換氣率呈指數(shù)遞減趨勢(shì).并且，在新風(fēng)換氣率降低時(shí)，室內(nèi)氡濃度會(huì)再次累積增加[7].

3 新風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 新風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

建筑按使用功能可分為居住建筑、公共建筑、工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑.根建筑功能和使用性質(zhì)的不同，都需要對(duì)室內(nèi)的物理、化學(xué)、生物和放射性參數(shù)中的一項(xiàng)或者多項(xiàng)有所要求，因此，都需要或多或少運(yùn)用新風(fēng)系統(tǒng).根據(jù)奧維云網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)新風(fēng)系統(tǒng)的市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，從2013年的銷(xiāo)售數(shù)量26萬(wàn)臺(tái)，到2019年的銷(xiāo)售數(shù)量146萬(wàn)臺(tái)，銷(xiāo)售量逐年增長(zhǎng).據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院的預(yù)測(cè)顯示，2021年我國(guó)新風(fēng)系統(tǒng)銷(xiāo)量將達(dá)246.74萬(wàn)臺(tái).

1)居住建筑

居住建筑是供人居住使用的建筑，對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適性、安全性要求較高，是新風(fēng)系統(tǒng)的最初服務(wù)對(duì)象.當(dāng)下，智能建筑的出現(xiàn)，新風(fēng)系統(tǒng)更是必須存在的設(shè)備之一.人們對(duì)室內(nèi)環(huán)境中的溫度、濕度以及總揮發(fā)性有機(jī)物(主要包括苯，甲醛)、CO2、細(xì)菌、病毒、氡濃度的要求越來(lái)越苛刻.為了自身和家人的身心健康，在裝修階段，越來(lái)越多的人考慮安裝新風(fēng)系統(tǒng).中國(guó)房地產(chǎn)精裝修市場(chǎng)越來(lái)越多的項(xiàng)目安裝了新風(fēng)系統(tǒng)，2018年第三季度市場(chǎng)精裝修規(guī)模為50萬(wàn)套，其中，新風(fēng)系統(tǒng)項(xiàng)目配套數(shù)量達(dá)到12.47萬(wàn)套，約占25%.

2)公共建筑

公共建筑是供人們進(jìn)行各種公共活動(dòng)的建筑.隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的追求，人們不僅僅是對(duì)居住建筑，而且對(duì)教育建筑、辦公建筑、商業(yè)建筑、醫(yī)療建筑、交通建筑等公共活動(dòng)的建筑要求也越來(lái)越高.面對(duì)突發(fā)的新冠病毒肺炎疫情，如何運(yùn)行公共建筑的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)成為令人關(guān)注的話題.2020年2月14日，習(xí)近平總書(shū)記主持召開(kāi)中央全面深化改革委員會(huì)第十二次會(huì)議，強(qiáng)調(diào)要完善重大疫情防控體制機(jī)制，健全國(guó)家公共衛(wèi)生應(yīng)急管理體系.公共建筑的空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)是與衛(wèi)生防疫息息相關(guān)的，建筑物室內(nèi)空氣質(zhì)量好壞影響著居住人的健康.

自從新冠病毒肺炎爆發(fā)以來(lái)，國(guó)內(nèi)疫情基本得到控制，但是國(guó)外疫情輸入性病例的不斷出現(xiàn)致使防疫形勢(shì)仍然很?chē)?yán)峻.在復(fù)產(chǎn)復(fù)工期間，為了防止新冠病毒通過(guò)空氣流通進(jìn)行傳播，不允許在公共辦公樓里工作的人們使用供暖或空調(diào)系統(tǒng)，這種情形下，如果存在一款能過(guò)濾掉空氣中病毒的新風(fēng)系統(tǒng)，那么人們的工作環(huán)境將會(huì)更舒適.

除了辦公室，醫(yī)院這個(gè)特殊建筑也需要對(duì)空氣中的細(xì)菌、病毒進(jìn)行過(guò)濾，特別是傳染病醫(yī)院.自從2020年疫情開(kāi)始，新冠病毒“院感”事件不斷出現(xiàn)，如哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院、哈爾濱市第二醫(yī)院、青島市胸科醫(yī)院、石家莊市藁城區(qū)人民醫(yī)院、新樂(lè)市中醫(yī)院、鄭州市第六人民醫(yī)院等醫(yī)院，這暴露出當(dāng)?shù)卦诼鋵?shí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)感染防控措施時(shí)存在漏洞，從而導(dǎo)致病毒很容易通過(guò)空氣傳播，且在醫(yī)院內(nèi)部進(jìn)行交叉感染.醫(yī)院這類公共建筑，更需要對(duì)空氣中的成分進(jìn)行嚴(yán)控，對(duì)各科室、病區(qū)等進(jìn)行分塊處理，從而過(guò)濾掉空氣中的病毒，能一定程度降低“院感”等交叉感染事件的發(fā)生.在疫情期間，加強(qiáng)房間內(nèi)的通風(fēng)換氣，降低室內(nèi)顆粒物或污染物的濃度是關(guān)鍵.大空間的集中回風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)關(guān)閉回風(fēng)，啟動(dòng)全新風(fēng)運(yùn)行模式.小房間局部循環(huán)的空調(diào)系統(tǒng)可以使用，但新風(fēng)系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該連續(xù)開(kāi)啟，不允許間歇使用[8].

3)工業(yè)建筑

工業(yè)建筑是以工業(yè)性生產(chǎn)為主要使用功能的建筑，如生產(chǎn)車(chē)間、輔助車(chē)間、動(dòng)力用房、倉(cāng)儲(chǔ)建筑等.黨的十九大報(bào)告指出，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代，我國(guó)社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾.隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人民的美好生活需求離不開(kāi)工業(yè)性生產(chǎn).工業(yè)性生產(chǎn)需要對(duì)室內(nèi)空氣的溫度、濕度、微生物含量等有更高的要求，其要求在更精密的客觀環(huán)境下完成生產(chǎn)，亦需要運(yùn)用新風(fēng)系統(tǒng).

4)農(nóng)業(yè)建筑

農(nóng)業(yè)建筑是以農(nóng)業(yè)性生產(chǎn)為主要使用功能的建筑，如溫室、畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)、糧食與飼料加工站、農(nóng)機(jī)修理站等.同工業(yè)建筑對(duì)新風(fēng)系統(tǒng)的需要一樣，植物生長(zhǎng)也需要特定的室內(nèi)環(huán)境[9]，新風(fēng)系統(tǒng)也可以運(yùn)用.例如，為了擴(kuò)大植物種植范圍，使其不受外界環(huán)境的影響，可考慮采用集裝箱進(jìn)行植物種植，即集裝箱植物工廠[10].這種小型的農(nóng)業(yè)建筑能為植物生長(zhǎng)提供全周期的穩(wěn)定的溫度、濕度、肥料等.利用現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，對(duì)集裝箱空氣的溫度、濕度等進(jìn)行調(diào)節(jié)，新風(fēng)系統(tǒng)是必備的設(shè)備.新風(fēng)系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的使用可達(dá)到節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的.

3.2 新風(fēng)系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用

新風(fēng)系統(tǒng)在智能建筑中的運(yùn)用成熟度較高.智能建筑涵蓋居住建筑、公共建筑、工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑.新風(fēng)系統(tǒng)在智能建筑中結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)的物理、化學(xué)、生物和放射性數(shù)值，并將其及時(shí)反饋給控制器主機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)值與設(shè)定值的對(duì)比，對(duì)比后進(jìn)行調(diào)整，直至室內(nèi)環(huán)境達(dá)到滿意值(如圖1所示)，以此營(yíng)造安全、舒適、節(jié)能的環(huán)境，保證人們的居住室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量.

圖1 新風(fēng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)反饋圖

4 結(jié)語(yǔ)

雖然現(xiàn)在新風(fēng)系統(tǒng)的使用沒(méi)有完全推廣開(kāi)來(lái)，但是，隨著人們對(duì)健康生活環(huán)境的追求，新風(fēng)系統(tǒng)未來(lái)需求將會(huì)很大.我們應(yīng)該站在經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保的角度來(lái)對(duì)待新風(fēng)系統(tǒng)，尤其是在智能建筑領(lǐng)域更應(yīng)如此.未來(lái)智能建筑的市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大，新風(fēng)系統(tǒng)是其重要的一環(huán).新風(fēng)系統(tǒng)在建筑物室內(nèi)環(huán)境的物理、化學(xué)、生物和放射性等因素可以起到重要的凈化作用.