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达成六大元素,打造最舒适的居家环境(五)空气循环



大温活动研究指出,温哥华居民大约 90% 的时间都在室内度过。因此,家庭和工作场所/办公室内的空气质量对个人接触空气污染物的影响最大。儿童、老年人和其他弱势群体比普通房主更容易受到室内空气质量差的不利影响。


特别是在冬季,促进室内进行有效的空气循环,是帮我们达成居家舒适的另一大关键要素!


室内空气的循环,实际和许多因素都有关,但大多都因为局部空气的压力差。为了方便大家理解,我们将空气循环划分为被动循环主动循环两种。


被动循环


被动循环主要是由房屋内部和外部之间的压力引起的空气渗入和泄露。许多温哥华建造时间比较早的房子都会有一些密闭性的问题,墙体、门窗和屋顶的缝隙都会导致屋内温度和水气的散失,壁炉、熔炉或燃油热水器的开放式烟囱也是一个很大的泄漏区域,没有回流阻尼器的烘干机排气口也是如此。


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主动循环-人为通风


主动循环也分为两种,一种是人为的开、关窗户,但是仅通过开窗通风会导致能源成本过高,特别是在冬天会造成大量的热量损失。主动开窗只能帮您有限度的进行通风,并不是帮助您促进屋内空气循环的主要手段。



主动循环-机械通风


另一种实现循环的方法是机械通风。机械通风是温哥华居家提供新鲜空气的主要手段,可以帮您在密闭房屋中实现良好的室内空气质量。机械通风系统有多种类型,包括排气系统、供气系统和平衡系统,对它们的选择取决于您房屋的取暖特性、居住需求和您的预算。


如果房屋冬季主要依赖自然通风,会导致通风过渡、空气干燥和高燃气损耗。由于越来越注重减少热量损失,温哥华的建筑物变得更具气密性。被动通风通常不再足够,建筑规范现在要求某种形式的机械通风。



如果窗户稍微打开,空气进入房屋,则房屋处于负压状态。如果空气从开着的窗户出去,这意味着房子里面的气压比外面高,房子是正压的。


风压可以是正的也可以是负的。风在建筑物外的迎风侧产生正压,迫使空气向内,而在背风侧和屋顶上方产生负压,将空气向外吸出。空气渗入和渗出的程度取决于房屋对风的遮蔽程度、风速和建筑围护结构的气密性。由于通风率随风速和风向而变化,自然通风量难以预测。然而,在加拿大,造成渗透的最大因素是房屋内部和外部之间的温差,从而导致一种称为烟囱效应的现象。


这是由空气密度和浮力的差异造成的。在冬天,当温暖的家被更冷、更密集的外部空气包围时,就会发生烟囱效应。冷空气将进入靠近底部的房屋,而暖空气将通过泄漏、裂缝和靠近顶部的窗户逸散。因此,房子就像一个烟囱,以这种自下而上结构的方式移动空气。在温哥华的冬季,由于建筑物内部和外部之间存在显著的温差,烟囱效应引起的渗透通常是比风大得多的因素。


仅排气系统


在机械通风系统的三大类别中,仅排气系统(例如浴室排气扇、通风厨房抽油烟机)仍然是现有加拿大房屋中使用最广泛的系统之一,其中污染物来自更高度污染或潮湿的地区,例如浴室和厨房,从源头上移除。这是最大限度减少室内空气质量问题的有效方法。


仅排气系统简单、相对便宜且易于安装。然而,由于置换空气是通过漏气提供的,因此不受控制,它可以携带来自室外或墙体和阁楼中的建筑材料的污染物,以及可能的土壤气体,如氡。这些系统在去除建筑物中的空气时对房屋内部进行减压。虽然使用通风厨房抽油烟机是增加家中通风的好方法,但确保抽油烟机配备适当的补风系统很重要。


气密性和排气流的结合会产生高水平的房屋减压,这会导致使用烟囱通风的设备(例如,开放式壁炉、自然通风热水器)发生逆流。未能提供足够的补充空气可能会导致空气通过回流,经由热水器烟道或燃木烟囱被吸入,有些家庭会在排气路径中安装了阀门以防止回流。使用防燃烧溢出器具(例如,我们前面介绍过的密封燃烧壁炉。)有助于避免这种情况。通过打开的窗户、进气口或进气风扇提供足够的补充空气可以防止与减压相关的问题,但是,这会使系统操作复杂化。


仅排气系统的另一个限制是通风可能仅限于安装了排气扇的房间。为了对整个房屋有效,这样的系统需要同时运行空气分配系统。这可以很简单,例如风暖机的循环风扇设置为在排气扇打开时连续运行;然而,许多纯排气系统没有与熔炉或中央空气分配系统进行连接。这可以通过让专业人员安装风扇循环器将排气扇连接到炉子循环风扇来实现。


排气系统的另一个缺点是它们在大多数加拿大房屋中偶尔使用。对房屋通风和空气质量测试的研究表明,即使有的话,浴室排气扇也不会长时间使用。平均而言,浴室风扇每天运行时间不到 30 分钟,抽油烟机平均每天运行 15 到 45 分钟。在冬季,仅排气系统的过度运行会导致供暖成本增加。



仅供气系统


与纯排气系统不同,纯供气系统通过风扇将空气吸入房屋,从而对室内空间加压。这会导致温暖潮湿的房屋空气在冬季从房屋围护结构的裂缝和孔洞中泄漏出来。由于这种温暖潮湿的空气在离开房屋时会与较冷的表面接触,因此可能会出现冷凝和霉菌问题,从而可能导致建筑围护结构损坏和室内空气质量问题。


此处将不提供仅供应系统的详细说明,因为它们在加拿大很少使用。几乎所有安装在加拿大的仅供气系统都是入口管道,将新鲜的室外空气输送到熔炉的回风管道。它们不能充分通风,因为


(1) 流速通常太低;


(2)从外界带进来的冷空气会造成炉内换热器结露问题;


(3) 炉子风扇必须连续打开,以便向所有房间正确分配空气。


另一方面,当所需的通风率较低时,这些系统非常有效;因此,仅供气通风是一种简单且具有成本效益的选择,不应轻易放弃。房屋的加压可以通过现有的开口控制,例如排气扇排放管道和重力烟囱。这些系统的优点是低成本和维护要求。不建议将它们用于紧凑的新结构,但对于旧房屋来说是一种有吸引力的改造选择。



平衡系统


与仅排气和仅供气的通风系统不同,平衡系统产生的排气和供气(或进气)流量大致相同。因此,当系统运行时,压力不应改变,因为进出泄漏区域的空气量不受通风系统的影响。这种类型的通风系统应始终在安装时进行校准并定期测试,以确保其随着时间的推移保持平衡。


基本平衡通风系统


基本的平衡通风系统通过房屋围护结构以大致相等的流速供应和排出空气。这可以通过两个风扇来完成,一个将空气吸入,一个将空气排出 。该系统还可以由连接到回风管道系统的排气扇组成。一些系统还包含一个混合箱,在其中混合进风和排风,将部分热量从排风传递给进风。


然而,这些系统有几个问题。目前尚不清楚有多少新鲜空气被输送到房子里,有多少新鲜空气一进来就被排出。这些系统在冬天也容易结霜/结露。



热回收系统


目前主流的平衡系统主要有两类:热回收通风机 (HRV) 能量回收通风机 (ERV)。它们都将热量从流出的气流传递到流入的气流。ERV 还将水分从较潮湿的气流转移到较干燥的气流中。随着新房变得越来越密闭,建筑规范已被修订,要求供应和分配新鲜空气并清除陈旧空气,以防止出现室内空气质量问题。这导致过去 10 年新房建设中 HRV/ERV 安装量稳步增加。


热回收通风机(HRV)


热回收通风机是为需要机械通风系统以保持足够室内空气质量的气密房屋而开发的。在冬季,废气中的热量会转移到进入的气流中,从而使新鲜空气升温并降低供暖成本。当室外温暖且不需要加热时,HRV 会逆转这种热交换过程,从进入的新鲜空气中去除一些热量并将其转移到排出的陈旧空气中,这有助于保持内部凉爽。通过从进入的空气中去除一些热量,大多数 HRV 还减少了空调的负载,这也降低了冷却成本。但它也存在一个问题,如果您在夏季使用的任何机械通风系统都会增加房屋湿度,从而为空调产生额外的工作量。为避免夏季室内湿度过大,最好使用 ERV 而不是 HRV 或单独的除湿机。


HRV 系统也可以在冬天让屋内更干燥,这可能不一定是件好事。例如,如果房屋入住率高或进行多项产生湿气的活动(例如烹饪、淋浴、大型室内花园)在冬季经常出现窗户结露,则应增加 HRV 的通风率,用干燥的室外空气稀释和降低室内相对湿度。如果房子的湿度已经很低,使用 HRV 会导致过度干燥。相比之下,由于 ERV 既传递水分又传递热量,因此冬天不会使房屋变干。



能量回收呼吸机(ERV)


能量回收通风机在构造和运行方面与 HRV 非常相似,但有一个主要区别:ERV 在空气流之间传递水分和热量。对于冬季相对湿度较低的房屋,ERV 可能是更好的通风选择。在冬季月份,排出气流的一部分热量和湿气会转移到进入的新鲜空气中,这有助于在将干燥的室外冷空气引入时防止相对湿度降低。对于所有窗户都关闭的空调房,ERV也是夏季不错选择。在这种情况下,房子仍然需要足够的通风,但引入未经调节的温暖潮湿的室外空气会导致室内相对湿度水平超标。使用 ERV,一部分室外湿度会转移到室外空气中。如果有空调,它就不需要那么费力地冷却和除湿进入的新鲜室外空气,从而降低冷却成本。


HRV 和 ERV 都需要房屋内的空气循环系统。由于它们包含自己的风扇,因此它们可以在不使用风暖机风扇的情况下运行,这与大多数仅排气和仅供气系统不同。使用节能 HRV/ERV 风扇和通过通风系统管道进行空气分配可以降低运营成本。还可以设置专门为通风系统配置的管道,以便从室内空气质量较低的区域(例如厨房、浴室、地下室)排出废气,同时将新鲜的室外空气输送到卧室或客厅。


当然了,通风系统依赖于设备和管道系统才能正常运行。您家中的通风设备与其它冷热系统是一个整体,每个组件都必须正确选择和安装,才能达到预期的效率。





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