如何可以呼吸到干净又健康的空气

数十年难得一见的雾霾天气,近几年频繁的光顾我们。pm2.5、扬尘、沙尘暴等极端天气出现的次数也越来越多。

那我们的空气中,究竟有哪些问题呢?

空气中的问题

我们的大气中天然污染源主要有:

火山喷发所排放出H2S、CO2、CO、HF、SO2及火山灰等颗粒物;和森林火灾所排放出CO、CO2、SO2、NO2、HC等;自然尘风砂、土壤尘等;

但在总的污染方面,人为因素还是最主要的。

除了燃料燃烧所产生的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等物质。

还有各种化工产业所排放出的废气;以及随着科技发展而越来越多的汽车尾气。

也就是说构成我们空气的,不仅仅有悬浮颗粒、还有其中的有毒气体。而室内的污染甚至比室外的污染更严重一些。

距美国环保署研究表明,室内的污染要普遍比室外污染程度高出2~5倍。而室内污染除了本身空气中的污染物外最主要的还是装修带来的污染。

据统计中国每年新增加的住宅中,有70%以上家庭装修都存在污染的情况。我们熟知的甲醛、甲苯、voc……都是来源于装修。

面对这种内忧外患,事实上,目前针对室外空气污染,我们单个个体能做的不多,只能通过牺牲舒适性的口罩来换干净空气。

但室内我们完全可以能够打造出一个优质的呼吸环境。首先我们看看什么是好的空气。

好空气的概念

空气品质我们归纳由三个方面构成:空气洁净度、空气新鲜度、空气温湿度;这个归纳可能是一种非严谨分类,因而有必要对每个方面给一个定义:

空气洁净度

指空气的“干净”程度,即空气中有害物质的含量,包括甲醛、苯及同系物、TVOC、氡,也包括花粉、灰尘、PM2.5。

空气新鲜度

指空气是否“清新”,包括空气中二氧化碳的含量,也包括空气负离子含量(密闭室内含量显著降低)。

空气温、湿度

就是空气的温度和湿度,很好理解。空气保持适当的温度、湿度不仅能让人体感舒适,畅快呼吸也将不再是梦!

新风系统

对于室内、室外空气的置换,新风系统可能会成为很多人的选择。

什么是新风

新风系统是由新风换气机及管道附件组成的一套独立空气处理系统,将室外空气进行过滤、除湿、热交换后输送到室内,同时将室内污浊空气排到室外。

新风系统可以一年365天,每天24小时源源不断为室内提供新鲜空气,同时将室内的有害气体及病菌排到室外。新风系统可以避免开窗通风带来的灰尘和噪音污染。

另外现在的人80~90%的时间在室内度过的,在室内空气品质的好坏直接关系到人体的健康和生活、工作的质量。然而,室内空气污染程度已经高出室外污染2~5倍,所以通过新风系统改善室内空气质量是十分必要的。

新风的种类

新风系统可以分为单向流新风系统、双向流新风系统和全热交换新风系统三大类。

1.单向流新风系统。就像卫生间的排气扇,把室内空气排到室外,使室内形成一个负压空间,室外空气从门窗缝隙进入室内;或者将室外空气排入室内,使室内形成正压空间,室内空气从门窗缝隙排到室外。

2.双向流新风系统。不仅能把室内空气带走,也能补充室外的空气进入。通常在进风口加装过滤系统,将室外空气净化后排到室内。过滤系统分为初效过滤、中效过滤和高效过滤,可有效过滤空气中99.97%的粉尘、细菌、病毒、有害气体、异味等。

3. 全热交换新风系统。双向流新风系统的改良,在内部增加了一个全热交换模块,在换气过程中尽量减少室内能量的流失,知名品牌新风的全热交换效率在60%以上。全热交换新风系统既能保持通风又能节约能源,因此成为大部分家庭的选择。

新风机的选择

首先,如果你还没装修,那么肯定是考虑双向流送排风系统。从设备选型方面,主要考量是:

换气量

常见的标称新风机换气量在200-350立方米/小时,但不要相信这是最终换气量!不要相信这是最终换气量!不要相信这是最终换气量!(重要的事情说三遍)。

新风机换气量是指理想条件下从设备出口(不考虑管路损耗)的风量,而安装完毕后,一般实际送风的换气量大约只有标称换气量的60%(按中国普遍的120平的优化管道排布情况来计算)。

举个栗子,一台350风量的机器,7个出风口的风量大约只有210。即便顶送,最多能指望新风机换气量的75%。

这样的话,拿100平米(套內使用面积)的房子举例,3米高的屋顶(原顶),也就是说室内的实际空气面积是100x3=300m³,那么不好意思,一台350的机器(号称没问题的)完全达不到卖家通常宣称的一个小时换气一次。

而“一个小时换一次气”仅仅是一个60分标准(换气0.6-0.8次是40分标准,如果达不到这个水平,室内难以形成正压),如果能有1.5-2次的换气,可能是一个优良的标准。

这个换气量,是室内换气效果的基础和保证,再加上出风回风设的气流组织优化设计(下面会详述),会让新风的换气效果大大增强,达到它应有的水准。

但总之,关于新风机换气量选择的建议,就是:

选择风量要足够大。例如:室内面积是80平米的,建议选购实际换气量不小于350立方米/小时的新风净化系统。

另外,一个简单的小提示:从新风机性能的角度考虑,最好排除那些“单电机”新风系统

净化装置

目前新风系统的净化方式主要分为静电集尘和HEPA (High efficiency particulate air Filter,高效空气过滤器,空气净化器中常见的玩意儿)滤网两种。

两种过滤方式各有利弊,商家也经常互相“攻击”:静电集尘产生臭氧;HEPA耗材成本太高。

而实际上,HEPA优势在于净化得干净(对PM2.5的一次净化效率可达95%以上,根据HEPA级别可能更高),但缺点在于:一、耗材成本高(HEPA不可重复利用)、二是风阻相对大(尤其是吸附大量脏东西又来不及更换时),影响新风的换气效率;

而静电除尘的巨大优势就在于几乎没有耗材成本,但不足是的确有臭氧产生(但达标产品不用担心,且后置活性炭滤网有吸附作用),一次净化效率较低(但也能达到实验室90%,实际85%)。

那么,怎么选择,就比较明确了。简而言之,如果预算有限,建议上静电集尘,并且后置(先经过新风机、再经过静电集尘,主要考虑是新风机有混风,前置的净化效果可能不佳);

预算充足的情况下,建议静电集尘前置,然后再后置一个HEPA过滤(建议HEPA箱带风机,以弥补通过HEPA的压损)。

静压值

系统运行时,新风主机接上回风管道及软管、风阀、风口等管材管件,运行阻力明显加大,静压值也就是施加的阻力值。那么,要想知道在多少阻力下,风量会衰减到多少?

多大的风量才满足自己的需求呢?这里我们就需要参照静压-风量特性曲线图。

这个曲线图是根据什么绘制的呢?是从新风主机的裸机运行开始测试,分别给它施加一定的阻力(可以理解为风管长度越长阻力越大),取不同阻力值,分别看在每个阻力值时相对应的风量运行值,静压值越小,风量才能更大,效果更好。

打个比方你在风机出口蒙一层布,风机力大的就能穿过布给你鼓风,力小的就没戏了,这就叫力大出奇迹。

以常见的350风量的新风机为例,各品牌新风机最大静压值通常在90-110之间,也有像霍尼350中国版这样的,静压值被调高到150的。

热交换效率

新风既然是从屋外吸入新鲜空气,冬天夏天或者屋里开着空调/暖气时,新鲜空气和室内空气的温差会过大,将极大影响空调/暖气的效果。为了解决这个问题,新风系统就引入了热交换的措施,相当于用屋子里的废气给新鲜空气加热/降温。

目前热交换的效率好的可以做到70%上下,而热交换效率一般的可能仅能达到50%上下。这方面选择国际上的大品牌,一般问题都不太大。

混风率

有一次北京雾霾破500,有号友私信我们说室外PM2.5爆表时即使开新风也只能降到150,还得依靠空气净化器。

其实导致这种情况出现的原因有很多,除了屋内门窗的密封性(很多人的新风系统由于没有设计安装好,没有形成正压;同时,在卫生间或厨房排风设备工作时,室内几乎肯定是较大的负压),导致室外污浊空气从这些缝隙进来。

净化效果不佳的另一个原因就是新风机的混风,热交换机不可避免地会有一定混风率,国标规定是10%以内,而实际很多机器应该大大高于这个水平。

但问题此时远远没有结束,因为新风系统也是“两分靠选型、七分靠安装设计”(还有一分给室内的密闭条件)的系统。

注意事项

即使如霍尼韦尔、百朗这样的新风大品牌,没有真正靠谱、专业的人进行设计、安装、调试,效果一样难以令人满意。

而这个部分比较复杂,且碰到实际项目时有很多要“特殊处理”的地方,需要很强的专业性和经验,这里只能挑几个相对简单的方面来说说:

主机及主送风/排风口

因为新风的主机需要隐藏在吊顶里,为了避免噪音,主机通常安装在厨房、卫生间,主机外面额外包上一层隔音或保温层以减少噪音。

另外主机会接两根进出风管道到室外,这两根管道最好分开远一些(最好错开高度或不在一个平面),避免把屋子里的废气又吸进去,进风管的位置也得选好,千万别挨着热水器的排烟口等等。

关于管路

首先,从送风/回风方式,优先推荐“地送顶回”(顾名思义,地送一般是地面送风或墙体里面距地30公分的位置送风),其次再考虑“顶送顶回”。

这里主要是从气流组织的角度,在同等风量情况下,地送顶回的换气效果要好于顶送顶回,但对设计、施工要求更高。

第二,管路布局的几个原则:(1)尽量走直线,尽量少弯;(2)尽量避免90度弯,可采用135度弯;(3)避免滥用软管;(4)各支路的长度最好相差不要太大。

(90度弯的连接方式)

(正确135度角的连接方式)

第三,从管道材质上,市面上pvc管较流行,这种管的特点是使用期限比较长,缺点是在管道连接和法兰连接处容易积聚灰尘和细菌,并且难以清理,容易使房间内空气质量恶化,建议有条件的可以选择u-pvc管,u-pvc管是一种进口食品级管材,管道内壁光滑无螺纹,见下图:

第四,关于管径选择,一般而言,扁管一般用厂家配置的即可,其他主管,一般用16CM的管(对于350主流机型),而更大的机型可能需要配20CM的管。实际实施中,可能会出现口径不对需要边径的情形,这时候就考察设计师的专业水准和经验了。

(地面铺的扁管)

调试部分

设计安装好了(即便CAD的模型都建了),还不算完,后期调试对新风系统发挥威力非常重要,再设计精良的,没有太多特殊项的时候,主要是通过蝶阀调整阻力,使得送风回风量有合理差距,有利于形成室内正压;

同时,各支路风速平衡,出风口达到0.6m/s左右的送风量(地送)。

设计、安装、调试的“水”其实很深,远不止上面这些简单的原则,而且实际项目中,可能遇到各种“特别”情况,不能把理论原则直接硬套,

比如如何考虑在空调、加湿/除湿对气流的扰动下的空间气流组织,使得送风排风效果优化;

再比如由于户型格局所限,管路支路长度难以均等或者总送风管比总排风管长很多且有很多弯道时如何处理等等,

这些量体裁衣式的优化解决方案往往需要较强的专业性和较丰富经验。

另外,如果已经装修好的房子不方便装上述的新风系统,因为要打孔、布管道。这个时候建议考虑壁挂式新风。

壁挂式只需要在外墙上开一个或者两个墙洞,就像分体空调一样,利用康达效应(Coanda Effect),也称之为附壁作用或柯恩达效应,可以将新风沿着墙壁和房顶送达房间大部分区域。

壁挂式新风无管道的新风系统,是在不同的房间安装多个新风装置,分别负责不同房间的新风功能,灵活性更高。

但壁挂式也有硬伤,比如成本较高(要处理好,大多情况需要多台壁挂新风),其次是可能没有中央新风机的核心功能-热交换(部分可能有电阻丝加热,冬天会好一点,但增加电耗)。

新风和空气净化器

新风系统只是保证了室外进入室内的空气质量,但室内本身的空气,即便是双向新风系统,也依然无法完全解决室内的空气问题。

例如:炒菜及吸烟产生的CO、NO2、SO2、悬浮颗粒物,装修板材产生的甲醛及挥发性有机化合物(VOCS),室内淋浴、加湿空气产生的卤代烃等化学污染物,

通过人体呼出气、汗液、大小便等排出的CO2、氨类化合物、硫化氢等内源性化学污染物,呼出气中排出的苯、甲苯、苯乙烯、甲醇、二硫化碳、氯仿等外源性污染物以及通过咳嗽、打喷嚏等喷出的流感病毒、结核杆菌、链球菌等生物污染物,都有可能危害到室内空气质量。

这时候如果有一台室内空气净化器,对于提升室内的空气净化则会产生更为有益的影响。

新风知识问答

问:如何购买到高品质的新风系统?

选购新风系统时首先看品牌,大品牌产品都是经过市场的检验,得到用户的认可,质量有保障;其次是看检测报告,国标检测报告检测项目包括风量、出口全压、输入功率、有效换气率、制冷工况焓交换效率、制热工况焓交换效率、噪声,如果7项都达到或超过国家标准就可以放心购买了。当然,良好的售后服务体系也很重要。

问:装修后还能安装新风系统吗?

新风系统风机和管道安装在吊顶内部,管道需要在墙上开孔,用于送风和排风,如果采用地送风需要在地板下安装扁平通风管,这些都需要在装修期间完成。

如果已经装修完毕,可以选择壁挂式新风。

问:新风系统功耗大吗?

家用新风机组的功率一般在100W以下,每天24小时运行,耗电量在2.4度左右,机组风量越大耗电量越大。

问:新风系统噪音大吗?

家用新风机组噪音一般在30~40分贝。高、中、低三档中,高速噪音最大,低速最小。

新风风机通常安装在厨房或卫生间吊顶内,吊顶会阻隔部分噪音,不会影响正常休息。

问:新风系统与空气净化器有什么区别?

空气净化器从室内吸进空气,过滤后再把空气排到室内,因为与外界空气隔离,时间长容易缺氧。

新风系统通过管道从室外吸进空气,过滤后排到室内,可以保持空气新鲜洁净。打个形象的比方,空气净化器相当于汽车的内循环,而新风系统相当于外循环。

两者可以配合使用,以便达到更好的空气净化效果。

问:新风有哪些安装与使用注意事项

室内送风口与回风口不宜距离过近,以免形成气流短路,影响换气效果。

室外进风口与排风口要保持2米以上或处于不同墙面,以免排出的污浊空气回流到进风口。

风机要处于水平位置,且与天花间保持2厘米以上距离。风机接线盒下方必须留有检修口,便于日后检修。

过滤网应两三个月清洗或更换一次,以免造成滤网堵塞,影响过滤效果。

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