基于室内空气品质的贵州城市住宅冬季通风模式研究

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城市地区的高速发展推动着人们对便利生活的不断追求,但两者之间的矛盾日益增加,城市住宅室内“内忧外患”的现状使得人们对住宅室内空气品质问题愈发重视,而建筑通风作为方便、有效的改善室内空气品质的方法引起国内外学者的广泛关注。合理的通风模式在满足室内人员热舒适性的前提下,还能保障室内空气品质。目前,如何对居住建筑进行有效的通风已成为国内外研究的热点。温和地区因气候相对舒适而与室内环境相关的研究甚少,但所属温和地区的贵州冬季气候条件不佳,且受气候地貌特征的影响,其下辖9个的地级行政区按气候区划又可分为温和、夏热冬冷、夏凉冬冷三个不同的气候区。冬季是流行病、呼吸道传染病易发的高危季节,相比于其他季节,对民用住宅进行有效通风的要求显然更高。因此,在冬季如何进行合理、有效的通风以满足居民室内的热舒适性需求的同时保证室内空气品质达标已成为目前待解决的民生问题。本文就此问题展开工作,以贵州城市地区作为研究示范区域,以贵州典型城市住宅为例,探讨适宜贵州三个不同气候区城市住宅的冬季通风模式。本文所做的主要研究工作如下:(1)采用问卷调查的方法进行贵州城市住宅室内环境的现状调查,分析贵州不同气候区居民生活习惯及对室内环境的主观感知差异,研究驱动居民冬季开窗的影响因素。研究结果表明:贵州城市住宅围护结构的热工性较差,冬季居民室内的热舒适性较差,习惯长时间取暖并且不倾向经常开窗,因此,居民在室内常感知到“闷”或“疲乏”的症状,说明贵州城市住宅冬季室内存在明显新风不足的问题;卡方检验及Logistic回归分析的结果说明驱动居民冬季开窗的影响因素之一是CO2浓度,两者呈正相关关系,即CO2浓度越高,居民开窗概率越大。(2)采用现场调研结合实地测试的方法,以贵州典型城市住宅为例,了解居民开窗习惯的特点,分析住宅冬季室内空气品质的实际水平,研究冬季不同通风工况下室内换气次数的变化规律。研究结果表明:贵州城市居民冬季开窗习惯不合理,大多数居民每日开窗频次很低,但开窗时间偏长;对住宅室内空气品质的长期监测结果说明冬季在紧闭门窗下依靠房间的渗透风量并不能使室内CO2浓度达标,且冬季室外存在PM2.5污染,长时间通风虽然能使CO2有效稀释但会造成室内PM2.5浓度升高。利用示踪气体下降法测试房间换气次数的结果表明在不同开窗尺度下,冬季短时开窗2~10分钟就能保证室内新风量标准,但室外气象条件恶劣时,窗户开度过大会使室内人员热舒适度降低。(3)使用CFD模拟的方法研究适用于贵州不同气候区城市住宅的冬季通风模式。研究结果表明:当室外空气质量优良时,温和、夏热冬冷地区城市住宅冬季建议的开窗时间分别为3~6min、5~8min,建议开窗尺度中等偏小;夏凉冬冷地区城市住宅冬季建议的开窗时间为5~9min,建议开窗尺度中等偏大;层高小于4~5层的低楼层住宅在此基础上适当增加开窗时间,层高大于4~5层高住宅楼层适当减少开窗时间;当室外PM2.5达到轻度污染时,可以短时开窗或适当减少开窗时间;当室外PM2.5达到中度污染及以上时,建议紧闭门窗或辅助空气净化器进行短时开窗通风。本文所做的研究工作是对贵州城市地区民用住宅冬季通风模式的初步探索,对于探讨冬季不同气候条件下的通风策略有一定的参考作用,而冬季通风的研究是长期而系统的工程,要获得更多具有科学、实际性的成果,还有更多工作要做。
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