新風熱回收系統在養老院通風改造工程中的應用

范文輝

（北京建工建筑設計研究院，北京100044）

1 項目背景及工程概況

近年來，隨著社會的發展和人民生活水平的提高，我國的老年人口比重不斷上升，同時，越來越多的老年人選擇去養老院生活，在那里，老年人可以得到更專業和貼心的服務，生活質量較高。

養老院（設施）就是為老年人提供居住、生活照料、醫療保健、文化娛樂等方面專項或綜合服務的建筑通稱[1]。

本工程為北京市某居民區內的一家民辦養老院，2015 年成立，主要建筑是一棟2 層磚混結構的樓房，建筑面積約為1 100m2。經營方增設了集中空調系統，在每間公寓內安裝風機盤管，用于夏季供冷，冬季則利用散熱器系統供暖，通風方式為自然通風。

養老院開業以來，運行良好，床位基本住滿。但據院方反映，不足之處是室內空氣質量不穩定，尤其是在老人早上起床和室內就餐后，氣味較差。經現場檢測，室內空氣主要污染物有：粉塵、微生物、揮發性有機氣體（VOC）、二氧化碳（CO2）等。

為改善老年人的生活環境，提升養老院的品質，院方希望能在室內加裝一套集中新風供應系統。因此，設計方經分析后決定采用帶新風換氣機的新風熱回收系統來解決這一問題。

2 新風熱回收系統

2.1 新風換氣機

新風熱回收系統的核心設備是新風換氣機，它是一種帶有獨立的風機、空氣過濾器和能量回收芯體，可以完成通風換氣、能量回收功能的裝置[2]。新風換氣機一般用于設有供暖或空調的場所，且該場所必須有排風。這樣就能確保既可提供干凈的新風，又可使室內的冷、熱量不會因排風散失過多，同時滿足綠色建筑節能的有關要求。

2.2 新風換氣機的選用原則及要點

新風換氣機的選用原則及要點包括：（1）根據通風換氣量確定設備的型號；（2）根據使用場所的空間環境，確定安裝方式；（3）嚴寒和寒冷地區，宜選用顯熱型；（4）夏熱冬冷和夏熱冬暖地區，宜選用全熱型；（5）新風和排風入口一般應設初效過濾器；（6）新風進風口應設在室外空氣清潔的地方，與排風口要保持一定距離；（7）參與換熱的新風和排風量要基本相等；（8）新風換氣機的熱交換效率不宜小于60%[3]。

2.3 新風換氣機的有關參數計算

2.3.1 熱濕交換效率

溫度交換效率ηwd=（t1-t2）/（t1-t3）×100%

濕量交換效率ηsl=（x1-x2）/（x1-x3）×100%

焓交換效率ηh=（h1-h2）/（h1-h3）×100%

式中，t為干球溫度，℃；x為含濕量，g/kg；h為空氣焓值，kJ/kg。參數t1、h1、x1、t2、h2、x2、t3、h3、x3具體如圖1 所示。

圖1 （熱回收式）新風換氣機的原理

2.3.2 能量回收計算

根據熱交換效率計算公式，計算出新風終態參數，進行能量回收計算。顯熱回收量Qx=LxρxCp（t2-t1）/3.6；全熱回收量Qq=LxρxCp（h2-h1）/3.6。

3 新風系統實施方案

3.1 技術和經濟方案比較

根據該養老院在通風方面存在的問題，通過加裝新風換氣機，來改善室內環境，同時滿足現行國標GB 50867—2013《養老設施建筑設計規范》的要求。有2 個方案：（1）方案一，在樓頂設1 臺大型的設備，通過集中的長風管輸送新風，回收排風；（2）方案二，采用多臺小型的設備，分層、分區設置在室內，通過短風管送風。方案一的優點是：設備放在室外，安裝方便，運行不會干擾室內。缺點是：風量集中，風管截面積較大，占用空間大，不易于敷設；空氣輸送距離遠，風機能耗高；設備暴露在室外，運行環境差，維護保養工作量大；工程量較大，施工周期長，造價較高。方案二的優點與方案一的缺點相反。

經過初步估算，養老院1 層、2 層共有35 間養老客房和2 間活動室，新風量標準按每人40m3/h 計[4]。方案一需設1 臺風量為3 000m3/h 的機組，總風管管徑為500mm×320mm。方案二需設4 臺風量為800m3/h 的機組，單臺所接風管的管徑為250mm×200mm。方案一的估算工程總造價約為20 萬元，其中設備費約為8 萬元，材料費和安裝費約為12 萬元。方案二的估算工程總造價約為15 萬元，其中設備費約為5 萬元，材料費和安裝費約為10 萬元。

3.2 設計方案

該養老院的建筑2 年前剛經過裝修。經現場勘查，吊頂內敷設的水、電管線較多，空間已比較緊張，再敷設大型新風管道已沒有位置。根據這一情況，并結合前面所做的技術經濟分析，決定采用方案二，暨新風換氣機分散布置的方案。

具體做法是：在1 層、2 層老年活動室內分別吊裝2 臺800m3/h 的新風換氣機，參考型號D8TH，顯熱回收率75%。為確保送風清潔，有利于老年人的健康，設計方還提出在新風換氣機的新風段增加靜電消毒裝置。新風機的室外進風口設在本層的外墻上，排風口設在上層的外墻上。室內送、排風管敷設在走廊吊頂內，風管材質為鍍鋅鋼板，外包橡塑保溫材料[5]。每個房間內設送、排風口各一個，氣流組織方式為側吹下回。

3.3 施工方案

吊裝的新風換氣機，所選設備為超薄型低噪聲產品。為防止噪聲擴散，吊頂板采用隔聲材料。走廊內的風管盡量敷設在原有管線的空隙內，對原有管線不做調整，風管穿墻處還要剔鑿墻洞，需局部拆除吊頂。施工時間根據養老院的運行特點科學規劃，盡量利用老年人上、下午活動時間，每天大約6h，每階段停工后，要把現場收拾干凈。總工期30d，施工季節定在9～10 月份。

3.4 運行節能效果估算

運行節能效果估算包括：

1）夏季排風溫度t2：

2）4 臺D8T 機組夏季回收能量（顯熱）Q1：

3）夏季節省空調能耗：

4）夏季節省空調電費，按民用電0.5 元/（kW·h）：

4 結語

工程竣工后，新風換氣機開機運行，根據養老院管理方反映，房間內空氣清新，沒有異味，通風效果良好，并且運轉噪聲也很小，基本上達到了預期的目的。不足之處是每個新風系統的最末端房間，通風量稍有不足，分析原因是，在風管安裝的過程中，這個問題可以通過在風管上加裝增壓風機來解決。總之，本養老院通過加裝集中的新風換氣系統，改善了老人們的生活環境，提高了品質，值得在類似的民用項目中進行推廣。