东莞市建青建筑设计有限公司
摘要：现代建筑中，通风是其中密不可分的一部分，在建筑环境的调节和控制上起着十分重要的作用。本文介绍了民用建筑中通风设计基本内容和注意要点，结合一些常见设计问题对通风设计提出建议。
关键字：暖通空调；建筑环境；通风
1概述
建筑，人们生活及工作的场所，现代人类每天在建筑中度过的时间大约占全天时间的五分之四。随着人们自身生活、工作对建筑环境的要求不断提高，我们逐渐发现，建筑环境对人的工作效率、寿命等都起着极其重要的作用。建筑不再只有遮风挡雨的功能，还需要提供一个空气清新、温湿度适宜的环境。建筑环境由室内空气品质、室内光环境、声环境和热湿环境组成，其中建筑空气品质和热湿环境是由暖通空调进行控制。暖通空调由采暖、通风和空气调节三部分组成，三者之间既有共同点也有不同点，通过相互配合来完成对建筑空气品质、热湿环境的调节控制。
通风，是指用自然或者机械的方式向房间或某一空间送入室外空气、排出空气的过程，是调节建筑空气品质和热湿环境的首选手段，在调节建筑环境中起着十分重要的作用。本文主要讨论民用建筑的日常通风以及事故通风的设计。
2通风的功能及分类
2.1通风主要功能
（1）稀释室内污染物或气味，污染物主要成分有：二氧化碳、一氧化碳、可吸入颗粒、病原微生物、甲醛、挥发有机物和气味等，分别来自人、宠物、人的活动（烹饪、抽烟等）、设备、建筑材料、日用品等；
（2）提供人呼吸、室内设备燃烧等所需的氧气；
（3）除去室内余热和余湿。该功能受到室外空气状态的限制，对温、湿度控制要求较高的区域，需配合空气调节进行控制。
2.2通风分类
通风按动力方式分为：自然通风和机械通风。自然通风一般在建筑物设计的初期通过考虑建筑开窗朝向、面积等完成。机械通风主要针对不满足自然通风或有特别需求的房间。
以建筑内污染物为主要控制对象，按用途分为：民用建筑日常通风、建筑防排烟及事故通风。其中建筑防排烟主要针对建筑防火排烟及人员疏散，本文不做介绍。下文主要就日常通风和事故通风中的机械通风设计展开讨论。
3日常通风
民用建筑的日常通风主要作用是稀释室内污染物或气味和提供人或设备所需氧气。当建筑物有大量余热余湿及有害物质时，应优先考虑采用自然通风，当自然通风不能满足要求时，采用机械通风。下列情况，房间应设置机械通风：
（1）散发大量余热余湿；（2）散发烟味、臭味以及有害气体等；（3）无自然通风条件或自然通风不能满足卫生要求；（4）人员停留时间较长，且房间无开启外窗。
下文以民用建筑中常见的房间作为例子，进行机械通风设计分析。
3.1汽车库机械通风设计
地上汽车库一般为敞开式汽车库，若不满足自然通风，则设机械通风。地下车库一般难以满足自然通风要求，多采用机械通风。汽车库的机械通风设计包括机械排风和补风。机械排风量计算如下：
L=A•H•N（3-1）
式中L：排风量，m3/h；A：汽车库面积，m2；H：层高，m；N：换气次数，次/h。
当层高H＜3m时，按实际高度计算，当层高H≥3m时，按3m高度计算；换气次数N根据建筑的类型进行分类选择，如下表
随着科技的进步，现在部分停车场采用双层停车装置，这类的停车库排风量按每辆车所需的排风量来计算，见表3-1。
地上汽车库满足可开启门窗面积≥0.3m2/辆且分布较均匀时，可采用机械排风、自然进风。地下车库有直通室外的汽车出入口的防火分区可采用自然补风，其他防火分区应设置机械补风。当采用机械补风时，补风量为排风量的80%~85%。通常汽车库的通风系统与排烟系统合用，因此风机必须同时满足通风和排烟的要求，风机可采用双速消防风机分别满足不同情况下的风量要求。
3.2电气及设备用房机械通风设计
3.2.1柴油发电机房
柴油发电机房的排风量由柴油机、发电机和排烟管的散热量之和来确定，通风系统宜独立设置，也可以采用柴油发电机生产企业直接提供的参数来确定。柴油发电机房的送风量则为机组燃烧空气量和排风量之和。
当柴油发电机选型未确定时，可以将柴油发电机房日常通风和工作通风分开设计，只考虑机房日常通风，建筑预留深化设计的条件，日常通风量按≥5次/h的换气次数计算。
在柴油发电机房内或相邻房间通常设置储油间，储油间也需设置机械通风系统，风量按≥5次/h的换气次数计算。要注意的是，由于储油间排出的空气中含有易燃易爆气体，故风机应采用防爆型风机。同时需在建筑内设置专门的排烟井，用于柴油发电机工作时排出经过处理后达到排放规定的烟气，烟井应直通屋面进行高空排放。
3.2.2变配电室
变配电室设置通风系统主要用于排除房间内的设备发热量，地上设置的变配电室可采用自然通风。由于变配电室内设备发热量较大，自然通风难以满足要求，因此通常设置机械通风系统。常见的变配电室包括：变压器区、高压配电区、低压配电区，其中变压器室的发热量大于后两者，在考虑气流组织时应按高低压配电区到变压器区，再排到室外的空气流向。
变配电室的通风量应按照电气设备厂家提供的参数来设计，但是实际设计中未必能及时得到准确参数，这时通常采用换气次数的方法来确定风量，配电室取3~4次/h，变电室取5~8次/h。变配电室的排风温度宜≤40℃，由于变配电室内有较大的内热源，机械通风未必能达到降温散热的效果，这时应设置降温装置，若附近有现成的冷源，应优先采用，否则需单独设置降温设备，可采用安装分体空调的方式来达到要求。
根据建筑防火及消防的要求，部分变配电室采用气体灭火系统，这时变配电室的通风系统兼作气体灭火后的排气系统，主要通过送、排风管上的电动防火阀及风机配合气体灭火系统进行联动来实现。气体灭火系统采用密度大于空气的气体进行灭火，根据《民用建筑供暖通风及空气调节设计规范》GB50736-2012[1]规定，用于排出密度大于空气的气体时，在房间内应设置下缘至地板距离不大于0.3m的排风口，因此需要在这类房间分别设置上部和下部排风口。
3.2.3制冷机房
制冷机房内安装有制冷机组、循环水泵等大噪声设备，通常设置在屋面或地下室。制冷机组由于存在泄漏制冷剂的危险，因此制冷机房通风设计时应考虑日常通风和事故通风的需要。宜分别设置日常通风系统和事故通风系统，当合用一套系统时应采用双速风机或取二者的大值作为风机风量，事故通风的内容在后文中进行讨论。
制冷机房的日常通风设计中排风量一般按消除设备发热量来计算，当制冷设备发热量数据不全时，可按4~6次/h的换气次数来计算排风量，补风量按排风量的80%来设计。
3.2.4水泵房、电梯机房等其他设备房
生活水泵房、污水泵房、中水处理机房、电梯机房等，是民用建筑中常见的设备房，设备房内可燃物较少且不会经常有人停留，只考虑日常通风，排风量按换气次数计算，具体的参数可根据规范及手册进行选取，补风量可按排风量的80%计算。
3.3卫生间、淋浴间等房间机械通风
卫生间设计通常可按住宅卫生间和公共卫生间来设计，住宅无窗卫生间按不小于3次/h的换气次数来设置机械排风，公共卫生间按不少于10次/h的换气次数设置机械排风，通过气窗或百叶补风。
由于卫生间存在异味，应独立设置排风系统，同时保持卫生间相对其他房间负压，防止气味扩散。对于多层或高层建筑，卫生间共用排风竖井时，每层的卫生间排风管上均要设置具有防火、防倒灌的止回阀、防火阀等。公共淋浴间与公共卫生间的设计相似，相邻的公共卫生间和淋浴间可设置一套排风系统。
4事故通风
在日常生产活动、设备运作过程中，由于操作事故或者设备故障，出现大量有毒、易燃易爆危险气体或粉尘等，为避免人员受伤害和防止事故扩大，在该房间设有事故通风系统。
事故通风的排风量通常根据工艺要求来设计，制冷机房是民用建筑中通常需要设置事故通风的房间，排风量根据制冷机冷媒的特性和生产厂家的技术要求要计算，在资料不全的时候，可根据经验公式来计算：
L=247.8•G0.5（4-1）
式中：L：排风量，m3/h；G：机房内最大的制冷机冷媒充液量，kg。
民用建筑中的制冷机房通常为氟制冷机房或氨冷冻站。氟制冷机房服务于一般的空调区域，事故排风量不应少于换气次数12次/h；氨冷冻站服务于冷冻库等，事故排风量按183m3/（m2•h）进行计算，总排风量不小于34000m3/h。同时应根据制冷剂的密度来设置排风口的高度，密度大于空气时应设置下排风口，若泄漏的气体有爆炸危险危险时采用防爆型风机。
事故排风的室外排风口应布置在远离门、窗等设施，以及人群经常通过或停留的地点。排风口和机械送风口的水平距离不小于20m，不能满足要求时，排风口需高出进风口6m以上。
5注意事项及建议
在设计的过程中，除了按照相关的要求进行功能性设计以外，还需注意满足相关规范要求，以及工程实际情况。
5.1风机选型
风机的两个主要参数是风量和风压，风量根据房间、区域所需的通风量选择，风压根据系统的总压力损失选择，并结合风机的特性曲线进行选型。在进行风量和风压计算时，需考虑一定的漏风附加系统，风量取5%~10%，风压取10~15%。
风机通常采用离心式或轴流式，离心式风机适用于对噪声、对风压要求更较高的房间，或需要长期开启风机的系统。轴流式风机适用于对风量要求较高的房间。若排除气体含有易燃易爆成分，风机需采用防爆型风机。
5.2气流组织
在房间内布置风管及风口时，应充分考虑房间的格局、设备的摆放和人员活动的区域，使气流组织充分满足房间功能要求，排风与补风应避免形成“短路”。
5.3防火阀布置
根据《建筑设计防火规范》要求，风管穿越下列部位时，需要在风管上设置防火阀：
（1.）穿越防火分区、通风空调机房隔墙及楼板处；
（2.）穿越通风、空气调节机房的房间隔墙和楼板处；
（3.）穿越重要或者火灾危险性大的场所的房间隔墙和楼板处；
（4.）竖向风管与每层水平风管交接处的水平管段上。
通风、空气调节系统的风管上设置防火阀，主要出于消防的考虑，发生火灾时避免高温烟气、火苗通过风管蔓延到其他防火分区或重要房间。常见的防火阀按照动力类型可分为电动防火阀和重力防火阀，电动防火阀用于需要配合消防系统联动的系统上，例如设置了气体灭火系统的房间的风管上；重力防火阀则用于其他管路上。按照公称动作温度分类，常见有70℃、150℃和280℃，70℃防火阀设置于通风、空调风管上，280℃防火阀设置在排烟风管或排风兼排烟的风管上，150℃防火阀设置在厨房的排油烟风管。同时要求防火阀与隔墙或楼板的安装距离应小于200mm。
5.4设备节能
在考虑通风系统功能的同时，也需要考虑设备的能耗，《公共建筑节能设计规范》GB50189-2015[4]中4.3.22要求，风量大于10000m3/h的风机单位风量耗功率（Ws）不宜大于0.27。
5.5设备安装
安装在室外的通风空调设备，应明确风机传动装置外露部位以及直通大气的进、出口，必须装设防护罩（网）或采取其他安全设施。所有设备及管道自身与结构主体的连接，都需要进行抗震设计，并符合抗震要求。
结束语
综上所诉，民用建筑的房间功能类型繁多，在设计过程中需要充分考虑房间本身的用途，采用的合理的通风模式，从而实现稀释室内污染物、排出余热余湿、提供新鲜空气等功能，结合工程实际情况合理布置设备，在满足功能及规范要求的前提下，降低施工难度，实现节能、节材。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范:GB50736-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[2]中国建筑科学研究院.建筑设计防火规范:GB50016-2014[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
[3]中国建筑科学研究院.通风与空调工程施工质量验收规范:GB50243-2002[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
[4]中国建筑科学研究院.公共建筑节能设计标准:GB50189-2015[S].北京:中国建筑工业出版社,2015