总通风率检测

总通风率检测

总通风率（Total Ventilation Rate）是评价建筑室内空气质量（IAQ）和能效性能的关键参数之一。它反映了单位时间内进入或离开建筑或特定空间的室外空气总量，通常以立方米每小时（m³/h）或换气次数（ACH - Air Changes per Hour）表示。足够的通风对于稀释和清除室内污染物（如二氧化碳、挥发性有机化合物VOCs、颗粒物、生物气溶胶等）、调节湿度和温度、保障人员健康舒适至关重要。反之，通风不足可能导致病态建筑综合症（SBS），通风过量则会造成不必要的能源浪费。因此，准确检测和评估建筑的总通风率，是暖通空调（HVAC）系统调试、建筑能效审计、室内环境质量评估以及满足相关规范标准的必经环节。

检测项目

总通风率检测的核心项目即为测定建筑整体或特定区域（如房间、楼层、功能区）的总新风量或总排风量，并计算相应的换气次数（ACH）。具体可细化为：

• 新风量检测： 测量通过新风系统或自然渗透进入室内的室外空气总量。
• 排风量检测： 测量通过排风系统或自然渗出排到室外的空气总量。
• 净通风量计算： 结合新风量与排风量，分析建筑内部的空气平衡状态（正压、负压或平衡）。
• 区域换气次数（ACH）计算： 将测得的总通风量（通常取新风量和排风量中的相关值）除以被测区域的体积，得到单位时间内的空气置换次数。

检测仪器

进行总通风率检测需要借助专业的仪器设备：

• 风速计/风量计（Anemometers/Airflow Meters）：
  • 热线/热球风速计： 适合测量管道内或风口处的点风速，通过多点测量和平均计算风量。便携性强。
  • 叶轮风速计（Vane Anemometers）： 适用于较大尺寸风口或格栅处的风速测量。
  • 皮托管（Pitot Tubes）与微压计： 通过测量风管内的动压和静压差来计算风速和风量，精度较高，常用于风管系统测试，尤其是大口径管道。
  • 风量罩（Capture Hoods/Balometers）： 这是测量风口（如送风口、回风口、排风口）风量最直接、高效的工具。罩体覆盖风口，内置传感器直接读取风量值，大大简化了多点测量过程。
• 示踪气体检测系统（Tracer Gas Systems）：
  • 原理： 向被测空间释放已知浓度的无害示踪气体（如六氟化硫 SF6、二氧化碳 CO2、氡 Rn 同位素、全氟化碳 PFTs等），通过监测空间内示踪气体浓度随时间的变化（衰减法）或稳态浓度（恒定释放法），利用质量守恒定律计算整个空间的换气次数。这种方法特别适用于很难直接测量所有风口风量的复杂空间、自然通风建筑或评估整体渗透风量。
  • 仪器： 包括示踪气体释放装置（如气瓶、扩散器）、高精度气体浓度分析仪（如红外光谱仪、气相色谱仪、质谱仪）和数据采集系统。
• 数据记录仪： 用于长时间记录压力、温度、风速、浓度等参数。
• 建筑图纸/BIM模型： 用于确定被测区域体积、风口位置及尺寸。

检测方法

总通风率检测主要采用以下方法：

• 1. 直接测量法（风口法）：

  这是最常用的方法，适用于机械通风系统且所有主要送/排风口可接近的情况。

  1. 识别并标记所有向被测区域送入新风或排出空气的风口（包括新风进风口、送风口、回风口、排风口、渗透缝隙等）。
  2. 使用风量罩直接测量每个风口的风量（送风量、回风量、排风量）。对于大面积格栅或有网罩的风口，风量罩是最佳选择。
  3. 对于无法使用风量罩的管道或风口（如尺寸过大或位置不便），使用风速计（热线、热球、叶轮）进行多点风速测量，计算平均风速，乘以有效流通面积得到风量。或使用皮托管在风管指定断面按规范进行多点动压测量，计算平均风速和风量。
  4. 汇总所有新风进风口的测量值得到总新风量 (Q_fresh)。汇总所有排风口的测量值得到总排风量 (Q_exhaust)。
  5. 计算被测区域的总通风量：通常关注总新风量或总排风量中与外部交换的部分。计算换气次数 ACH = (总通风量 Q / 区域体积 V) * 60 (单位为小时时)。

  优点： 直接、结果明确，可区分不同风口的贡献。
  缺点： 依赖所有风口可测且无遗漏；对自然渗透风量难以准确量化；可能受现场条件（如高空、狭窄空间）限制。

• 2. 示踪气体法：

  适用于综合评价整个密闭空间的换气率，尤其适合自然通风、渗透风量大或风口难以全部测量的情况。

  1. 衰减法（常用）：
     • 关闭门窗，使空间尽可能密闭（若评估自然通风特性则需在典型条件下进行）。
     • 向室内快速、均匀地释放一定量的示踪气体，使其初始浓度达到较高水平（C₀）。
     • 停止释放，开启通风系统或维持自然状态。
     • 使用浓度分析仪在空间不同位置（或混合良好处）连续监测示踪气体浓度随时间（t）的衰减过程（C_t）。
     • 根据浓度衰减曲线，利用公式 ACH = (ln(C₀/C_t)) / t 计算换气次数。通常需要对多次测量或不同时间段取平均。
  2. 恒定释放法：
     • 以恒定速率（Q_tracer）向空间释放示踪气体。
     • 待空间内示踪气体浓度达到稳定状态（C_steady）。
     • 根据质量平衡原理：换气次数 ACH = Q_tracer / (C_steady * V) * 3600 (注意单位换算)。

  优点： 能测量总通风率（包括机械通风和自然渗透），反映空间整体换气特性；不受风口可接近性限制。
  缺点： 仪器成本高；操作相对复杂；需要确保示踪气体均匀分布；受室内空气流动和混合程度影响；可能需要较长时间达到稳定或完成衰减；示踪气体本身需安全无害。

• 3. 压差法与缝隙特性法（用于估算渗透风量）：

  通过测量室内外压差（ΔP）和已知的建筑外围护结构缝隙特性（如有效渗漏面积、流量系数），利用经验公式（如幂次定律）估算建筑整体的空气渗透率（自然换气率）。常作为辅助方法或用于能源建模输入。

检测标准

总通风率检测需遵循相关的国际、国家或行业标准，以确保检测方法的科学性、操作的一致性和结果的可比性。主要标准包括：

• 国际标准：
  • ISO 12569:2017 Thermal performance of buildings and materials - Determination of specific airflow rate in buildings -- Tracer gas dilution method: 详细规定了使用示踪气体法（衰减法和恒定释放法）测定建筑换气率的方法和要求。
  • ISO 9972:2015

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