每小时换气次数是什么意思
每小时换气次数(ACH)的计算方法,是用通风系统的风量(以每小时立方米计)除以其服务的房间或空间的体积:ACH=风量(m³/h)÷体积(m³)。计算结果为4 ACH,意味着在一小时内,相当于整个房间体积的空气理论上被输送或排出了四次。
ACH是一个有用的规划数字,但它只是一个理论平均值,并不能保证房间内空气质量处处均匀。该计算假设进入的空气与已存在的空气均匀混合;而实际上,气流可能会在送风口与附近的回风口或排风口之间「短路」,或在房间角落留下混合不充分的空气团,因此,纸面上看起来充分的ACH计算值,并不自动意味着房间的每个部分都得到了同等良好的通风。
CFM与m³/h之间的换算
通风和风机设备的技术参数表在美国通常以每分钟立方英尺(CFM)标注风量,而在世界其他大部分地区则以每小时立方米(m³/h)标注,因此在能够统一进行ACH计算之前,两者之间的换算是常见的一步。精确的换算系数为1 CFM=1.699010796 m³/h,直接源自精确的英尺换米定义(1英尺=0.3048米,故1立方英尺=0.3048³立方米=0.028316846592立方米),再乘以每小时60分钟。
由于底层的英尺和米定义都是精确的,这一换算系数可以精确到任意所需的小数位数——如果将其过度四舍五入(例如舍为1.7),会在ACH计算中引入一个虽小但本可避免的误差,尤其是在换算较大的风量数值时。
典型通风目标:ASHRAE 62
并不存在一个适用于每个房间的统一「正确」ACH数值——推荐的通风量由ASHRAE发布的工程标准规定,主要是适用于低层住宅建筑的ANSI/ASHRAE标准62.2,以及适用于商业和机构建筑的ANSI/ASHRAE标准62.1,二者都被美国建筑规范广泛引用。ASHRAE 62.2并未为每个空间指定一个统一的ACH数值,而是根据住宅的建筑面积和卧室数量来确定所需的全屋连续机械通风风量,体现出通风需求同时随空间大小和预期居住人数而变化。
一个常被引用、也是本站换气次数计算器所使用的默认快速规划参考值是6 ACH,但这只是一种通用的规划惯例,并非针对任何特定房间类型的规范要求。浴室和厨房产生更多的湿气和异味,按住宅通风标准,通常需要比一般起居空间更高的通风率,而某一具体房间应适用的数值,最终应参考相关的ASHRAE标准或当地建筑规范,而不是凭记忆套用某个固定数字。
气密性与通风:相辅相成,而非相互替代
老旧、密封性较差的建筑通过建筑围护结构上的裂缝、缝隙和一般空气渗漏,获得一定程度的不受控「自然」通风,这在历史上即使没有专门的通风系统也提供了一定的新鲜空气交换。现代建筑做法有意减少这种不受控的渗漏——密封缝隙、升级窗户、增设连续气密层——因为更紧密的围护结构能降低供暖和制冷所需的能耗。
这正是建筑科学中常被概括为「建得紧密,通风得当」这一原则的适用之处:在密封建筑围护结构的同时如果不增加专门的、受控的通风,就会消除该空间原本依赖的不受控空气交换,从而可能困住原本会通过自然渗漏排出的湿气、室内污染物和燃烧副产物。气密性和机械通风解决的是两个不同的问题——能量损失与受控的新鲜空气交换——一栋设计良好的建筑二者都需要,而不是只要其中一个。
计算实例:为浴室排气扇选型
设想一间3米×2米、层高2.4米的浴室,其体积为3×2×2.4=14.4立方米。浴室通常需要比一般起居空间更高的通风率,因此本例采用8 ACH的目标值:所需风量为8×14.4=115.2 m³/h。
将这一所需风量换算为美国风机技术参数表常用的CFM单位,用精确系数相除:115.2÷1.699010796≈67.8 CFM。选购的风机额定风量应达到或高于此数值,同时应考虑到实际安装中的风管长度、弯头和静压通常会使实际输送的风量低于风机的铭牌额定值。
| 步骤 | 计算过程 | 结果 |
|---|---|---|
| 房间体积 | 3 m × 2 m × 2.4 m | 14.4 m³ |
| 8 ACH所需风量 | 8 × 14.4 m³ | 115.2 m³/h |
| 换算为CFM | 115.2 ÷ 1.699010796 | ≈67.8 CFM |
常见的ACH计算错误
在实践中处理ACH数值时,有几类错误反复出现:假设某个单一的目标ACH(例如常被引用的6)适用于每一种房间类型,而实际推荐值会因用途不同而变化,并由ASHRAE 62.2等标准或当地规范规定;将风机的铭牌额定风量与其考虑风管损耗后实际偏低的安装风量相混淆;以及在比较技术参数表数值与计算所得需求时,未先将CFM和m³/h换算为同一单位就直接进行比较。
常见问题
如何计算每小时换气次数(ACH)?
用通风风量(每小时立方米)除以房间体积(立方米):ACH=风量(m³/h)÷体积(m³)。例如,一间14.4 m³的浴室由115.2 m³/h的风机供风,可达到115.2÷14.4=8 ACH。
如何将CFM换算为m³/h?
将CFM数值乘以精确系数1.699010796,该系数来自精确的英尺换米换算(每立方英尺0.3048³立方米)再乘以每小时60分钟。例如,100 CFM换算为100×1.699010796≈169.9 m³/h。
房间的良好ACH值是多少?
并不存在一个统一适用的目标值——推荐的通风量因房间类型而异,通常由ASHRAE 62.2(住宅)或ASHRAE 62.1(商业)等标准或当地建筑规范规定,而不是一个固定数字。用于一般规划的常见默认值约为6 ACH,但浴室和厨房通常需要更高的通风率。
把房屋密封得更紧,会不会让通风变得不那么重要?
不会——恰恰相反。更紧密的建筑围护结构会减少老旧建筑赖以获得一定新鲜空气交换的不受控自然渗漏,因此建筑一旦密封良好,专门的机械通风反而变得更重要,而不是更不重要。这正是「建得紧密,通风得当」这一建筑科学原则的依据。
什么是ACH50?它与用于通风选型的ACH是同一回事吗?
ACH50是衡量建筑气密性的指标,通过鼓风门测试获得——该测试将建筑降压至标准化的50帕斯卡压差,并测量由此产生的气流;它描述的是围护结构在测试条件下的渗漏程度,而不是通风系统在正常使用中输送的风量。这是一个与通风选型ACH相关但不同的概念,后者由风机的实际风量和房间体积计算得出。
参考文献
- ASHRAE -- ANSI/ASHRAE Standard 62.2, Ventilation and Acceptable Indoor Air Quality in Low-Rise Residential Buildings.
- ASHRAE -- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality (commercial/institutional).
- National Institute of Standards and Technology (NIST) -- Special Publication 811, exact foot-to-meter conversion underlying the CFM-to-m³/h factor.
- RESNET -- ANSI/RESNET/ICC 380 Standard for testing building airtightness (blower door testing, ACH50).