纽约住宅新风系统选 ERV 还是 HRV,以及油烟机补风
要点
住宅完成气密处理、换窗或全面翻新后,需要规划机械通风,也就是新风系统。纽约市和长岛的大多数住宅宜首选平衡式全热交换新风机(ERV),它在冬季保留部分室内湿气,在夏季减少新风带入的湿气。大功率抽油烟机需要补风,纽约市《机械规范》对此另有规定,与纽约州其他地区不同。良好的浴室排风和 MERV 13 过滤,共同构成完整的系统。
住宅越气密,越需要规划新风
气密处理、更换新窗、喷涂发泡和高密度保温,大幅减少了老房子原本依靠缝隙实现的自然换气。湿气、二氧化碳、异味、烹饪颗粒物,以及使用燃气灶住宅中的二氧化氮,因此会在室内停留更久。节能规范在提高气密要求的同时,也要求配置全屋机械通风,因此褐石楼、皇后区双家庭住宅或长岛 Cape 式住宅的全面翻新,应在封墙封顶之前确定新风方案。
纽约的住宅可能适用三种不同的新风量规则。全国通用的 ASHRAE 62.2 标准要求每平方英尺建筑面积 0.03 cfm,加上每人 7.5 cfm,人数按卧室数加一计算,2,000 平方英尺、三间卧室的住宅约需 90 cfm。适用于长岛及纽约州大部分地区的《纽约州住宅规范》采用 IRC 公式,即每平方英尺 0.01 cfm 加上每人 7.5 cfm,同一住宅约需 50 cfm。《纽约市机械规范》(表 403.3.1.1) (打开外部网站)规定每小时 0.35 次换气,且每位居住者不少于 15 cfm,同一住宅在 8 英尺层高下约需 93 cfm。我们按物业所适用的规则进行设计,业主有需要时,也可按较高的 ASHRAE 数值设计。
ASHRAE 62.2 允许独立式单户住宅依据鼓风门测试实测的漏风量抵扣部分新风量,多户住宅楼内的公寓则不适用。规范模板和 ASHRAE 62.2 也允许间歇运行,前提是加大风机选型,使每日换气总量相同。
单向排风、单向送风还是平衡式
| 方式 | 工作原理 | 纽约冬季的影响 | 适用情况 |
|---|---|---|---|
| 单向排风 | 浴室静音排风扇持续运行,新风经缝隙渗入 | 室内形成负压,冷空气从墙体、车库或地下室被吸入,并可能导致自然排烟式热水器和锅炉倒烟 | 没有自然排烟燃烧设备的小型全电住宅和公寓 |
| 单向送风 | 带电动风阀的新风管接入暖风炉回风 | 室内略呈正压,湿热空气被推入墙体和阁楼;风阀控制不当时会使室内过于干燥 | 预算有限、控制设计周全的热风系统住宅 |
| 平衡式(ERV 或 HRV) | 独立风机经热交换芯体等量送风和排风 | 压力平衡并回收热量,ERV 还可保留部分室内湿气 | 气密翻新、新建住宅、公寓和装有加湿器的住宅 |
单向送风与加湿器搭配效果较差,因为轻微的正压会把湿润的室内空气推入寒冷的墙体和阁楼空腔。平衡式通风可避免这一问题,也是我们为大多数气密住宅推荐的方案。
ERV 还是 HRV
两种设备都在排风与新风之间交换热量,全热交换器(ERV)还能传递部分湿气。纽约冬季,ERV 可将部分室内湿气留在屋内,对偏干的住宅有帮助,也可减少对加湿器的需求;夏季则可减少新风带入的湿气。ERV 并非除湿机,潮湿天气仍需依靠空调或除湿机。Green Building Advisor 认为 (打开外部网站),ERV 冬季保湿的作用确实存在,但幅度有限。
显热交换器(HRV)冬季会排出室内湿气,只适合冬季湿度偏高的住宅,例如人口较多的小型高气密住宅。我们在纽约市和长岛默认选用 ERV;上州气候更冷,芯体结霜和除霜周期的影响更大,需视具体情况选择。
- 独立风管效果最佳。也可接入暖风炉风管,但须与风机联锁并仔细平衡风量。
- 室外新风口须与排风口、排气口和其他污染源保持距离,间距按适用的机械规范执行。
- 安装完成后实测风量并进行平衡,使各房间达到设计新风量。
- 过滤网按时清洗或更换,设备安装在便于检修的位置。
- 公寓可选用吊顶式紧凑型 ERV 或穿墙式单房间新风机。外墙开孔须经合作公寓或共管公寓董事会批准;地标建筑的外露百叶还须经纽约市地标保护委员会(LPC)审核。
抽油烟机与补风
包括中式爆炒在内的高温烹饪,需要外排式抽油烟机。在高气密的住宅或公寓中,没有等量空气进入,油烟机就无法达到额定风量。缺少补风时,大功率油烟机会使室内形成强烈负压:房门发出啸叫,邻户的气味被吸入,自然排烟式热水器或锅炉还可能将燃烧废气倒灌入室内。
在纽约市以外,住宅规范以《国际住宅规范》(IRC)为基础。IRC 规范模板要求厨房排风量超过 400 cfm 时设置补风,且自 2018 年版起,仅适用于装有自然排烟燃烧设备的住宅,补风风阀须与油烟机联锁。每个工程我们都会核实纽约州现行版本的条文。
2022 年《纽约市机械规范》的做法与 IRC 不同。第 505.2 条不设 cfm 门槛 (打开外部网站):凡按第 4 章要求设置厨房排风罩的,均须按表 403.3.1.1 的风量提供补风,补风口配置与油烟机同步运行的电动启闭装置。纽约市规范的早期版本曾采用 400 cfm 门槛,网上的许多建议至今仍在引用。该规范也允许住宅使用经认证的内循环式油烟机,前提是按厂家说明安装,且厨房具备第 4 章要求的一般通风。
- 油烟机按烹饪需求选型,而非按展厅参数。额定风量是在零静压下测得的,公寓中较长的风管加上弯头和外墙风帽,实际风量往往只有一半左右。
- 集烟效果与风机大小同样重要。烟罩深、宽度超出灶台的油烟机,往往优于风量更大但烟罩较浅的产品。
- 补风经由与油烟机联锁的电动风阀进入,经过过滤,冬季还应加热,避免冷风直吹烹饪者。
- 外排式油烟机须使用内壁光滑的金属风管并加装止回风阀。开窗不属于符合规范的补风方式。
浴室排风
规范模板要求每间浴室的排风量不低于间歇 50 cfm 或持续 20 cfm,厨房不低于间歇 100 cfm 或持续 25 cfm。《纽约市机械规范》另有专门的表格,市内工程按其执行。
- 排风扇须接管排至室外,不得排入阁楼或檐口底板。浴室排风扇排入阁楼,是长岛 Cape 式住宅阁楼发霉的常见原因。
- 采用短而内壁光滑的风管并加装止回风阀,选用噪音值(sone)较低的静音风扇。
- 由湿度感应器或定时器控制,淋浴后继续运行约 20 分钟。
- 公寓楼的无窗浴室通常共用屋顶排风竖井。排风口被油漆或灰尘堵塞的情况很常见,未经楼宇批准,不得在共用竖井上加装增压风机。
燃烧安全与氡气
住宅仍使用自然排烟式燃气设备时,提高气密性须格外谨慎。燃烧空气的标准计算方法 (打开外部网站)是每 1,000 Btu/h 设备输入功率至少需要 50 立方英尺的房间容积,例如一台 40,000 Btu/h 热水器加一台 80,000 Btu/h 暖风炉,约需 6,000 立方英尺。在此类住宅加装大功率油烟机或排风扇之前,应对设备所在区域进行最不利工况负压测试,也值得考虑更换为密闭燃烧式或电力设备。
氡气是另一项需要关注的问题。根据美国环保署(EPA)氡气分区图 (打开外部网站),纽约市五个行政区、拿骚郡、萨福克郡、威彻斯特郡和罗克兰郡均属预测潜在风险最低的第 3 区,而橙郡、普特南郡、达奇斯郡和上州大部分地区属第 1 区。EPA 建议无论位于哪一分区,每栋住宅都应检测,浓度达到 4 pCi/L 或以上时应予治理,2 至 4 pCi/L 之间时可考虑治理。单向排风可能增加土壤气体的渗入。氡气检测与治理由持证的氡气专业人员进行,我们根据其检测结果协调新风设计。
空气过滤与各类住宅的初步方案
EPA 建议选用至少 MERV 13 等级的过滤网 (打开外部网站),或在系统风机和滤网槽允许的范围内选用最高等级。在回风口偏小的系统中使用 1 英寸厚的 MERV 13 滤网会限制风量,可能导致盘管结冰、噪音增大和能耗上升,改用 4 至 5 英寸的介质过滤箱通常可以解决。ERV 自带的滤网主要用于保护芯体,若还要兼顾净化空气,须升级滤网。没有风管的住宅依靠便携式 HEPA 空气净化器,这类设备在 2023 年的山火烟雾天气中发挥了实际作用。
| 住宅类型 | 建议方案 |
|---|---|
| 燃气暖风炉热风系统住宅 | 独立风管或与暖风炉联锁的 ERV,4 英寸 MERV 13 介质滤网,并进行燃烧安全检查 |
| 热泵住宅 | 独立风管 ERV,按空气处理机选配介质滤网 |
| 暖气片或蒸汽供暖住宅 | 服务卧室和起居区的吊顶式或壁挂式 ERV,优质浴室排风扇,便携式 HEPA 空气净化器 |
| 全面翻新的褐石楼 | 封墙前规划风管式 ERV,按《纽约市机械规范》设计油烟机补风 |
| 合作公寓或共管公寓 | 紧凑型或穿墙式 ERV,选型适当的油烟机,须经董事会批准 |
| 新建全电楼宇 | 平衡式 ERV 通风和外排式油烟机,补风要求在设计阶段确认 |
装配大功率油烟机的厨房、全面翻新或刚完成气密处理的住宅,正是设计新风系统的时机。我们按物业适用的规范设计 ERV 或 HRV 新风系统、油烟机补风和浴室排风,办理董事会审批和开工许可事宜,并与合作的持证暖通承包商共同施工。
常见问题
纽约市的抽油烟机必须设置补风吗?
多数情况下需要。2022 年《纽约市机械规范》第 505.2 条不设 cfm 门槛:按第 4 章要求设置的厨房排风罩,须按表 403.3.1.1 的风量提供补风,补风口配置与油烟机同步运行的电动启闭装置。网上引用的 400 cfm 规则出自纽约市规范的早期版本和 IRC。我们在设计阶段根据您的油烟机、燃烧设备和楼宇情况确认具体要求,适用时配置联锁风阀。
新风系统和 ERV 是一回事吗?
在国内,新风系统通常指以过滤室外 PM2.5 为主的送风系统。在纽约,通风的主要目的在于控制湿气、烹饪污染物和二氧化碳,并保障燃烧安全,因此我们通常推荐平衡式 ERV,并以良好的过滤作为辅助功能。
参考资料
共 6 项
- You Probably Need an ERV, Not an HRV (打开外部网站)Green Building Advisor
- 2022 NYC Mechanical Code, Chapter 4: Ventilation (打开外部网站)NYC Department of Buildings
- 2022 NYC Mechanical Code, Chapter 5: Exhaust Systems (打开外部网站)NYC Department of Buildings
- Combustion Safety in the Codes (打开外部网站)U.S. Department of Energy, Building America
- What is a MERV rating? (打开外部网站)U.S. Environmental Protection Agency
- New York - EPA Map of Radon Zones (打开外部网站)U.S. Environmental Protection Agency
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