多维视角下不同通风方式对室内空气品质的影响探究

多维视角下不同通风方式对室内空气品质的影响探究一、引言1.1研究背景与意义在现代社会，人们日常生活、工作和学习中绝大部分时间都在室内环境度过，据统计，人们平均有超过80%的时间处于室内空间。室内空气作为人们直接接触的微小气候，其品质的优劣对人体健康及生活质量有着极为关键的影响。良好的室内空气品质能为人们提供健康舒适的环境，有助于提升人体的免疫力，减少疾病的发生。当室内空气清新、洁净时，人们会感到精神饱满、思维敏捷，能够更高效地进行学习和工作。例如在学校教室中，良好的空气品质可使学生注意力更集中，提高学习效率；在办公室里，优质的空气能让员工保持良好的工作状态，减少疲劳感，进而提升工作产出。相反，室内空气品质不佳，会引发一系列健康问题。室内空气中存在着多种污染物来源，建筑材料、家具、办公用品等会释放甲醛、苯、挥发性有机化合物（VOCs）等有害气体。这些污染物在室内积聚，若不能及时排出，长期暴露在这样的环境中，人们容易出现眼、喉刺激、鼻塞、头痛、头晕、恶心、胸闷、乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等症状，即所谓的“病态建筑综合症”（SickBuildingSyndrome，简称SBS）。世界卫生组织（WHO）估计，目前全球约有30%的建筑物受到SBS的影响，约20%-30%的办公室人员常被SBS症状所困扰。同时，室内空气污染还与一些严重疾病的发生密切相关，如呼吸系统疾病、心血管疾病、神经系统疾病，甚至基因突变和癌变等。我国每年由室内空气污染引起的非正常死亡人数达11.1万人，这一数据凸显了室内空气品质问题的严重性。通风作为改善室内空气品质的关键手段，通过引入室外新鲜空气并排出室内污浊空气，能够有效降低室内污染物浓度，调节室内温湿度，为室内环境营造良好的空气条件。不同的通风方式，如自然通风、机械通风以及混合通风等，其工作原理、运行机制和适用场景各不相同，对室内空气品质的影响也存在显著差异。自然通风主要利用风压和热压的原理，通过开启门窗实现室内外空气的自然流通，成本低、操作简单，在气候适宜、空气质量较好的地区能发挥良好作用，但易受环境因素制约，如遇到恶劣天气或室外空气质量差时，通风效果会大打折扣。机械通风则借助风扇、排气扇、空气处理单元等设备，强制进行室内外空气交换，能有效控制通风量，不受外界环境影响，常用于对室内空气质量要求较高的场所，如医院、实验室、工厂车间等，且可配备过滤、消毒等功能进一步提升空气质量。在能源危机和环保意识日益增强的背景下，如何选择合适的通风方式，在满足室内空气品质要求的同时，实现节能、环保和高效的目标，成为建筑领域和环境科学领域的重要研究课题。深入研究不同通风方式对室内空气品质的影响，能够为建筑设计、通风系统选型和运行管理提供科学依据，有助于优化室内环境，保障人们的健康和生活质量，同时对于推动建筑行业的可持续发展也具有重要的现实意义。1.2研究目的与创新点本研究旨在全面、深入地剖析不同通风方式对室内空气品质的具体影响，通过理论分析、数值模拟与实验研究相结合的方法，探究自然通风、机械通风以及混合通风等多种通风方式在不同室内环境条件下对空气污染物浓度分布、空气龄、通风效率等关键指标的作用机制，为建筑通风系统的科学设计、合理选型以及高效运行管理提供坚实的理论依据与实践指导。在研究思路上，突破传统单一通风方式研究的局限，将多种通风方式置于统一的研究框架下，对比分析其在不同工况下的性能差异，考虑实际应用中的复杂性，综合考虑室内空间布局、人员活动、污染源分布以及室外气象条件等多因素对通风效果的耦合影响，构建更加贴近实际的研究模型。在研究方法上，采用先进的数值模拟软件，结合高精度的实验测试设备，对通风过程进行多维度的量化分析。在数值模拟中，运用大涡模拟（LES）等先进算法，更精准地捕捉气流的瞬态特性和复杂流动现象，提高模拟结果的可靠性和准确性。在实验研究中，引入粒子图像测速（PIV）技术、激光诱导荧光（LIF）技术等先进测量手段，实现对气流速度场、温度场以及污染物浓度场的可视化测量，为理论分析和数值模拟提供直观、准确的数据支持。通过这些创新的研究思路与方法，期望能够更全面、深入地揭示不同通风方式对室内空气品质的影响规律，为室内环境的优化提供更具针对性和创新性的解决方案。二、室内空气品质及通风方式概述2.1室内空气品质的内涵与评价指标室内空气品质（IndoorAirQuality，IAQ）是指在一定时间和空间范围内，室内空气中所含有的各种成分及其含量对人体健康、生活舒适度和工作效率等方面产生影响的综合属性，是衡量室内环境健康和适宜居住程度的关键指标。其概念的演变反映了人们对室内空气认识的不断深化。早期，室内空气品质主要侧重于空气中污染物的浓度，将污染物浓度控制在规定的标准限值以内，就认为室内空气品质良好。然而，随着研究的深入和人们对生活质量要求的提高，发现即使室内污染物浓度符合标准，仍有部分人群会出现如头痛、疲劳、嗜睡、呼吸道刺激等不适症状，这促使对室内空气品质的定义更加全面和综合。现代意义上的室内空气品质不仅关注污染物浓度，还涵盖了人体对空气的感知，包括气味、温湿度、空气流动等因素，强调室内空气应无毒、无害、无异常嗅味，能够满足人们生理和心理的需求，为人们提供一个健康、舒适的室内环境。为科学、准确地评估室内空气品质，一系列评价指标被建立起来，这些指标从不同角度反映了室内空气的质量状况，主要包括以下几类：污染物浓度指标：化学污染物：室内空气中存在多种化学污染物，如甲醛（HCHO）、苯（C₆H₆）、甲苯（C₇H₈）、二甲苯（C₈H₁₀）等挥发性有机化合物（VOCs），以及二氧化硫（SO₂）、二氧化氮（NO₂）、一氧化碳（CO）、氨（NH₃）、臭氧（O₃）等。甲醛主要来源于建筑装饰材料、家具、各种粘合剂和涂料等，长期暴露在高浓度甲醛环境中，会对人体呼吸道、皮肤和眼睛等造成刺激，甚至引发癌症。苯系物多存在于油漆、涂料、胶粘剂中，具有较强的毒性，可损害人体造血系统和神经系统。二氧化硫、二氧化氮等主要源于燃料燃烧，会刺激呼吸道，引发咳嗽、气喘等症状，还可能形成酸雨，对环境造成危害。我国《室内空气质量标准》（GB/T18883-2022）对这些化学污染物的浓度限值作出了明确规定，如甲醛1小时平均浓度限值为≤0.08mg/m³，苯1小时平均浓度限值为≤0.03mg/m³等。物理污染物：主要包括可吸入颗粒物（PM₁₀）、细颗粒物（PM₂.₅）等。PM₁₀是指空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物，能被人体吸入呼吸道；PM₂.₅是指空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，因其粒径小，可深入人体肺部，甚至进入血液循环系统，对人体健康危害更大。室内PM₂.₅的来源除了室外空气输入，还包括室内吸烟、厨房烹饪、装修、做家务时产生的二次扬尘等。标准规定，PM₁₀的24小时平均浓度限值为≤0.10mg/m³，PM₂.₅的24小时平均浓度限值为≤0.05mg/m³。生物污染物：常见的生物污染物有细菌、真菌、病毒、花粉、尘螨等。这些生物污染物在适宜的温度、湿度条件下会大量繁殖，当人体吸入含有这些污染物的空气时，可能引发过敏反应、呼吸道感染等疾病。例如，尘螨是引起过敏性鼻炎、哮喘等疾病的重要过敏原，其排泄物和尸体可飘散在空气中，被人体吸入后引发过敏症状。室内细菌总数的限值一般规定为≤1500CFU/m³。空气龄指标：空气龄是指空气进入室内后在室内停留的时间，它反映了室内空气的新鲜程度。空气龄越短，说明室内空气更新速度越快，新鲜空气所占比例越高，室内空气品质越好；反之，空气龄越长，室内空气越污浊，污染物积累越多。在实际应用中，通常通过数值模拟或实验测量的方法来确定空气龄的分布情况，以评估通风系统的效果和室内空气的流动特性。通风效率指标：通风效率用于衡量通风系统排除室内污染物的能力，它与通风量、气流组织等因素密切相关。常见的通风效率指标有换气效率、排污效率等。换气效率是指实际换气量与理论换气量的比值，反映了通风系统的换气效果；排污效率则是指通风系统排除污染物的速率，体现了通风系统对污染物的清除能力。提高通风效率有助于降低室内污染物浓度，改善室内空气品质。热舒适性指标：热舒适性是人体对室内热环境的主观感受，它受到温度、相对湿度、风速等因素的综合影响。适宜的热环境能使人感到舒适，提高工作效率和生活质量；反之，过热或过冷、过湿或过干的环境会让人感到不适，影响身心健康。常用的热舒适性指标有预测平均评价（PMV）和预测不满意百分比（PPD）等。PMV指标综合考虑了人体新陈代谢率、服装热阻、空气温度、平均辐射温度、空气流速和相对湿度等因素，通过计算得出人体的热感觉投票值，范围从-3（冷）到+3（热），0表示中性；PPD则是基于PMV计算出的对热环境不满意的人数百分比，一般认为PPD≤10%时，室内热环境具有较好的舒适性。2.2常见通风方式分类与原理2.2.1自然通风自然通风是一种依靠自然界的自然驱动力来实现室内外空气交换的通风方式，其驱动力主要来源于风压和热压。当室外气流与建筑物相遇时，会在建筑物表面产生不同的压力分布，从而形成风压。在迎风面上，空气流动受到阻挡，动压降低，静压增高，形成正压区；而在侧面和背风面，由于产生局部涡流，静压降低，形成负压区。若建筑物上开有窗孔，气流就会在正压区和负压区的压力差作用下，从正压区流入室内，再从室内流向负压区，进而实现自然通风。风压的大小与室外风速、风向以及建筑的形状、朝向等因素密切相关，可用公式\Deltap_{w}=k\cdot\frac{1}{2}\rhov^{2}(C_{p1}-C_{p2})计算，其中\Deltap_{w}为风压，k为空气动力系数，\rho为空气密度，v为室外风速，C_{p1}、C_{p2}分别为迎风面和背风面的风压系数。热压则是由于室内外空气温度差异导致空气密度不同而产生的。当室内存在热源时，室内空气被加热，密度降低，向上浮动，使得建筑内上部空气压力比建筑外大，从而导致室内空气向外流动；同时，在建筑下部，不断有空气流入，以填补上部流出空气所让出的空间，这样就形成了热压作用下的自然通风，即通常所说的烟囱效应。热压的大小取决于两个开口处的高度差H和室内外的空气温度差\DeltaT，可用公式\Deltap_{t}=gH(\rho_{o}-\rho_{i})计算，其中\Deltap_{t}为热压，g为重力加速度，\rho_{o}、\rho_{i}分别为室外和室内空气密度。自然通风在不同建筑类型中有着广泛的应用场景。在传统民居建筑中，自然通风是主要的通风方式。例如，中国南方的传统民居，通常采用大屋檐、高屋脊、多门窗的设计，利用风压和热压原理，使室内外空气充分流通。在夏季，打开门窗，形成穿堂风，有效降低室内温度；在北方四合院中，庭院与房屋相互连通，通过合理的布局，引导自然风进入室内，改善室内空气品质。在现代建筑中，自然通风也得到了重视和应用。一些低能耗建筑、绿色建筑和生态建筑，通过巧妙的设计，充分利用自然通风来满足室内通风需求。如某生态办公楼，设置了高大的中庭，利用热压原理，使室内热空气上升，通过中庭顶部的通风口排出，同时室外新鲜空气从底部进入，形成自然通风循环，减少了机械通风的能耗。在一些体育馆、展览馆等大型公共建筑中，采用自然通风与机械通风相结合的方式，在过渡季节和室外气候条件适宜时，优先利用自然通风，降低运行成本。自然通风具有节能、环保、成本低等优点，但其通风效果受室外气象条件和建筑布局等因素的制约，存在通风量不稳定、难以满足室内复杂环境需求等局限性。2.2.2机械通风机械通风是通过机械动力设备，如风机、风扇、空气处理单元等，强制实现室内外空气交换的通风方式。其工作原理是利用风机产生的压力差，将室外新鲜空气引入室内，并将室内污浊空气排出室外。在机械通风系统中，风机是核心设备，根据不同的需求和系统类型，可选择离心风机、轴流风机、混流风机等。离心风机适用于大风量、高压力的通风系统，如大型工厂车间的通风；轴流风机则常用于风量较大、压力较低的场所，如一般建筑物的通风换气；混流风机综合了离心风机和轴流风机的特点，具有效率高、噪声低等优点。机械通风系统根据气流组织方式可分为全面通风和局部通风。全面通风是对整个房间进行通风换气，使室内空气达到卫生标准，常见的全面通风方式有上送下回、下送上回、中送上下回等。上送下回方式是将新鲜空气从房间上部送入，污浊空气从下部排出，这种方式气流组织较为均匀，适用于一般的办公室、教室等场所；下送上回方式则是新鲜空气从下部送入，污浊空气从上部排出，有利于形成活塞流，提高通风效率，常用于对空气品质要求较高的场所，如医院手术室。局部通风是针对局部区域进行通风，如在产生污染物的设备或工作区域设置局部排风罩，将污染物及时排出室外，同时可在局部区域设置局部送风装置，提供新鲜空气，满足人员的呼吸需求。在工厂的喷漆车间，设置局部排风罩，将喷漆过程中产生的有害气体及时排出，防止其在车间内扩散，保护工人的身体健康。机械通风在大型建筑和特定场所具有显著的应用优势。在大型商业建筑中，如购物中心、商场等，由于空间大、人员密集、设备众多，产生的热量和污染物较多，自然通风难以满足通风需求。机械通风系统能够根据室内环境参数，精确控制通风量和气流组织，有效排除室内的余热、余湿和污染物，为顾客和工作人员提供舒适、健康的室内环境。在工业厂房中，特别是一些生产过程中会产生大量有害气体、粉尘、余热的工厂，如化工、冶金、电子等行业，机械通风系统可确保生产环境的安全，保障工人的职业健康。在一些对室内环境要求严格的场所，如医院手术室、实验室、电子洁净车间等，机械通风系统不仅能提供充足的新风量，还可配备高效的空气过滤、消毒等设备，保证室内空气的洁净度和无菌环境。然而，机械通风也存在一些缺点，如能耗较高、运行成本较大，设备投资和维护费用也相对较高，同时可能会产生噪声和振动，影响室内环境的舒适性。2.2.3混合通风混合通风是将自然通风和机械通风相结合的一种通风方式，它充分利用自然通风和机械通风的优势，根据不同的室内外环境条件和需求，灵活切换或同时使用两种通风模式，以达到改善室内空气品质、提高热舒适性和节能的目的。混合通风的运行模式主要有以下几种：一是自然通风模式和机械通风模式交替运行。在室外条件允许自然通风时，关闭机械通风系统，利用自然通风满足室内通风需求；当室外环境温度升高或降低至某一限度，自然通风无法满足要求时，开启机械通风系统。这种模式适用于一年四季气候变化较明显的地区，在过渡季节利用自然通风，而在炎热的夏季和寒冷的冬季采用机械通风。二是风机辅助式自然通风。在所有气候条件下，都以自然通风为主，但当自然驱动力不足时，开动风机以维持气流的流动和保证气流流速的要求。该模式主要适用于四季气候温和的地区，通过合理设计自控系统，根据自然驱动力的强弱来控制风机的开停。三是热压和风压辅助式机械通风。在所有气候条件下，以机械通风为主，热压和风压等自然驱动力为辅。这种模式适用于四季气候或冷或热的地区，根据风压和热压的大小变化来控制机械通风系统，如调节风量、送风温度等。混合通风的适用条件较为广泛，尤其适用于对室内环境要求较高、能耗限制较严格的建筑。在一些智能建筑中，通过安装传感器实时监测室内外温度、湿度、空气质量、风速等参数，控制系统根据这些参数自动判断并选择合适的通风模式。当室外空气质量良好、温度适宜且风速达到一定条件时，优先采用自然通风模式；当自然通风无法满足室内环境要求时，自动切换到机械通风模式，或采用自然通风与机械通风同时运行的混合模式。在一些既有建筑改造项目中，为了降低能耗、提高室内空气品质，也常采用混合通风方式。通过对原有建筑的通风系统进行改造，增加自然通风设施，如可开启窗户、通风竖井等，并与原有的机械通风系统相结合，实现混合通风。混合通风具有节能、环保、提高室内空气品质和热舒适性等优点。与传统的机械通风系统相比，混合通风系统可减少机械通风设备的运行时间和能耗，从而降低运行成本。同时，自然通风的引入可增加室内空气的新鲜度和自然感，提高人们对室内环境的满意度。但混合通风系统的设计和控制相对复杂，需要综合考虑多种因素，如建筑形式、周围环境、气象条件、室内负荷等，以确保系统的高效运行。三、不同通风方式对室内空气成分的影响3.1对氧气与二氧化碳浓度的调节3.1.1自然通风下的浓度变化自然通风通过室外气流的风压作用和室内外空气温差产生的热压作用，实现室内外空气的自然交换，进而对室内氧气和二氧化碳浓度产生影响。在实际案例中，不同季节和时段的自然通风效果差异显著。以某位于南方地区的典型住宅为例，在春季过渡季节，室外气温较为温和，风速适中。白天时段，当室外风速达到3-4m/s时，开启南北朝向的窗户，形成穿堂风。室内空气与室外新鲜空气快速交换，室内氧气浓度接近室外水平，稳定在20.9%左右。由于室内人员活动相对较少，二氧化碳产生量有限，且能及时被通风排出，室内二氧化碳浓度维持在500-600ppm之间，处于较低水平，室内空气清新，居住者感觉舒适。然而，到了夜晚，室外风速降低至1-2m/s，通风量减少。室内人员睡眠时呼吸持续产生二氧化碳，且通风不足以快速稀释，导致室内二氧化碳浓度逐渐上升，凌晨时段可达到800-900ppm，虽仍在可接受范围内，但室内空气的清新感有所下降。在夏季，该地区气温较高，室外空气温度常超过30℃。白天阳光强烈，室内热源增多，热压作用增强。若仅依靠自然通风，由于室外空气温度高，引入的新风量虽大，但并不能有效降低室内二氧化碳浓度。在室内人员较多且活动频繁的情况下，如家庭聚会时，室内二氧化碳浓度可迅速上升至1000-1200ppm，同时氧气浓度略有下降，人们会感到闷热、呼吸不畅。此时，自然通风的降温效果也有限，室内舒适度较差。而在冬季，该地区气温较低，室外平均温度在10℃左右。居民为了保暖，往往减少开窗时间和通风量。室内长时间处于相对封闭状态，人员呼吸和室内活动产生的二氧化碳不断积累。即使在白天短暂开窗通风，由于通风时间短且室外冷空气进入量有限，室内二氧化碳浓度仍可达到1000ppm以上，氧气浓度也会相应降低，室内空气质量明显下降，影响居住者的健康和生活质量。3.1.2机械通风的调控效果机械通风借助风机等设备强制进行室内外空气交换，能够精准控制通风量和气流组织，从而有效调控室内氧气和二氧化碳浓度。通过实际的数据对比，可以清晰地看出机械通风在这方面的优势。以某大型办公楼为例，该楼采用机械通风系统，配备了多台离心风机和完善的气流分配管道。在正常办公时段，室内人员密度约为每10平方米5人，人员活动产生的二氧化碳量较大。当机械通风系统按照设计参数运行，通风量设定为每小时5次换气时，室内氧气浓度稳定保持在20.8%-20.9%之间，接近室外正常水平。二氧化碳浓度则被控制在600-700ppm，远低于室内空气质量标准中规定的1000ppm限值。当办公人数增加或室内活动强度加大时，如举行大型会议，人员密度达到每10平方米8人。此时，机械通风系统通过智能控制系统自动检测室内二氧化碳浓度，并根据设定的阈值自动调节风机转速，增加通风量。当通风量提升至每小时8次换气后，室内二氧化碳浓度迅速下降，稳定在700-800ppm之间，仍能满足室内人员对空气质量的要求，保障了办公环境的舒适和健康。在一些对空气质量要求极高的场所，如医院手术室、电子洁净车间等，机械通风系统不仅能精确控制氧气和二氧化碳浓度，还可配备高效的空气过滤和净化设备。在医院手术室中，机械通风系统采用上送下回的气流组织方式，送入的新风经过高效过滤器过滤，去除空气中的微小颗粒和细菌等污染物。同时，通过严格控制通风量和气流速度，确保室内氧气浓度维持在21%左右，二氧化碳浓度低于500ppm，为手术的顺利进行提供了稳定、洁净的空气环境。3.1.3混合通风的综合作用混合通风结合了自然通风和机械通风的优势，在平衡室内氧气和二氧化碳浓度方面具有独特的优势。它能够根据室内外环境条件和实际需求，灵活切换通风模式，实现高效的空气调节。以某绿色建筑示范项目为例，该建筑采用混合通风系统，并配备了智能控制系统。在过渡季节，室外气候条件适宜，自然通风能够满足大部分通风需求。当室外风速达到2-3m/s且温度在18-25℃之间时，智能控制系统自动开启自然通风模式，关闭机械通风设备。通过开启建筑的可开启窗户和通风竖井，利用风压和热压实现室内外空气的自然交换。此时，室内氧气浓度保持在20.9%左右，二氧化碳浓度稳定在500-600ppm之间，室内空气清新，舒适度较高，同时有效降低了能源消耗。当室外风速较低或温度超出自然通风的适宜范围时，如夏季高温时段，自然通风无法满足室内通风需求。智能控制系统自动切换到机械通风模式，启动风机，增加通风量。同时，根据室内二氧化碳浓度的实时监测数据，调节风机转速，确保室内二氧化碳浓度始终控制在合理范围内。在人员密集的会议室等区域，当二氧化碳浓度上升至800ppm时，机械通风系统加大通风量，使二氧化碳浓度迅速下降至700ppm以下，保证了室内空气质量。在某些特殊情况下，如室内人员活动突然增加或室外空气质量突然恶化，混合通风系统可同时启动自然通风和机械通风。在人员密集的商场中，节假日期间顾客流量大幅增加，室内二氧化碳产生量急剧上升。此时，混合通风系统一方面利用自然通风开启建筑的大面积天窗和侧窗，引入室外新鲜空气；另一方面，启动机械通风设备，加大通风量，快速排出室内污浊空气。通过两者的协同作用，室内氧气浓度稳定在20.8%左右，二氧化碳浓度控制在800ppm以内，为顾客和工作人员提供了舒适、健康的购物和工作环境，同时实现了节能与环保的目标。3.2对有害气体及污染物的排出3.2.1甲醛等挥发性有机物的去除新装修房屋中，甲醛等挥发性有机物（VOCs）主要来源于各类装修材料和家具。人造板材在生产过程中使用了大量含甲醛的胶粘剂，如脲醛树脂，在板材使用过程中，甲醛会逐渐释放到空气中。墙面涂料、油漆中也含有苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机化合物。这些有害气体在室内积聚，严重威胁人体健康，长期暴露可能引发呼吸道疾病、过敏反应，甚至增加患癌风险。自然通风对甲醛等挥发性有机物的去除效果受多种因素制约。在某新装修的两居室住宅中，当室外风速为2-3m/s时，打开南北向窗户形成穿堂风，室内甲醛浓度在通风1小时后从初始的0.2mg/m³下降到0.15mg/m³。随着通风时间延长至4小时，甲醛浓度降至0.1mg/m³左右。但当室外风速降低至1m/s以下时，通风效果明显减弱，4小时通风后甲醛浓度仅下降到0.13mg/m³。若遇到室外空气质量差或恶劣天气，如雾霾天、雨天等，自然通风不仅无法有效降低室内有害气体浓度，还可能引入室外污染物，进一步恶化室内空气品质。机械通风在去除甲醛等挥发性有机物方面具有更强的可控性。在一个面积为100平方米的办公室装修后，采用机械通风系统，通风量设定为每小时800立方米。运行2小时后，室内甲醛浓度从0.18mg/m³降至0.08mg/m³，达到室内空气质量标准限值。当通风系统持续运行8小时后，甲醛浓度稳定在0.05mg/m³左右。机械通风系统可通过调节风机转速和风量，根据室内有害气体浓度的变化及时调整通风量，确保室内空气质量始终符合标准。一些先进的机械通风系统还配备了活性炭过滤器、光催化氧化装置等，能进一步分解和吸附有害气体，提高净化效率。混合通风结合自然通风和机械通风的优势，在不同条件下灵活切换通风模式，有效去除甲醛等挥发性有机物。在某新建住宅小区的样板房中，装修完成后采用混合通风系统。在天气晴朗、室外风速适宜（2-4m/s）时，系统自动切换至自然通风模式，打开窗户和通风口，利用自然风降低室内有害气体浓度。当室外风速较低或空气质量不佳时，自动启动机械通风系统，补充新风并排出污浊空气。经过一周的监测，室内甲醛浓度从初始的0.25mg/m³迅速下降到0.06mg/m³，并保持稳定。在过渡季节，混合通风系统能充分利用自然通风的节能优势，减少机械通风设备的运行时间，降低能耗，同时确保室内空气质量达标。3.2.2颗粒物与微生物的净化室内颗粒物主要来源于室外空气渗透、人员活动、室内装修、烹饪等。在室外空气污染严重时，如雾霾天气，大量的PM₂.₅和PM₁₀会随着空气渗透进入室内。人员在室内走动、打扫卫生等活动会扬起地面灰尘，增加室内颗粒物浓度。厨房烹饪过程中，煎、炒、炸等操作会产生大量油烟颗粒，这些颗粒物不仅影响室内空气的洁净度，还会对人体呼吸系统造成危害。微生物在室内的滋生与室内温湿度密切相关。当室内温度在25-30℃，相对湿度在60%-80%时，是微生物生长繁殖的适宜环境。常见的微生物如细菌、真菌、病毒等，会附着在灰尘颗粒上，在室内空气中传播。在潮湿的卫生间、厨房角落，以及空调、加湿器等设备中，容易滋生大量细菌和真菌。这些微生物会引发呼吸道感染、过敏反应等疾病，对人体健康构成威胁。不同通风方式对颗粒物和微生物的净化效果差异显著。自然通风在一定程度上可以稀释室内颗粒物和微生物浓度，但受室外环境影响较大。在某居民住宅中，当室外空气质量良好且风速为3-4m/s时，自然通风1小时后，室内PM₂.₅浓度从50μg/m³下降到30μg/m³，微生物浓度也有所降低。但当室外空气质量差，PM₂.₅浓度高达200μg/m³时，自然通风反而会使室内PM₂.₅浓度升高。机械通风系统通过过滤器等设备能有效过滤颗粒物和部分微生物。在医院病房中，采用高效空气过滤器（HEPA）的机械通风系统，可将空气中粒径大于0.3μm的颗粒物过滤效率达到99.97%以上。对于微生物，通过过滤器拦截和紫外线杀菌等措施，能有效降低室内微生物浓度。在传染病病房中，机械通风系统的高效过滤器可阻挡大部分携带病毒的气溶胶颗粒，同时结合紫外线消毒装置，对循环空气进行杀菌处理，确保病房内空气的洁净度和安全性。混合通风系统结合了自然通风和机械通风的优点，在不同工况下实现对颗粒物和微生物的有效净化。在某学校教室中，采用混合通风系统。在室外空气质量良好时，利用自然通风降低室内污染物浓度；当室外空气质量差或室内人员密度较大时，启动机械通风系统，通过过滤器和消毒设备净化空气。在雾霾天气下，机械通风系统开启，运行2小时后，室内PM₂.₅浓度从200μg/m³降低到50μg/m³，微生物浓度也明显下降，保障了师生的健康和学习环境。四、不同通风方式对室内空气物理性质的影响4.1对温度的影响4.1.1自然通风的温度调节自然通风通过风压和热压作用实现室内外空气的自然交换，从而对室内温度产生调节作用。其调节效果在不同气候条件下差异显著，具体表现为：在温和气候地区，如昆明，四季如春，年平均气温在15℃左右。以某位于该地区的典型住宅为例，在春秋季节，室外气温宜人，风速适中，一般在2-4m/s。此时，自然通风效果显著，通过开启南北朝向的窗户形成穿堂风，室内空气能够快速与室外新鲜空气进行交换。室内温度能够维持在与室外相近的水平，保持在18-22℃之间，居住者感觉舒适，无需额外的制冷或制热设备，有效降低了能源消耗。在炎热的夏季，以广州为例，夏季气温常常高达35℃以上，太阳辐射强烈，室内热量积聚。自然通风主要依靠热压作用，室内热空气上升，通过屋顶通风口或高侧窗排出，室外较冷空气从底部窗户进入。然而，由于室外空气温度较高，自然通风对室内温度的降低作用有限。在白天高温时段，室内温度虽能有所下降，但仍可能维持在30-32℃左右，难以达到人体舒适的温度范围，居住者会感到闷热。不过，在夜间，室外气温有所下降，自然通风可使室内温度逐渐降低，为居民提供相对凉爽的休息环境。在寒冷的冬季，如北京，室外平均气温在0℃以下，自然通风会使室内热量迅速散失。为了保暖，居民通常会减少开窗通风的时间和频率。若长时间关闭门窗，室内空气不流通，温度虽能保持相对稳定，但空气质量会逐渐下降。在短暂开窗通风时，由于室外冷空气的大量涌入，室内温度会迅速下降，可能导致室内温度波动较大，影响居住者的舒适度。因此，在冬季，自然通风需要与供暖系统合理配合，以平衡室内温度和空气质量。4.1.2机械通风的温控效果机械通风借助风机等设备强制进行室内外空气交换，在制冷制热过程中对室内温度分布和节能效果有着重要影响。在制冷模式下，以某大型商场为例，该商场采用机械通风与中央空调系统相结合的方式。机械通风系统通过调节风机的转速和风量，将经过空调处理的低温空气送入室内。在商场内，采用上送下回的气流组织方式，从天花板送风口送出的冷空气，由于密度较大，会下沉至人员活动区域，形成冷空气幕，有效降低人员活动区域的温度。通过合理布置送风口和回风口，能够使室内温度分布更加均匀，减少温度梯度。在商场营业高峰期，人员密集，设备散热较多，机械通风系统加大通风量，及时排出室内的余热，维持室内温度在24-26℃之间，为顾客和工作人员提供舒适的购物和工作环境。同时，通过智能控制系统，根据室内温度传感器的反馈，自动调节风机和空调的运行参数，实现节能运行。与传统的自然通风或单一的空调系统相比，这种机械通风与空调相结合的方式，能够在满足室内舒适度的前提下，有效降低能源消耗。在制热模式下，如某写字楼，冬季采用机械通风和集中供暖系统。机械通风系统将室外冷空气引入，经过热交换器与供暖系统的热水进行热量交换，加热后的空气送入室内。采用下送上回的气流组织方式，从地面送风口送出的热空气，由于密度较小，会上升至房间上部，形成热空气层，使室内温度自上而下逐渐降低。通过合理控制送风量和送风温度，能够使室内温度分布均匀，避免出现局部过热或过冷的现象。在写字楼办公区域，通过智能控制系统，根据室内人员的活动情况和室外气温的变化，自动调节机械通风系统和供暖系统的运行参数，实现节能高效的制热效果。在满足室内舒适度的同时，有效降低了能源消耗。4.1.3混合通风的温度平衡混合通风结合了自然通风和机械通风的优势，能够在不同季节实现室内温度的平衡，提高舒适度。在过渡季节，以某绿色建筑为例，该建筑采用混合通风系统，并配备了智能控制系统。当室外气候条件适宜，如温度在18-25℃之间，风速在2-4m/s时，智能控制系统自动开启自然通风模式，关闭机械通风设备。通过开启建筑的可开启窗户和通风竖井，利用风压和热压实现室内外空气的自然交换。此时，室内温度能够维持在与室外相近的水平，保持在20-23℃之间，室内空气清新，舒适度较高，同时有效降低了能源消耗。在夏季高温时段，当自然通风无法满足室内降温需求时，混合通风系统自动切换到机械通风模式，启动风机，增加通风量。同时，结合空调系统进行制冷，根据室内温度传感器的反馈，智能控制系统自动调节风机和空调的运行参数，实现对室内温度的精确控制。在人员密集的会议室等区域，当室内温度升高时，机械通风系统加大通风量，快速排出室内的余热，同时空调系统降低送风温度，使室内温度迅速下降并稳定在24-26℃之间，保证了室内的舒适度。在冬季寒冷时段，混合通风系统以机械通风为主，自然通风为辅。机械通风系统将室外冷空气引入，经过热交换器与供暖系统的热水进行热量交换，加热后的空气送入室内。当室外风速较大且温度不是很低时，适当开启自然通风，引入部分室外新鲜空气，与机械通风送入的热空气混合，在保证室内温度的同时，提高室内空气的新鲜度。通过智能控制系统，根据室内外温度、湿度等参数的变化，自动调节自然通风和机械通风的比例，实现室内温度的平衡和舒适度的提升。4.2对湿度的影响4.2.1自然通风的湿度变化以南方潮湿地区为例，如广州、深圳等地，年平均相对湿度常高达70%-80%，在雨季或梅雨季节，湿度更是显著攀升，可达85%以上。在这样的环境下，自然通风对室内湿度的调节效果至关重要。在某南方城市的典型居民住宅中，当室外湿度较高且风速较小时，如风速在1-2m/s，室内相对湿度在未通风时可达80%左右。开启窗户进行自然通风后，由于通风量有限，室内湿度在1小时内仅下降到78%左右。随着通风时间延长至4小时，湿度缓慢下降至75%左右。这是因为自然通风主要依靠风压和热压驱动，风速低时，空气交换速度慢，难以快速带走室内的湿气。而当室外风速增大到3-4m/s时，自然通风效果明显提升。在同样的住宅中，通风1小时后，室内相对湿度可从80%下降到72%左右。持续通风4小时后，湿度进一步降至68%左右。较强的风速使得室内外空气交换加快，有效降低了室内湿度。然而，当遇到室外空气湿度极高的情况，如在梅雨季节，即使风速较大，自然通风也难以将室内湿度降低到舒适范围。此时，室内湿度可能仍维持在75%以上，居住者会感到闷热、潮湿，衣物、家具等也容易受潮发霉。4.2.2机械通风的湿度控制机械通风通过除湿或加湿功能，能够有效地维持室内湿度的稳定，为人们提供舒适的室内环境。在一些湿度要求严格的场所，如博物馆、档案馆等，机械通风系统配备了专业的除湿设备，如转轮除湿机、冷凝除湿机等。以某博物馆为例，馆内文物对湿度要求极高，需保持在40%-60%之间。机械通风系统中的转轮除湿机通过吸湿剂吸附空气中的水分，将干燥后的空气送入室内。当室内相对湿度超过60%时，除湿机自动启动，加大除湿力度。在夏季高温高湿季节，室外相对湿度可达80%以上，通过机械通风系统的持续除湿，馆内湿度始终稳定在50%-55%之间，确保了文物的安全保存。在一些干燥地区或冬季供暖的场所，室内空气容易过于干燥，此时机械通风系统可通过加湿功能来调节湿度。在北方某写字楼中，冬季供暖期间，室内相对湿度常低至30%以下。机械通风系统中的加湿器采用超声波加湿技术，将水分转化为微小的水雾颗粒，释放到空气中。当室内湿度低于40%时，加湿器自动开启，根据室内湿度传感器的反馈，实时调节加湿量。经过加湿处理后，室内相对湿度稳定在45%-50%之间，提高了办公人员的舒适度，减少了因干燥引起的呼吸道不适等问题。4.2.3混合通风的湿度优化混合通风在改善室内湿度环境方面具有综合优势，它能够根据不同的室内外条件，灵活运用自然通风和机械通风，实现对湿度的精准调控。在某位于南方地区的智能建筑中，采用了混合通风系统。在过渡季节，室外湿度和温度较为适宜，当室外相对湿度在60%-70%之间，风速在2-3m/s时，系统自动切换至自然通风模式。通过开启建筑的可开启窗户和通风竖井，利用自然风降低室内湿度。经过一段时间的自然通风，室内相对湿度可稳定在65%左右，满足了室内人员对湿度的舒适需求，同时减少了机械通风设备的运行能耗。当室外湿度较高或较低，自然通风无法满足要求时，混合通风系统自动启动机械通风模式。在夏季暴雨过后，室外相对湿度可能飙升至90%以上，此时自然通风不仅无法降低室内湿度，反而可能引入更多湿气。混合通风系统迅速切换到机械通风模式，启动除湿设备，加大通风量，将室内潮湿空气排出室外。经过机械通风系统的强力除湿和通风，室内相对湿度在短时间内从85%下降到70%左右，并保持稳定。在冬季，当室外空气过于干燥，室内相对湿度低于40%时，混合通风系统在机械通风模式下启动加湿设备，为室内补充水分。通过智能控制系统，根据室内湿度传感器的反馈，自动调节加湿量和通风量，使室内相对湿度稳定在45%-50%之间，为室内人员提供了舒适的湿度环境。五、不同通风方式的应用案例分析5.1住宅通风案例5.1.1自然通风在住宅中的应用以某位于广州市的传统民居为例，该住宅为两层建筑，采用庭院式布局，四周房屋环绕中间庭院，房屋朝向主要为南北向。在夏季，广州气候炎热，平均气温可达30℃以上，相对湿度较高，常处于70%-80%。该住宅充分利用自然通风来改善室内空气品质和热环境。在白天，室外风速通常在2-4m/s之间，打开房屋的南北向门窗，形成穿堂风，利用风压作用，使室外新鲜空气快速进入室内，室内污浊空气被排出。通过对室内空气品质的监测发现，通风1小时后，室内二氧化碳浓度从初始的800ppm下降到600ppm左右，甲醛浓度从0.1mg/m³降低到0.06mg/m³左右，可吸入颗粒物（PM₁₀）浓度从50μg/m³下降到30μg/m³左右，室内空气得到有效净化。同时，室内温度也有所降低，从通风前的32℃下降到30℃左右，相对湿度保持在70%左右，居住者感觉较为舒适。在夜间，室外气温略有下降，风速相对稳定。自然通风持续进行，进一步降低室内温度，使室内温度在夜间可降至28℃左右，为居住者提供了较为凉爽的休息环境。居民反馈，在自然通风良好的情况下，室内空气清新，无闷热感，睡眠质量也得到了提高。然而，在冬季，广州虽然气温相对较高，但偶尔也会出现冷空气来袭的情况。当室外温度较低且风速较大时，自然通风会使室内热量散失过快，导致室内温度下降明显。如在一次冷空气过程中，室外温度降至10℃，风速达到5m/s，打开门窗通风后，室内温度在1小时内从20℃下降到15℃左右，居住者感觉寒冷，不得不关闭门窗，减少通风量。这表明自然通风在冬季受室外气候条件限制较大，需要合理控制通风时间和通风量，以平衡室内温度和空气质量。5.1.2机械通风与混合通风的住宅应用某位于北京市的高档住宅小区，采用了先进的机械通风和混合通风系统。该小区的住宅均为精装修交付，建筑材料和家具选用环保型产品，但仍存在一定的室内污染问题。机械通风系统采用了全热交换新风设备，配备高效过滤器，能够有效过滤空气中的颗粒物、细菌、病毒等污染物，并实现室内外空气的热量交换，在引入新鲜空气的同时，减少室内热量的损失。在冬季供暖期间，室外温度较低，平均在-5℃左右，机械通风系统按照每小时0.5次换气的标准运行。通过监测发现，室内二氧化碳浓度稳定在600ppm左右，甲醛浓度保持在0.05mg/m³以下，PM₂.₅浓度从室外的80μg/m³降低到室内的20μg/m³左右，有效保障了室内空气质量。同时，由于采用了全热交换技术，室内温度基本保持在22℃左右，能耗比传统机械通风系统降低了20%左右。在过渡季节，室外气候条件适宜，混合通风系统发挥作用。当室外温度在18-25℃之间，风速在2-3m/s时，系统自动切换至自然通风模式，打开窗户和通风口，利用自然风进行通风。当自然通风无法满足室内通风需求时，如室外风速较低或室内人员活动增加导致污染物浓度上升时，自动启动机械通风系统，补充新风并排出污浊空气。在过渡季节的某一天，上午室外风速为3m/s，温度为20℃，自然通风运行良好，室内空气品质和温度均保持在舒适范围内。下午，室外风速降至1m/s，室内人员活动增多，二氧化碳浓度上升至800ppm，此时混合通风系统自动启动机械通风，加大通风量，使二氧化碳浓度迅速下降至700ppm以下，保持了室内空气质量的稳定。居民对该小区的通风系统满意度较高，认为室内空气始终保持清新，即使在雾霾天气或冬季供暖期间，也能享受到高质量的室内空气。同时，混合通风系统的节能效果也得到了居民的认可，降低了能源消耗和生活成本。5.2商业建筑通风案例5.2.1大型商场的通风系统大型商场通常采用机械通风与自然通风相结合的方式来满足大量人员流动下的空气品质需求。以某大型综合商场为例，该商场建筑面积达5万平方米，共5层，每层营业面积约1万平方米。商场内人员密集，高峰时段人流量可达数千人。在机械通风方面，商场配备了一套完善的集中式机械通风系统，由多台大型离心风机、空气处理机组（AHU）和通风管道组成。通风系统根据商场的功能区域和人员分布进行分区设计，确保每个区域都能得到充足的新风供应。在主要营业区域，通风量按照每小时5-8次换气进行设计。通过设置在天花板上的送风口，将经过过滤、加热或冷却处理后的新鲜空气均匀地送入室内。送风口采用旋流风口或散流器，使空气能够在室内形成良好的气流组织，避免出现通风死角。回风口则设置在靠近地面的位置，将室内污浊空气及时排出。通风系统还配备了高效空气过滤器，能够有效过滤空气中的颗粒物、细菌、病毒等污染物，确保送入室内的空气洁净度。在自然通风方面，商场在建筑设计上充分考虑了自然通风的条件。商场的外立面设置了大面积的可开启窗户，在过渡季节和室外空气质量良好、气候适宜时，开启窗户，利用风压和热压实现自然通风。商场还设有中庭，中庭顶部设置了可开启的天窗，形成热压通风通道。在自然通风模式下，室内外空气通过窗户和中庭进行自然交换，降低了机械通风系统的运行能耗。为了确保通风系统的高效运行和室内空气品质的稳定，商场还安装了智能控制系统。该系统通过传感器实时监测室内外温度、湿度、二氧化碳浓度、空气质量等参数，并根据这些参数自动调节通风系统的运行状态。当室内二氧化碳浓度超过设定阈值时，系统自动加大通风量，及时排出室内污浊空气，补充新鲜空气。在商场营业结束后，通风系统自动切换到夜间通风模式，利用室外低温空气对室内进行预冷或预热，降低第二天的空调能耗。通过这种机械通风与自然通风相结合，并配备智能控制系统的通风方式，该商场在满足大量人员流动下的空气品质需求方面取得了良好的效果。室内空气质量始终保持在良好水平，二氧化碳浓度控制在1000ppm以下，颗粒物浓度符合国家标准，为顾客和工作人员提供了舒适、健康的购物和工作环境。同时，通风系统的节能效果也较为显著，相比传统的单一机械通风系统，能耗降低了约20%。5.2.2办公室的通风选择不同通风方式对办公室员工工作效率和健康有着显著影响。以某科技公司的开放式办公室为例，该办公室面积为1000平方米，员工人数约200人。自然通风在该办公室中起到了一定的作用。在过渡季节，当室外温度适宜（18-25℃），风速适中（2-3m/s）时，打开窗户进行自然通风。通过自然通风，室内空气得到更新，员工能够感受到新鲜空气的流动，心情更加舒畅。在自然通风良好的情况下，对员工进行的问卷调查显示，约80%的员工表示室内空气清新，工作时的疲劳感减轻，工作效率有所提高。然而，自然通风受室外环境影响较大。当室外空气质量较差，如出现雾霾天气时，自然通风无法有效保证室内空气质量，员工会出现咳嗽、喉咙不适等症状，工作效率也会受到明显影响。机械通风系统是该办公室的主要通风方式之一。办公室采用了全空气变风量（VAV）机械通风系统，配备了高效过滤器和热回收装置。通风系统根据室内人员活动情况和空气质量参数自动调节送风量。在人员密集的工作区域，如会议室、讨论区等，通风量自动增加，以保证充足的新风供应。通过机械通风系统，室内空气污染物浓度得到有效控制。经检测，室内甲醛浓度保持在0.05mg/m³以下，二氧化碳浓度控制在800ppm左右，满足室内空气质量标准。员工反馈，在机械通风系统运行良好的情况下，工作时的呼吸更加顺畅，注意力更加集中，工作效率相比通风不良时提高了约15%。混合通风系统结合了自然通风和机械通风的优势，进一步提升了办公室的室内环境质量。当室外条件适宜自然通风时，优先采用自然通风，关闭机械通风设备，降低能耗。当自然通风无法满足需求时，自动启动机械通风系统。在炎热的夏季，当室外温度过高，自然通风无法有效降低室内温度时，机械通风系统与空调系统联动，通过调节送风量和送风温度，保持室内温度在24-26℃之间，相对湿度在40%-60%之间，为员工提供了舒适的工作环境。在这种混合通风模式下，员工的满意度更高，对工作效率的提升也更为明显。根据调查，约90%的员工认为混合通风系统使他们的工作环境更加舒适，工作效率相比单一通风方式提高了约20%。同时，混合通风系统的节能效果显著，相比传统的全机械通风系统，能耗降低了约30%。5.3公共建筑通风案例5.3.1医院的通风要求与实践医院作为人员密集、对空气质量要求极高的场所，其通风系统的设计和运行直接关系到患者的康复、医护人员的健康以及医疗服务的质量。在医院中，存在着大量的细菌、病毒等病原微生物，这些微生物会通过空气传播，引发交叉感染，严重威胁患者和医护人员的健康。因此，医院通风系统的首要任务是控制室内空气质量，有效去除空气中的病原微生物，降低交叉感染的风险。不同科室和病房对通风有着特定的要求。手术室作为进行手术治疗的关键区域，对空气洁净度要求极高。根据相关标准，手术室的空气洁净度应达到百级或千级，即每立方米空气中粒径大于等于0.5μm的尘埃粒子数应分别不超过3520个和35200个。为了满足这一要求，手术室通常采用层流通风系统，通过高效过滤器过滤空气中的微粒，确保送入室内的空气洁净度。同时，采用上送下回的气流组织方式，使室内空气形成单向流，避免污染物的积聚和扩散。在手术过程中，通风系统的换气次数一般要求达到20-30次/小时，以保证室内空气的新鲜和洁净。传染病病房是收治传染病患者的特殊区域，为了防止病原体的传播，通风系统应采用负压通风方式。负压病房内的空气压力低于室外，使室外空气只能流入病房，而病房内的空气不会泄漏到室外。通风系统的送风口应设置在病房的上部，排风口设置在下部，形成合理的气流组织，确保病房内的空气有序流动。同时，排风口应安装高效过滤器，对排出的空气进行过滤消毒，防止病原体传播到室外。传染病病房的通风换气次数一般要求达到12-15次/小时，以保证病房内的空气得到及时更新。在医院通风系统的实践中，某三甲医院的通风系统改造项目具有代表性。该医院原有的通风系统存在设备老化、通风效果不佳、能耗较高等问题。为了改善室内空气质量，降低交叉感染的风险，医院对通风系统进行了全面改造。在空气净化方面，安装了高效空气过滤器（HEPA），能够过滤掉99.97%以上粒径大于0.3μm的微粒，有效去除空气中的细菌、病毒等病原体。同时，在通风系统中增加了紫外线消毒装置，对循环空气进行杀菌处理。在温度和湿度控制方面，采用了智能控制系统，根据不同科室和病房的需求，自动调节通风量和空调系统的运行参数，确保室内温度保持在22-26℃之间，相对湿度保持在40%-60%之间。在能耗控制方面，选用了高效节能的通风设备和空调系统，并采用了热回收技术，回收排出空气中的热量，用于预热或预冷新风，降低了能源消耗。通过通风系统的改造，该医院的室内空气质量得到了显著改善。经检测，手术室的空气洁净度达到了百级标准，传染病病房的负压环境稳定，各科室和病房的温度、湿度均符合要求。交叉感染的发生率明显降低，患者的康复环境得到了有效保障。同时，通风系统的能耗也大幅降低，实现了节能与环保的目标。5.3.2学校教室的通风设计学校教室是学生学习和活动的主要场所，通风方式对学生的学习和健康有着重要影响。良好的通风能够为学生提供清新的空气，减少室内污染物的积聚，降低学生感染疾病的风险。同时，适宜的通风条件还能调节室内温度和湿度，提高学生的舒适度，促进学生的学习效率。不同通风方式在学校教室中的应用效果存在差异。自然通风是学校教室常用的通风方式之一，其优点是成本低、节能环保。在天气适宜时，打开教室的门窗，利用风压和热压实现室内外空气的自然交换。以某学校的教室为例，在春季和秋季，当室外温度在18-25℃之间，风速在2-3m/s时，自然通风效果较好。通过自然通风，室内二氧化碳浓度能够从通风前的1000ppm左右降低到600-800ppm之间，甲醛浓度从0.1mg/m³降低到0.06mg/m³左右，可吸入颗粒物（PM₁₀）浓度从50μg/m³下降到30μg/m³左右，室内空气得到有效净化。同时，室内温度和湿度也能保持在较为舒适的范围内，学生感觉空气清新，学习时的注意力更加集中。然而，自然通风受室外气候条件影响较大。在夏季高温时段，室外空气温度