通风与空气质量计算器
装修里最容易被含糊处理的一件事就是通风:师傅说「开着窗就行」,物业说「有新风系统就够了」,但没人告诉你这个房间到底需要多少新风量、关窗一晚上二氧化碳会涨到多少、每天要开窗几个小时才能压下去。这个计算器把三件事算清楚:一是按房间体积和换气次数目标算出所需新风量,二是按每人每小时约 18 升的二氧化碳产生量,算出关窗稳态浓度、开窗稳态浓度和按开窗时长加权的日均浓度,三是反算出要达到 1000 ppm 的日均控制目标,需要多大的换气次数和每天开窗多久。
怎么用
先填房间面积和层高,工具用两者相乘得到房间体积,这是后面所有计算的底数。
选换气次数目标:卧室起居 0.5 次/h 是最低档,居住空间 1.0 次/h 是常见做法,公共空间 3.0 次/h 对应医院、候车厅一类高人流场合。
填常住人数和室外二氧化碳浓度,室外一般取 400 到 450 ppm,城市里通常不低于 420 ppm。
填每天实际能开窗的时间,工具会据此加权出日均浓度,并反算达标所需的换气次数和开窗时长。
易错:三类高频错法
- 只按面积算风量,不算层高。同样 18 m² 的房间,2.6 米层高和 3.2 米层高体积差 23%,新风量和二氧化碳浓度都要跟着变。
- 把换气次数当成除以人数的指标。1 次/h 的换气次数是对房间体积说的,和住几个人无关;人数只影响二氧化碳产生量。
- 只算开窗状态不算关窗状态。夜里关窗睡 8 小时,浓度是全天最高的时候,很多问题恰恰出在这一段。
- 拿 CO2 达标当成空气质量全部达标。二氧化碳只反映通风是否充分,甲醛、颗粒物和二氧化碳需要分别检测。
模型怎么算:稳态浓度与日均浓度
工具用两个状态描述一天:开窗时段按自然通风等效 4.5 次/h 计算,关窗时段按你选择的换气次数目标计算。稳态浓度用最基础的物质平衡式:二氧化碳浓度增量等于每人每小时约 18 升的产生量除以换气量,再换算成 ppm。
- 18 m²、层高 2.8 m 的房间体积是 50.4 m³,按 1.0 次/h 计算所需新风量 50.4 m³/h,人均 25.2 m³/(h·人)。
- 两位成人关窗时,二氧化碳产生量 36 L/h,稳态浓度比室外高 714.3 ppm,室外按 420 ppm 计,关窗稳态就是 1,134.3 ppm。
- 开窗后自然通风等效 4.5 次/h,稳态浓度降到 578.7 ppm,比关窗时低 555.6 ppm。
- 日均浓度按开窗时段取开窗稳态、关窗时段从开窗稳态向关窗稳态做一次指数衰减积分,再按 24 小时加权,默认参数下得到 1,018.5 ppm。
这是一个两状态稳态加权的估算模型,不含开窗瞬间的瞬态细节,也没有考虑不同房间之间的空气交换,真实数值会在正负 10% 内浮动。它足够用来判断「这个房间要不要装新风」「每天要开窗多久」这类决策。
两个指标:换气次数和人均新风量
换气次数和人均新风量经常被混着说,其实回答的是两个不同的问题。换气次数是「房间里的空气多久换一遍」,它决定污染物被稀释的速度;人均新风量是「每个人分到多少干净空气」,它决定二氧化碳这类人源污染物的浓度上限。
- 换气次数:住宅常见取 1.0 次/h,公共空间和医院候诊区取 3.0 次/h 以上,厨房卫生间另算排风。
- 人均新风量:住宅常见取值 30 m³/(h·人),办公空间更高。按 30 反算,默认参数下两位成人的新风量下限是 60 m³/h,比当前设置的 50.4 m³/h 少 9.6 m³/h。
- 两者换算关系:所需新风量 = 房间体积 × 换气次数,而换气次数可以由人均新风量除以人均体积得到。
- 以 1000 ppm 日均为控制目标反算,默认参数需要等效 1.04 次/h、52.2 m³/h 的新风量,说明 1.0 次/h 只是擦着线走。
判断标准请以现行版本的国家标准和当地要求为准,不同用途建筑的取值差别不小,工具里的档位只是行业常见做法的对照。
开窗通风的真实效果与局限
按换气次数折算,默认参数维持 1.0 次/h 需要每天开窗约 4.5 小时;按二氧化碳日均 1000 ppm 反算,需要每天开窗 4.8 小时。两者接近,说明在这个房间尺寸下,两种思路得到的结论是对得上的。
- 开窗效率高度依赖风压:南北对流的房间开窗一次顶侧窗房间的将近两倍,单面开窗很难形成对流。
- 二氧化碳降得快,甲醛降得慢。甲醛主要从板材内部持续缓释,开窗能带走浮在空气里的部分,但板材仍在释放,所以入住前的通风不能只看浓度下降速度。
- 关窗睡觉是浓度峰值时段。可以把开窗安排在早晚各一次,每次 2 到 3 小时,其余时间靠新风系统兜底。
- 厨房和卫生间要用排风而不是开窗:油烟、硫化氢和湿气靠对流排出效率很低,排风扇加止逆阀才是正解。
工具不提供任何设备安装或改造的操作步骤,涉及施工和选型时请按产品说明书与专业意见执行。
常见问题
二氧化碳多少算超标?
有新风系统还需要开窗吗?
为什么同样面积,卧室和客厅算出来的新风量一样?
开窗 4 小时和开窗 8 小时,差别有多大?
这个结果能替代专业检测吗?
边界说明
- 默认参数为 18 m²、层高 2.8 m、2 人、1.0 次/h、每天开窗 4 小时、室外 420 ppm。
- 成年人静坐二氧化碳产生量按 18 L/(h·人) 计,做饭和运动时明显更高。
- 自然通风等效 4.5 次/h、关窗渗透 0.2 次/h 为常见经验取值,实际随楼层、风向和窗型变化。
- 标准限值与检测结论以现行国家、行业标准和当地主管部门要求为准。