成都新希望D10天府200㎡超高层新风改造：竖井烟囱效应与防倒灌设计

• 200.3㎡建筑面积
• 3室2 厅 3 卫
• 280m³/h设计新风量
• 125m距地高度
• 0处幕墙新增开孔

项目档案

一、229 米的楼里，新风要过的第一关是风压

低层住宅做新风，室外那一侧基本是安静的：取风口开在墙上，风从外面来，风压通常只有几十帕，主机一百多帕的机外静压足够把它压住。到了 125 米的高度，这个前提不成立了。

按 GB 50009—2012 附录 E，成都地区 50 年一遇的基本风压取 0.30 kN/㎡。风压随高度变化，靠的是风压高度变化系数 μz。本楼所在位置按 B 类地面粗糙度取值，10 米处 μz = 1.00，125 米处 μz ≈ 2.13。两者相乘，125 米处的风压标准值是 0.639 kN/㎡，也就是 639 Pa，是 10 米处 300 Pa 的两倍多。

这还只是标准值。真正作用在立面上的是迎风面的正压和背风面的负压，要再乘体型系数。迎风面取 +0.8，得 511 Pa；背风面取 −0.5，得 −320 Pa。也就是说，同一个取风口，装在这栋楼的迎风侧还是背风侧，外面的压力能差出 831 Pa。

把 511 Pa 和主机的机外静压摆在一条线上，问题的性质就变了。这台 350 档主机的机外静压是 150 Pa，500 档机型也只有 170～200 Pa。如果取风口直接开在迎风立面上、没有任何遮挡与转向，外面 511 Pa 的正面压力足以把风顶进管路，风量不受控；反过来，排风口如果落在负压区，外面 −320 Pa 的吸力会把室内的空气往外抽，主机的排风段失去控制，等于在墙上开了个洞。

这就是超高层住宅新风与多层住宅在新风上真正的分野：多层住宅设计的是「管路阻力」，超高层先要设计「边界条件」。管路阻力算得再准，边界压力失控，风量照样不是设计值。

二、业主：一位不想再跟物业打交道的律师

业主郑先生，44 岁，执业律师，做商事诉讼。这套房子 2021 年底精装交付后一直自住，家里三口人：夫妻二人和一个读初中的孩子。他把书房放在北侧那间，晚上常在书房看卷宗到十一二点。

他要改新风的理由，说出来有点出人意料：不是嫌空气质量差，是嫌闷。原装那套单向正压除霾新风只有送风，室内的空气靠门缝、窗缝、卫生间排风道自然渗出。刚入住那两年还好，第三年开始，三个卫生间在关门状态下都能闻到地漏返味，主卧过夜后早上起来喉咙发干。他怀疑是正压把卫生间的存水弯封给顶穿了。

这个判断方向是对的。单向正压系统把室外空气不断压进室内，室内如果没有等量的排风路径，压力只能从阻力小的地方跑：门缝、地漏、烟道止回阀。地漏的存水弯水封一般只有 50 mm，对应的静水柱压力约 490 Pa，看着不小，但水封会蒸发、会被气流扰动，一旦破了，管道里的气味就直接进屋。

他的顾虑有三条，都很具体：

• 物业不允许动外立面。他之前问过一次，答复是幕墙属于建筑外围护结构，任何开孔都会导致幕墙防水质保失效，而且要报业主大会与幕墙原施工单位。他不想为这件事耗上半年。
• 怕改造把精装拆了。全屋是开发商统一精装，地面石材、吊顶、墙面都是成品。他明确说过，不接受为了新风把客厅吊顶整片拆掉。
• 怕吵，也怕高层风大的时候有啸叫。他住过酒店的高层，风大的夜里风口会有哨音，印象很深。

行为偏好上有一条值得记下来：他自己做过功课，前后对比了四家。他来谈的时候带着一张自己画的户型图，上面用铅笔记了三处他认为可以放主机的位置，还在旁边标了「设备平台」「卫生间吊顶」「厨房吊顶」。这说明他不是来听方案的，是来验证方案的。对这类业主，讲结论没有用，得把计算过程摊开给他看。

三、风量：200.3 ㎡ 为什么定 280 m³/h

超高层住宅算风量，容易犯两个错。一个是按人数算：常住三口人，人均 30 m³/(h·人) 只有 90 m³/h，这个数字连主卧加客厅都喂不饱。另一个是按建筑面积套一个「每平米多少风量」的经验值，套出来的数往往偏大，主机选大之后管路风速上去，噪声跟着上来。

规范的算法是按换气次数。GB 50736—2012 第 3.0.6 条规定，住宅设置机械通风时，换气次数不宜小于 0.50 次/h。本户层高 3.15 m，吊顶后净高 2.75 m，室内空气体积约 551 m³。按 0.50 次/h 算，下限是 276 m³/h；按 0.55 次/h 算，是 303 m³/h。

本户取 280 m³/h，折算换气 0.508 次/h，主机选 350 档，负荷率 80 %。取这个数的理由有三个：一是本户常住三人、房间不空置，0.50 次/h 已经够；二是超高层外墙是玻璃幕墙，气密性比砖墙好得多，同样的换气次数更容易守住；三是留 20 % 的主机余量，用来抵消竖井带来的额外阻力，这一点在第五节会算。

排风侧四个点，合计 235 m³/h，占送风的 84 %。这个比例是按「排风略小于送风、室内维持微正压」定的。超高层的气密性好，正压过高会让入户门变重、卫生间返味；正压过低又会让竖井里的空气倒灌。84 % 是一个经过实测验证的取值，第八节有压差数据。

四、幕墙不能开孔，取排风从哪里来

这一节是本项目要紧的一节。玻璃幕墙不是普通外墙，它是一套由铝合金龙骨、玻璃板块、密封胶、排水腔组成的系统，任何一块玻璃上开孔，都会破坏这道系统的完整性：孔壁无法做防水，玻璃是钢化的不能钻孔，孔口与型材之间的密封也做不长久。物业禁止开孔不是保守，是专业判断。

那新风从哪里进来？答案在楼本身。这栋 229 米的塔楼在设计和施工时，已经为每个户型预留了新风的取风竖井与排风竖井，位置在每层的公共走道与户内交界处，接口是带防火封堵的金属套管。原精装那套单向正压新风，用的就是这根取风竖井。

取风竖井的接口在户内一侧，位置在入户门旁的走道吊顶内，管口尺寸 250×200 mm。这个接口竖向贯通全楼，从底层一直到顶层。它是本户取风的单一通道，同时也是本户主要的风险来源——第五节会算清楚。

排风侧的出路相对多一点。三个卫生间本来就有排风竖井，厨房本来就有排烟道。但这里有一个必须分开处理的细节：厨房的排风不能接进公共排烟道。公共排烟道是全楼共用，油烟机工作时压力波动大，新风的厨房排风如果接进去，一是与油烟机抢风，二是别的楼层的油烟可能顺着烟道倒灌进来。本项目的做法是厨房排风单独接一根排风竖井（这栋楼的卫生间排风竖井与厨房排烟道是分开的两套系统），与油烟机完全解耦。

五、竖井的烟囱效应：110 Pa 的热压差

竖井是通路，也是压力源。一根从底层贯到顶层、高 229 米的竖井，内部的空气柱重量与室外不同，两者之差就是热压差，工程上叫烟囱效应。计算式是 ΔP =（ρ外 − ρ内）× g × h。

冬季工况：室外 3 ℃，空气密度约 1.29 kg/m³；室内 20 ℃，密度约 1.20 kg/m³。密度差 0.09 kg/m³，取 g = 9.81 m/s²，竖井有效高度按 125 米（本户到取风口的实际高差）算，得 ΔP = 0.09 × 9.81 × 125 ≈ 110 Pa。

夏季工况反过来：室外 32 ℃，密度约 1.16 kg/m³；室内 26 ℃，密度约 1.18 kg/m³。密度差 −0.02 kg/m³，得 ΔP ≈ −25 Pa，方向反转。

110 Pa 这个数，和主机的机外静压 150 Pa 摆在一起看，就知道问题在哪了。冬季竖井对取风口有 110 Pa 的额外抽力，等于室外空气被竖井「吸」着往户内走，主机的风量会偏大、失控；同一根竖井在夏季又变成 −25 Pa 的阻力，风量偏小。换句话说，同一套管路，冬夏两季的实际风量能差出 15 % 以上，而主机本身没有任何感知。

更麻烦的是排风竖井。冬季竖井的抽力方向与排风方向一致，排风顺畅得过头，三个卫生间即使在主机停机后也会持续排风，把室内的冷空气往外抽；夏季抽力反转，排风受阻，卫生间的湿气排不出去。

处理办法是把竖井当成一个「会变压力的边界」，在户内接口处把压力隔断：

• 取风侧在竖井接口后加一个 400×300×300 mm 的静压箱，用箱体容积吸收竖井的压力波动，实测能把波动幅度从 ±110 Pa 压到 ±18 Pa。
• 排风侧在每个卫生间支管上装电动风阀，与主机联动：主机开机才开阀，停机即关，避免停机状态下竖井持续抽风。
• 主机的档位不按季节改，按实测风量调。调试时分别在冬夏两季各测一次，用调节阀把风量拉回设计值。

六、单向正压改双向流：原管网怎么利用

原精装配置的是一套单向正压除霾新风：一台送风机、一套送风管网、七个送风口，没有排风。这套系统的管道已经埋在吊顶里，管径多为 φ75，材质是 PE 波纹管。

改造时面对一个选择：把原管网全部拆掉重做，还是复用。

本项目采用第三种。客厅这一路的风量 90 m³/h，如果继续走 φ75（内径约 68 mm，截面积 0.00363 ㎡），风速 = 90 ÷ 3600 ÷ 0.00363 ≈ 6.9 m/s，远超主风管 4～5 m/s、支管 3 m/s 的常规控制值，噪声和阻力都不可接受。把客厅与餐厅两路改成 φ90（截面积 0.00503 ㎡），客厅分两个风口各 45 m³/h，风速降到 2.5 m/s；餐厅 40 m³/h 走 φ90，风速 2.2 m/s。

其余五路维持 φ75：次卧 35 m³/h 风速 2.7 m/s，儿童房 30 m³/h 风速 2.3 m/s，书房 25 m³/h 风速 1.9 m/s，衣帽间与过道 15 m³/h 风速 1.1 m/s，都在可接受范围内。

新增的四路排风管网是这次改造的主要工作量。排风干管从主机出发，沿卫生间上方的检修吊顶走，到每个卫生间分一支 φ90 或 φ75 支管，末端接排风口。厨房那一路单独走 φ110，从厨房吊顶直接接入排风竖井。

七、防倒风的三道关

超高层新风的倒灌风险来自两个方向：一是室外风压（第一节算的 511 Pa 迎风面），二是竖井热压差（第五节算的冬季 110 Pa）。这两股力量都比普通住宅大一个量级，所以防倒风不能只靠一个止回阀。

本项目设了三道：

第一道是重力止回阀。装在主机排风出口与取风入口两处，靠阀片自重关闭。它的优点是不需要电、不怕停电；缺点是低压差下关不严，一般需要 15～20 Pa 的反向压差才能完全闭合。在 500 Pa 级的室外风压下，重力止回阀几乎是常开的。

第二道是电动风阀。装在竖井接口的户内侧，与主机联动。主机通电开阀，断电 30 秒后自动关闭。电动风阀的密封性比重力阀好得多，关闭后漏风量可以控制在额定风量的 2 % 以内。这一道是真正起作用的，停电时靠弹簧复位关闭，不依赖持续供电。

第三道是静压箱与风口朝向。取风口的开口方向不直接对着竖井的上升气流，而是从侧面进入静压箱，气流在箱内转向后再进入主机。这一道不密封，但能削掉大部分动压，让前两道阀面对的是一个平缓的压力而不是脉冲。

倒灌试验的做法很直接：把主机断电，在卫生间点燃一支线香，观察排风口和取风口是否有烟被吸出或者被顶回。改造前做一次，改造后再做一次。改造前，冬天做这个试验，客卫的烟在三分钟内被竖井抽得干干净净——不是排出去的，是被竖井的抽力硬拽走的，这恰恰说明停机状态下竖井在持续抽风。改造后，阀门关闭，烟在卫生间内基本静止，只有轻微扩散。

八、玻璃幕墙下的全热交换能回收多少冷量

超高层全玻璃幕墙的房子，夏季外围护结构的得热比砖墙住宅大，空调负荷高。全热交换器在这里的价值，不只是「换气不丢温度」，而是实实在在回收了一部分冷量。

成都夏季室外计算干球温度 31.8 ℃、湿球温度 26.4 ℃，室内设计 26 ℃、相对湿度 50 %。本户设计风量 280 m³/h，按显热交换效率 65 % 计算，回收的显热冷量为：

Q = 0.335 × 280 ×（31.8 − 26）× 0.65 ≈ 353 W

式中 0.335 是空气的体积比热（Wh/(m³·K)），280 是风量，5.8 是室内外温差，0.65 是显热效率。353 W 相当于一台小一匹空调的制冷量，全天 24 小时运行，一天回收的冷量约 8.5 kWh。按全热效率 58 % 折算，含潜热部分的回收量还要再高一些，但潜热回收的效率受排风侧湿度影响，实际取值保守一些更可靠。

冬季反过来用。成都冬季室外计算温度 2 ℃ 左右，室内 20 ℃，全热交换先把排风里的热量交给新风，进入室内的空气温度约 13 ℃，避免了冷风直吹。这一点对超高层住宅的体感影响比多层住宅更明显：玻璃幕墙的房间本来冬季靠近窗边就冷，新风如果再灌冷风，靠近风口的位置就没法坐人。

九、主机位置：超高层没有阁楼

主机放哪里，是精装房改造的第二个约束。这套房子没有阁楼、没有地下室、也没有独立的设备间，可用的位置只有三个。

本项目选入户走道吊顶内。这里的取舍是清楚的：主机离取风竖井只有 1.2 米，取风管的沿程阻力几乎为零；走道本身是过渡空间，对噪声不敏感；吊顶是可拆卸的石膏板检修口，后期换滤网不需要拆面孔。

主机的具体做法：用四根 M8 全螺纹吊杆固定在结构楼板上，不能固定在吊顶龙骨上。这一条在超高层尤其要紧——吊顶龙骨是轻钢龙骨，只承担吊顶自重，挂上一台 28 kg 的主机加上运行时 5～8 Pa 的脉动，时间长了会把龙骨拉弯，吊顶变形。吊杆与楼板的连接用膨胀螺栓，钻孔深度 60 mm，避开楼板内的钢筋。

噪声控制上做了三件事：主机底部加 10 mm 橡胶减振垫，吊杆加装减振吊钩，主机出风口与管路之间用一段 300 mm 的帆布软接。实测儿童房夜间低档 27.8 dB(A)，比改造前那套单向正压机的 32.1 dB(A) 还要低一些，原因是新主机装在走道、远离卧室，而原机装在客卫吊顶。

十、调试与实测

超高新风的调试和平层不一样，要分两轮：第一轮在主机正常运行状态下测风量，第二轮在停机状态下测倒灌。两轮都做完，系统才算调好。

总风量 267 m³/h，比设计低 4.6 %，折算换气次数 0.485 次/h。这个结果略低于 0.50 的下限，原因是竖井在调试当天处于夏季的负压状态（−25 Pa），把取风侧阻力抬高了一截。处理办法是把两个最远端支路的调节阀全开、其余各路收小 8 %，复测总风量回到 274 m³/h，折算 0.497 次/h，接近设计值。

这里要说清楚一个现实：超高层共用竖井的新风，风量不可能像独立取风那样稳定。冬夏两季各测一次、各调一次，是这套系统正常的维护节奏，不是故障。

正压从 31 Pa 降到 6.4 Pa，是这套系统改造后可以直接看到的变化。31 Pa 是什么概念：一扇 0.9 × 2.1 米的入户门，面积 1.89 ㎡，31 Pa 的压力作用在门上约 59 N，相当于 6 公斤的推力。改造前郑先生说「门有时候得用力推」，就是这个原因。

十一、交付：超高层改造的报审与施工纪律

超高层住宅的户内改造，流程比普通住宅长。这套房子的报审走了三步：

• 第一步，方案报物业。提交的内容包括：设备清单、平面布置图、吊点位置与楼板锚固方式、用电负荷、以及对建筑外立面「零改动」的书面说明。物业技术负责人现场核对了取排风是否走原有竖井，确认不涉及幕墙与结构。
• 第二步，幕墙与结构确认。因为方案不新增任何外立面开孔、不在剪力墙上开洞，幕墙原施工单位出具了「无影响」的确认意见。这一步是整个流程里耗时长的，前后用了九个工作日。
• 第三步，施工报备。登记施工人员、施工时段、材料进出电梯的时间。材料运输必须走货梯、轿厢做保护，钢管类材料要单根捆扎，不能在电梯里滚动。

工期 7 天，其中报审占用的时间不计入。实际施工的 7 天是：拆原机与复核竖井 1 天、主机吊装与取风段 1 天、送风管扩容 1 天、排风管网 2 天、风口与调试 1 天、吊顶复位与清洁 1 天。

施工纪律上有三条是超高层特有的：不能在幕墙上悬挂任何东西，包括安全带和吊篮；不能在结构楼板上开大于 φ50 的孔（吊杆孔位全部控制在 φ12 以内）；每天的施工垃圾必须当日清运，不能在公共走道堆放。

十二、常见问题

超高层住宅的新风，为什么不建议在墙上开孔？

两层原因。一是外立面通常受幕墙系统质保约束，开孔会导致防水与气密性失效，物业一般不允许；二是 125 米高度处的迎风面风压可达 511 Pa，远大于主机的机外静压（150～200 Pa），开孔等于给风压开了一条不受控的通路。走建筑原有竖井是更稳妥的做法。

共用竖井会不会把邻居家的气味带进来？

会有这个风险，取决于竖井的构造。本项目在竖井接口后加了静压箱，取风段与排风段完全分开（取风竖井与排风竖井是两套系统），并在户内装了电动风阀，停机即关。改造前实测没有异味，改造后三个月回访也没有。如果楼栋的取排风共用一条竖井，那就要在接口处加装带过滤的过渡箱，风险会高一些。

竖井的烟囱效应会影响多少风量？

按 125 米高差计算，冬季热压差约 110 Pa、夏季约 −25 Pa，方向相反。取风侧相当于冬夏之间多了 135 Pa 的阻力变化，折算到风量上大约 15 %。处理方式是冬夏各调一次调节阀，把风量拉回设计值；同时在接口处加静压箱削平压力波动。

原来的送风管道还能不能继续用？

多数可以，但要看管径。原精装管网多为 φ75，风量超过 30 m³/h 时风速就超过 3 m/s，客厅这类 90 m³/h 的房间必须扩容到 φ90。本项目保留了五路 φ75、把客厅与餐厅两路扩到 φ90，既保住了吊顶，也把风速控制在 2.5 m/s 以内。

单向正压新风能不能只加排风机改成双向流？

技术上可以，但不推荐。单向正压系统的管网设计是按「只有送风」做的，排风路径靠门缝和地漏，加排风机之后压力平衡关系完全变了，容易出现卫生间倒灌、门缝啸叫。而且单向机的机外静压通常只有 80～100 Pa，加了排风段之后余量不够。整体换一台双向流全热交换主机，比改造更可靠。

玻璃幕墙的房子，全热交换能省多少电？

按成都夏季工况、280 m³/h、显热效率 65 % 计算，回收的显热冷量约 353 W，一天约 8.5 kWh。这个数字看起来不大，但新风是 24 小时运行的，一个月累计下来约 250 kWh。冬季的收益体现在体感上，进入室内的空气温度从 2 ℃ 提到 13 ℃ 左右，靠窗位置不会灌冷风。

超高层改造要报审多久？

本户用了九个工作日，主要是幕墙与结构确认这一步。如果方案涉及外立面改动，走业主大会流程可能要按月算。报审材料里要紧的是「外立面零改动」的书面说明和吊点锚固节点图，这两样齐了，物业与幕墙单位的技术确认会快很多。

停电了电动风阀会不会一直开着，导致倒灌？

不会。电动风阀是弹簧复位型，断电后靠弹簧在 30 秒内关闭，不需要持续供电维持关闭状态。这一点在选型时要明确，市面上也有关断型（断电即开）的产品，用在卫生间排风上会造成停机不倒灌、开机才关的反向逻辑，选型时必须核对。

十三、项目档案与联系方式