上回曾提到國外網友在空調上面加裝前置過濾箱的作法。在使用兩年多之後,濾網(等級Merv13)已累積了可觀的髒污,重點是空調內機一點灰塵都沒有,因此這個作法不但賦予了空調淨化空氣的功能,應該也是解決內機髒污與異味的好方法,可以省下洗冷氣的錢,只是外觀上不見得人人能接受就是了。
至於這種方法會讓空調風量下降多少?另一位up主做了實測:
上回曾提到國外網友在空調上面加裝前置過濾箱的作法。在使用兩年多之後,濾網(等級Merv13)已累積了可觀的髒污,重點是空調內機一點灰塵都沒有,因此這個作法不但賦予了空調淨化空氣的功能,應該也是解決內機髒污與異味的好方法,可以省下洗冷氣的錢,只是外觀上不見得人人能接受就是了。
至於這種方法會讓空調風量下降多少?另一位up主做了實測:
上回寫下了三代機的目標,最近在張大媽看到兩篇好文:
科學思維看空調 自知冷暖 篇一:自動掃除?再熱除濕?能效神機?八千字助你看懂空調特殊功能原理,識別套路
文章的重點:1. 新風機可以降低空調內機累積髒污的速度,延長清洗週期。 2.最有效的防霉方法應該是在冷氣關閉後讓內機長時間送風,使內機內部完全乾燥。
除濕機是不是智商稅?用空調除濕好嗎?工程狗用科學告訴你答案!
文章的重點:1. 梅雨季節長時間使用新風機將外部高濕空氣送入室內,會導致室內濕度過高、物品發霉,需使用空調或除濕機除濕。 2. 空調因體積大、熱交換器面積大,所以除濕的能效及速度都會高於除濕機,但缺點是會降低室溫(在夏季會變成優點),所以空調除濕的性價比較高,相比下除濕機反而昂貴。 3. 除濕機與新風機直接串連,可獲得較佳能效。
由於南部秋冬氣候乾燥,遇到連日陰雨的機率極低,只有在梅雨季、颱風天比較需要除濕,因此新風環境下除濕的最優解應該就是新風機串接空調,而不是串接會讓室溫提高的除濕機。
雖然新風機結合冷暖空調的想法,早在兩年前DIY安裝空調時就有了,但一直沒實現。將就使用兩年之後,不論是三菱電機還是國際牌冷氣,都已開始出現輕微異味,可見室內機裡面已經髒了,需要清洗了。因此這一次打算認真來實施空調與新風機的對接,希望能完全解決空調異味問題,理想是讓空調「永遠都不需要清洗」(省一大筆錢呢)。
首先計算所需的冷房能力,根據氣象局氣候資料,台南夏季溫度最高溫是35度,假設濕度是100%,我希望將溫度降至28度,濕度降至60%,那麼需要多少冷房能力?由於焓差的計算頗複雜,所以請AI算。
給AI的prompt是:我有一個空調系統,空氣流量是200 CMH,這個系統能把溫度攝氏35度,相對濕度100%的空氣降低溫度到攝氏28度且相對濕度60%,請問這個空調系統的冷房能力為多少kW?
ChatGPT計算過程如下:
答案是2.93 kW,但懶的驗算,再去問Gemini與Claude,結果Gemini完全是在亂算,竟然給出-479.69 kW這樣的離譜答案,Claude則回答如下:
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要計算空調系統的冷房能力,我們需要知道空氣在冷卻過程中所釋放的顯熱和潛熱。
已知資料:
- 進氣溫度: 38°C
- 進氣相對濕度: 100%
- 出氣溫度: 28°C
- 出氣相對濕度: 60%
- 空氣流量: 200 CMH (立方米/小時)
首先我們要找出進出氣狀態下的空氣焓值(Enthalpy)。我們可以使用分析軟體或查詰焓值表。
假設在38°C, 100% RH時,焓值為Hin = 93 kJ/kg
在28°C, 60% RH時,焓值為Hout = 47 kJ/kg
空氣密度約為 1.165 kg/m3
那麼每小時的熱量移除量就是:
Q = 空氣流量 x 密度 x (Hin - Hout)
= 200 m3/hr x 1.165 kg/m3 x (93 - 47) kJ/kg
= 200 立方公尺/小時 x 1,165 公斤/立方公尺 x (93 - 47) kJ/公斤
= 10,694 kJ/hr = 10,694 千焦/小時
把單位換算成kW:
10,694 kJ/hr / 3600 sec/hr = 2.97 kW
10,694 千焦/小時 / 3600 秒/小時 = 2.97 千瓦
所以這個空調系統的冷房能力約為 2.97 kW。
----------------------------------------------
Claude的答案與ChatGPT的答案相差無幾,因此推定至少需要冷房能力3kW的空調。請留意這樣的計算並不包含窗戶、牆壁、天花板與地板造成的冷房負荷,所以最後室內的氣溫還是會超過28度的。不過也不要緊,到時候如果不夠涼,室內還有一台2.8kW與一台2.2kW的冷氣,應該是綽綽有餘。
品牌的話,這次決定在淘寶冒險,應該會選美的或小米的1.5匹空調,冷房能力約3500 kW,計畫在双11購入...也許先看評測今年夏天會作一期空調評測...先看評測再決定吧。
前情:DIY安裝變頻冷暖空調(13)改用Arctic P14充當冷房換氣扇
用Arctic P14充當換氣扇沒幾天,就發現這顆1700 rpm的電腦風扇全速運轉下噪音較明顯,頻譜圖上有個809Hz的噪音:
於是決定換回最安靜的20cm貓扇,買了一個貓頭鷹 Noctua NF-A20 5V 來換:
拆下來的P14裝進電腦,在1000rpm以下是聽不到明顯噪音的。
實測功耗,使用華碩手機原廠充電器約0.85W:
如果用夜市5V手機充電器約1.07W:
為了固定風扇,先裁一塊PE泡綿(352 X50s包材):
挖孔後塞入風扇,這是進風面:
這是出風面:
風扇連同泡綿框塞入木作中:
木作封板後,考慮將來可能還會再次開啟,加裝了鋁包邊條充當滑軌,再加一片板子就能抽拉。
去振宇買了3M密封條,一百多,小貴:
滑軌內加裝密封條,打算塞一片3 mm厚的壓克力板:
實測滑軌四邊的尺寸,發現不是直角四邊形,而是不等邊四邊形,只好先用freecad作圖,再輸出成dwg檔請人作雷射切割,一片3 mm白色壓克力板只要250元:
壓克力板塞入滑軌,密合度很好,很緊:
最後是美觀問題,之前切開木作時,留下了一些刀痕,鎖法蘭也留下螺孔:
全部用白色補土修飾,完工~
接著臥室關門關窗,實測整夜二氧化碳濃度變化:
跟上回的安裝方式(進出風方向呈90度夾角)比較起來,二氧化碳濃度似乎較低,通風效果略有改善,所以主要的改善還是在外觀上。
至此, 這個DIY系列終於可以結束了,以下是全部目錄:
上回使用Noctua NF-A20充當冷房換氣扇,效果還不錯:
但因為20公分口徑實在太大,如果要直接裝在牆上,勢必要洗一個20公分的大孔,因此就在考慮找14公分的電腦風扇來充當換氣扇。
上回發現Arctic P14似乎很強,所以就買了一個白色的回來,含運450:
德國品牌:
外徑、內徑:
接12V變壓器:
分別接了家裡三個12V變壓器實測功耗:
2A中國製變壓器1.42W,全年耗電12.4度。
1A中國製變壓器1.49W,全年耗電13.1度。
1A帝聞台製變壓器1.21W,全年耗電10.6度。
把電腦裡面的貓扇NF-A15拆下來PK,結果發現P14更安靜,但P14噪音還是比原來用的NF-A20更大:
比較規格表,P14的風量、靜壓比NF-A15更大 ,卻更安靜、保固更久,而且價格竟然只要一半...超強的!
開始安裝,先拆除舊的通風扇:
新增一個110V插座:
試機後發現有明顯的振動音,研究後發現只要加上泡綿框,振動音就會很明顯,因此改用304直鐵來固定:
原來用20公分風扇時,幾乎聽不到噪音,改為P14之後,風扇所在的客廳可以聽到運轉噪音,折衷的辦法就是臥室需要關門時才開通風扇(臥室內幾乎聽不到),為了方便控制,花了220元多裝了一台無線電遙控開關:
完成安裝:
在爬完美國環境保護署的網頁後,發現引發肺癌最大的環境因子竟然是家裡的氡(主要來自地面、混凝土與石材),而不是來自室外的空氣污染。由於缺乏認知,加上太多媒體都在宣傳PM 2.5的危害,導致長期以來住宅氡的問題一直被本人及臺灣多數民眾所忽視。
這裡擷取一些美國環保署網頁的重點:
1. 氡是非吸煙者肺癌的頭號因子。
2. 世界衛生組織表示,氡導致全球高達15%的肺癌。
3. 美國每年有超過2萬人死於與氡相關的肺癌,高過死於酒駕的人數,是溺水死亡人數的5倍。
4. 2005年的兩項研究顯示了住宅氡暴露與肺癌之間相關的明確證據。
近年大量研究也在探討住宅氡與肺癌之間的關聯,列舉數篇:
Kurkela et al. 2022. Lung cancer incidence attributable to residential radon exposure in Finland. 芬蘭住宅氡暴露導致的肺癌發病率
據估計,至少有3%和最多8%的肺癌可歸因於住宅氡。對於小細胞癌,氡引起的病例比例為8-13%。
Hadkhale et al. 2022. Groundwater radon exposure and risk of lung cancer: A population-based study in Finland. 地下水氡暴露和肺癌風險:芬蘭的一項基於人群的研究
與氡暴露量較低的醫院區相比,在氡暴露程度高的醫院地區觀察到肺癌風險在統計學上顯著增加。地下水氡暴露與肺癌風險增加有關。
Somsunun et al. 2022. Estimation of lung cancer deaths attributable to indoor radon exposure in upper northern Thailand. 泰國北部室內氡暴露導致的肺癌死亡估計
泰國北部八個省座落於擁有9條活動斷層的地區,因此環境氡濃度較高。測量該地區192所房屋,顯示室內氡濃度為11~405 Bq/m³,估計年有效劑量範圍為0.44~12.18 mSv y-1。肺癌病例和健康對照組的室內氡濃度存在顯著差異(p = 0.033)。我們估計在該地區,26%的男性肺癌死亡和28%的女性肺癌死亡可歸因於室內氡暴露。
王作遠 et al. 2002. Residential radon and lung cancer risk in a high-exposure area of Gansu Province, China. 中國甘肅省高暴露地區的住宅氡和肺癌風險
肺癌風險隨氡水準升高而增加(p < 0.001)。
Lorenzo-Gonzalez et al. 2020. Lung cancer risk and residential radon exposure: A pooling of case-control studies in northwestern Spain. 肺癌風險和住宅氡暴露:西班牙西北部病例對照研究的彙集
3704名受試者,1842例和1862例對照。分析結果顯示,肺癌風險隨著氡暴露的增加而增加。在氡暴露高於50 Bq/m³(1.35 pCi/L)時,發現氡暴露與肺癌的顯著關聯 。
Su et al. 2022. Lung cancer as adverse health effect by indoor radon exposure in China from 2000 to 2020: A systematic review and meta-analysis.
2000-2020年中國室內氡暴露對健康的不良影響:系統評價和薈萃分析
在過去的二十年裡,中國的肺癌發病率一直是全球最高的。定量解決室內氡暴露及其健康影響非常重要,尤其是在像中國這樣的國家。在本文中,我們根據 2000 年至 2020 年間的系統評價,對室內氡及其健康影響研究進行了薈萃分析。共納入8項肺癌研究。結果發現,中國肺癌室內氡氣每增加10 Bq/m³ ,相對風險(RR)為1.01。
Ngoc et al. 2022. Human health impacts of residential radon exposure: updated systematic review and meta-analysis of case-control studies. 住宅氡暴露對人類健康的影響:病例對照研究的最新系統評價和薈萃分析
本研究通過對病例對照研究的系統評價和薈萃分析,調查了住宅氡暴露對人類癌症(即肺癌和兒童白血病)的影響。共評估了從電子資料庫獲得的9724篇文章,在人工篩選後,只有55項病例對照研究符合條件。薈萃分析顯示住宅氡顯著增加肺癌和兒童白血病的發病率。強有力的證據顯示在室內環境中吸入氡氣與生活在歐洲和高氡水平(≥100 Bq/m³)地區的患者罹患肺癌及兒童白血病之間存在密切相關。
至於臺灣,目前尚未發現地質因素造成氡濃度較高的地區,義守大學陳清江老師調查臺灣各地共289戶住宅臥室氡活度,結果都還算正常,沒有出現特別高的案例:
反倒是地下水的氡濃度會比較高(郭明錦2015):
所以沒事別喝地下水、別用地下水洗澡,一些用地下水當水源的瓶裝礦泉水最好也少喝,泡溫泉最好在露天池,以免在通風不良的環境下吸入高濃度的氡。
回到正題,雖然臺灣住宅室內氡氣致病的風險不高,但不清楚氡濃度有沒有一個最低的閾值,所以室內氡水平還是越低越好。降低室內氡氣濃度的方法也非常簡單,那就是通風。
來自泰北高氡地質區的研究發現,住宅臥室開窗面積比越高,臥室內氡氣濃度越低(Somsunun et al. 2022):
如果在溫帶地區,冬天室內供暖,無法開窗通風時,使用機械通風也可以獲得良好的減氡效果。兩項德國的研究發現使用分散式通風系統可以降低室內氡氣濃度達90% (Dehnert et al. 2021) 與83% (Altendorf et al. 2022),研究中使用的熱交換器就是上回介紹的inVENTer,可見只要小風量效果就很好。
心得:
1. 自己以前在使用空氣清淨機時,為了盡可能降低室內PM2.5濃度而將門窗緊閉的作法是不合理的,因為室內污染物的累積可能會比室外PM2.5更加有害,其中來自建材的甲醛與氡氣都是國際癌症研究機構IARC所歸類的第一類致癌物(確定會導致癌症)。
2. 吹冷氣時緊閉窗戶,對健康也不是很好,最好留一點窗縫適度通風,以避免室內污染物包含二氧化碳、甲醛與氡的累積。
3. 如果要兼顧空氣淨化與通風,新風機應該是比空氣清淨機更好的選擇。全熱交換器則可兼顧省電、空氣淨化與通風,但PM 2.5的過濾效果可能不是最好的。
4. 氡氣會不斷從地面及牆面釋放,因此即使家中沒人,家中通風系統最好還是保持低風量持續運轉,以免氡氣在室內累積。
5. 近年由於新式住宅氣密性的增加,還有冷暖空調與空氣淨化產品的普及,住宅的通風率大不如前,這是消費者在享受經濟成長的果實時應留意的。
6. 即使暴露於相同水平的氡,只有少數人會生病,對此現象,善於探究淺層因果關係的科學家往往也只能歸咎於遺傳、機率等等,但從深層因果的角度來看,氡只是致病的緣,如果一個人過去無量世都沒有造作導致多病短命的惡業,那麼即使不幸遭遇惡緣也不會生病。
最經典的案例來自王文其醫師:
王醫師是長崎核爆的倖存者,核爆當時他人在長崎醫院內看診,距離爆心ground zero僅七百公尺,爆炸後醫院全毀,大量病患與醫護當場死亡,他只受重傷。反觀王醫師多位臺籍學弟,雖住在距離原爆中心15公里遠,爆炸後也無任何外傷,卻在半個多月後陸續因輻射感染而死亡(自由時報)。
除了在原爆中心奇蹟生還,王醫師回台後不但沒有出現任何輻射病症,還陸續生了多位子女,長大後多為醫生與學界人士,輻射一點都沒有影響其後代。許多原爆倖存者往往終生伴隨嚴重的輻射後遺症,導致很高的罹癌比率,日本政府還因此頒布許多補償措施,但王醫師一生卻非常健康少病,最後活到96歲高齡,於2015年病逝(維基百科)。
王醫師在原爆中央的核輻射暴露量極高,絕非一般人吸入住宅氡所能比擬,據媒體報導,王醫師晚年其體內都還殘存輻射,以致機場通關時,檢測器總會嗶嗶叫。那麼為什麼會導致癌變、縮短人壽的核輻射卻沒有影響王醫師?因為核輻射只是致病的條件,不是根本因。
摘要幾篇研究論文的內容:
Strøm-Tejsen et al. 2015. The effects of bedroom air quality on sleep and next-day performance 臥室空氣品質對睡眠和第二天表現的影響
當臥室二氧化碳濃度較低時,客觀測量(使用運動手環)所得的睡眠品質和主觀感知的空氣新鮮度顯著改善。
臥室不開窗,會使二氧化碳濃度嚴重超標:
主觀上,臥室開窗睡覺空氣感覺更新鮮、更容易入睡,但鼻腔及嘴唇感覺較乾燥(p < 0.05):
在臥室不開窗的情況下,機械通風可以有效降低二氧化碳濃度:
主觀上,臥室關窗但配合機械通風,睡覺時空氣感覺更新鮮,隔天感覺更放鬆、疲倦感更低,但口腔及皮膚感覺較乾燥(p < 0.05):
Xiong et al. 2020. Associations of bedroom temperature and ventilation with sleep quality. 臥室溫度和通風與睡眠質量的關係
睡眠效率(睡眠時間與在床時間之比)和快速眼動睡眠(REM)百分比均與臥室溫度呈負相關。隨著臥室溫度升高1 K,睡眠效率和REM睡眠百分比的估計分別下降了1.036%和1.647%。 深度睡眠百分比與臥室CO₂濃度呈負相關,整夜平均CO₂濃度每增加100 ppm,深度睡眠百分比就會降低 4.3%。
Zhang et al. 2021. Associations of bedroom air temperature and CO₂ concentration with subjective perceptions and sleep quality during transition seasons. 臥室氣溫和二氧化碳濃度與過渡季節主觀感知和睡眠質量的關聯
研究結果表明,睡眠前環境比中性略暖和的臥室,以及低室內CO₂ 濃度,可能有利於居民的睡眠品質。(按:中性溫度指主觀上不冷不熱,本研究針對北京104位市民的實驗顯示中性溫度為26.5°C,中性溫度可能會因人種及居住地區而有所不同。)
Luo et al. 2019. Associations of indoor CO₂ concentration with sleep quality and other human responses. 室內二氧化碳濃度與睡眠品質和其他人類反應的關聯
回顧相關文獻的結果表明:較低的CO₂濃度有改善睡眠質量的趨勢。
Li et al. 2022. Effects of carbon dioxide and green space on sleep quality of the elderly in rural areas of Anhui Province, China. 二氧化碳和綠地對安徽省農村老年人睡眠質量的影響
CO₂濃度每增加1 μg/m3,睡眠障礙的風險就會增加1.6%,而常態化差異植生指標每增加0.1,睡眠障礙的風險就會降低1.5%。
Yan et al. 2022. Association of bedroom environment with the sleep quality of elderly subjects in summer: A field measurement in Shanghai, China. 臥室環境與夏季老年受試者睡眠質量的關係—基於上海的實地測量
氣溫、相對濕度和CO₂濃度越高,總睡眠時間和快速眼動睡眠時間越短。
Li et al. 2021. Pilot study of the effects of ventilation and ventilation noise on sleep quality in the young and elderly 通風和通風噪音對年輕人和老年人睡眠質量影響的前試研究
低通風率對睡眠品質有負面影響,50dBA或以上的通風噪音可能會擾亂睡眠。
Xu et al. 2023. The effect of noise exposure on sleep quality of urban residents: A comparative study in Shanghai, China. 噪音暴露對城市居民睡眠質量的影響—一項在中國上海的比較研究
噪音暴露對睡眠質量有影響。女性對噪音暴露更敏感,主觀睡眠品質更容易受到情緒的影響。
相關文章:
瓦斯爐燃燒時,不論使用液化石油氣還是天然氣,除了產生大量廢熱及高濃度的二氧化碳之外,還會產生氮氧化物、一氧化碳、甲醛與PM2.5等污染物:
此外,今天才知道天然氣還含有氡222,這是比上面那些污染物更危險的東西。
氡222,無色無味氣體,是地殼中放射性重元素衰變的產物,本身也具有放射性,半衰期3.8天,衰變後產生的粉塵(釙218、鉛214等等)一樣具有放射性。地源性物質很容易含氡,例如地下水(周謀武1988)、礦泉水、溫泉(李元曦2022)、建材、天然氣、石油氣、頁岩氣等等。臺灣RC水泥建築的室內的游離輻射會比室外高(陳清江等2001),就是因為建材中的砂石是地源性,特別是有些含鈾釷較多的花崗石,若鋪成大面積的地板,更容易在室內釋放氡氣。氡吸入肺部後,部份氡與衰變產物會沈積在肺部,成為內曝,增加罹患肺癌的機率,是僅次於吸菸的環境致肺癌因子(聯合國原子輻射影響科學委員會2008)更是非吸煙者肺癌的頭號原因(美國環保署)。
台灣地區家用天然氣氡含量目前好像沒人研究,但已知天津地區天然氣氡含量是天津市大氣中氡含量的23倍(王燮華1996)。土耳其的一項研究發現,跟沒有天然氣的住宅相比,使用天然氣的住宅中室內氡含量較高,而且跟客廳比起來,廚房的氡含量較高(Şen 2012)。埃及開羅的一項研究發現,使用天然氣的住宅氡含量跟輻射暴露量都較高(Abdel-Ghany and Shabaan 2015):
不過還好,有學者評估英國家庭中來自天然氣的氡暴露量,大概只佔英國住家環境平均氡暴露量的1% (Dixon 2001)。70年代美國的一項研究則表明天然氣的氡每年平均會讓15個美國人死於肺癌,大概只佔正常肺癌死亡率的 0.03% 至 0.08% (Johnson et al. 1973)。另一項研究也表明美國東北部馬塞勒斯頁岩氣的在未通風情況下燃燒而導致的住宅氡暴露不會導致肺癌死亡率發生可檢測的變化(Mitchell et al. 2016)。所以也不用太擔心。
總之,使用燃氣瓦斯爐烹調會在室內釋放各式各樣的污染物,導致職業廚師比一般人更容易罹患肺腺癌(勞動及職業安全衛生研究所,民國102年),因此使用瓦斯爐時,不論食材有沒有油煙,都應該開啟抽油煙機,盡可能排除燃燒廢氣,而且必須開窗進行平衡,否則通風的效果會很差。根據一項中國的研究(Zheng et al. 2022),使用瓦斯爐的時候,如果開啟抽油煙機時沒開窗,無法讓廚房甲醛濃度下降:
因此,為了保證抽油煙機的效果,必須引入等量的室外空氣以平衡抽油煙機的負壓,但這樣卻也同時會引入大量的室外PM 2.5污染物。對這個問題,敝宅是關窗並使用大風量新風機來進行平衡,詳見:不過提高新風機的風量,濾網損耗會大增,要花費更多的濾材成本,在夏天時還會損失大量冷氣、提高空調能耗,因此決定購入電磁爐,用來煮開水、煮湯、重新加熱食物等等,預計能讓瓦斯爐與抽油煙機的使用時間減少一半以上。
看中99段火力的功能,購入1300w米家電磁爐:
用功率計紀錄煮開水時,電磁爐的功率變化:
結果發現功率根本不到1300W,而且煮到一半還會降載,造成平均功率只有1148W。根據水量、水溫、304茶壺重量、煮沸時間等參數,計算出電磁爐煮開水的熱效率只有79%,不高,但可以接受,因為可省下抽油煙機的電費(功耗約95W)以及新風機的耗材,夏天時也可以降低冷房負荷及空調電費(瓦斯爐的熱效率低,有一半的熱量會跑去加熱室內空氣)。
不過,米家電磁爐也有些缺點:
1. 加熱時會散發明顯的塑膠臭味,大概是用了回收塑膠,或者線圈的絕緣漆味道太重。一開始受不了,放在陽台使用了一陣子之後再移入室內,但使用兩個月之後還是有味道,只是比較淡而已。
2. 調節火力的旋鈕在使用2個月之後,就變緊不好轉。
啟用電磁爐後,目前只剩下炒菜、煎蛋會用到瓦斯爐了(瓦斯爐火力較大),個人認為對於室內空氣品質應該會有不少的助益,與大家分享。
上回介紹了三種新風環境下臥室關門睡覺的通風方式(也適用於冷氣房),之前原本計畫打算用風管將新風直接送入臥室,但發現風管不美觀,若用木作遮擋,也非常費工,不如裝換氣扇省事。
裝設在房間之間的換氣扇,J大的部落格有介紹一些日本產品,臺灣市面上目前只看過這款:
不過,看來看去,發現這些換氣扇跟電腦散熱風扇比起來,不但較貴,噪音也較高,所以後來用了Noctua 20 cm 散熱風扇充當換氣扇,很安靜,效果也很好,就是土炮風太重,詳見:
DIY安裝變頻冷暖新風空調(12)安裝換氣扇引入新風並實測冷房效果
20 cm風扇雖然是Noctua風扇裡面最安靜的一款(風量相同的情況下),但安裝時要在牆壁上洗的洞很大,對隔音影響較大,所以就在找14 cm但一樣安靜的散熱風扇。在看過一些評測影片後,發現似乎還有比貓頭鷹風扇更理想的選項...
120 mm風扇中, 追風者Phanteks T30是首選:
140 mm風扇中首選是Arctic P14 PWN,噪音最低、保固期最久(10年):
因此,對於14公分風扇,打算在Phanteks與Arctic兩廠中挑選,最好有白色,在牆壁上比較美觀。製作比較表如下:
最後決定選用Arctic P14 PWM 白,開箱及安裝待續...
有關家用煤油暖爐(kerosene heater)的研究已經非常多,這裡挑選四篇介紹就好。
Ruiz-Rudolph et al. 2010. Effect of gas and kerosene space heaters on indoor air quality: A study in Homes of Santiago, Chile. Journal of the Air & Waste Management Association 60(1):98-108.
作者實測了智利聖地亞哥市16個家庭的空氣品質,其中4處使用電熱器或中央空調(Control控制組),4處使用高壓天然氣暖爐(CNG),4處使用液化石油氣暖爐(LPG),4處使用煤油暖爐(kerosene)。不論燃料種類,這些暖爐都是開放型燃燒暖爐(unvented heater),廢氣直接排放在室內。結論是煤油暖爐對室內空氣品質的影響最大:
Nozaki et al. 2015. Study on the indoor air pollution caused by unvented kerosene fired space heater. Indoor Environment 18(1):33-44.
實驗在一間24小時通風的房屋中進行,先利用二氧化碳濃度衰減法實測房間換氣次數為每小時0.85次。在點燃煤油暖爐(開放型,無強制排氣)前後監控室內各種污染物濃度變化。
氮化物方面,一氧化氮、二氧化氮、氨的濃度在開啟煤油暖爐後都顯著上升,運作50分鐘後,二氧化氮濃度已達法規上限的6.6倍(如果是在沒有通風的環境下使用,應該會更嚴重):
此外,室內多種揮發性有機化合物(VOC)濃度也大幅上升,包括庚烷、甲苯、辛烷、壬烷、癸烷、壬烷、十一烷、癸烷、十二烷、十三烷和十四烷,特別是癸烷增加顯著。但這些VOC也有可能來自家具升溫後的釋放,因此作者又將煤油暖爐移入實驗倉中進行測試,發現即便排除掉家具的影響,煤油暖爐燃燒仍會產生高濃度的VOC:
煤油暖爐產生的這些複雜的污染物,對人體有影響嗎?來看一下煤油暖爐盛行的日本北海道地區有關兒童氣喘的流行病學研究:
Cong et al. 2014. Association of mechanical ventilation and flue use in heaters with asthma symptoms in Japanese school children: A Cross-sectional study in Sapporo, Japan. J Epidemiol. 24: 230–238.
這項研究調查了札幌 1 至 6 年級(6-12 歲)的學童。 從 2008 年 11 月到 2009 年 1 月,父母完成了有關家庭環境和孩子哮喘症狀的問卷調查。共有 6393 名兒童的 4445 名家長返回了問卷。排除不完整的回答後,分析了 3874 名兒童的數據。與電暖器相比,無論是否潮濕,無論室內是否通風,不帶煙道的暖爐(即開放型燃燒加熱器,包含天然氣暖爐與煤油暖爐)都與目前有哮喘症狀顯著相關。因此使用燃燒加熱器,尤其是那些沒有煙道或通風設備的,要留意可能與兒童哮喘症狀有關。
最後一篇論文則關注了煤油暖爐所排放的致癌物質:
Alsbou and Omari 2020. BTEX indoor air characteristic values in rural areas of Jordan: Heaters and health risk assessment consequences in winter season. Environmental Pollution 267:115464.
苯、甲苯、乙苯和二甲苯合稱BTEX,其中苯為確定的人類致癌因子,乙苯則是IARC列為2B可能的人類致癌因子。本研究中,作者比較了不同類型的加熱器在冬季室內產生BTEX的水平,這些加熱器包含:帶煙囪的柴油鍋爐加熱器(DH)、電加熱器(EH)、無煙道燃氣加熱器(GH)、煤油加熱器(KH)、和帶煙囪的燒柴鍋爐加熱器(WH)。BTEX 測量結果顯示,KH煤油加熱器是污染最嚴重的加熱器,其次是 DH。加熱器的 ∑BTEX 觀察如下:KH (290 μg/m³); DH (120 μg/m³);GH (84 μg/m³); WH (31 μg/m³); EH (16 μg/m³)。作者還進行了風險評估,以評估苯和乙苯的致癌風險超過臨界值 (10⁻⁶) 的情況,結果顯示所有加熱器的排放量都超過臨界值(有致癌風險),其中 KH煤油加熱器是對居民最有害的加熱器,其次是 DH 和 GH。
除了BTEX,煤油暖爐還會產生PM2.5, NO₂, SO₂, CO等有毒污染物,這些空氣污染被發現與肺癌發病率顯著相關:
Liu et al. 2022. Short-term effects of indoor and outdoor air pollution on the lung cancer morbidity in Henan Province, Central China. Environmental Geochemistry and Health 44:2711–2731.
本研究調查中國河南省肺癌發病率與室內外空氣污染的關係。 結果表明:(1)肺癌發病的空間分佈與地貌有關,高發區集中在豫中、豫東和豫南的平原和盆地。(2)在選定的室外空氣污染物中,PM2.5、NO₂、SO₂、O₃和CO與肺癌發病率顯著相關。
綜合以上五篇文獻證據的結論是:在室內使用煤油爐有礙健康,即便使用有煙管且強制排氣的機種將廢氣排放到室外,也會有礙鄰居健康。
煤油性質接近柴油,在室內燃燒煤油,差不多等於在室內開卡車。個人認為最健康、最環保的採暖方式還是變頻冷暖空調。
論文中最重要的一張圖,臺灣台北地區的人群相對死亡風險在環境溫度26度左右最低:
論文的共同作者,也就是台灣大學公共衛生學院教授郭育良醫師對新聞記者做出如下說明:
「蒐集台灣1994到2007年間,台北、台中、高雄共約76.5萬筆死亡資料,分析死亡的發生與氣溫變化關係,發現國人死亡風險最低的溫度25至30℃,若以此為比較基準,會發現當氣溫低或高於此樂活溫度時,死亡風險即上升,且當氣溫低於15℃或超過32℃時死亡風險更明顯提高。...全台每年死亡者中約有4.8%,和氣溫低於或高於樂活溫度有關,其中3.9%和低溫相關,0.9%與高溫有關,以去年全台16萬2911人死亡推算,有高達7819人是因氣溫低或高於25至30℃致死,當中因低溫死亡有6353人、高溫1466人 」(邱俊吉╱台北報導)
原始連結(已斷):http://apple.nextmedia.tw/news/life/20151206/31024259/privacy
「你跟每天的平均死亡率去比,你就知道說台灣在25到30度之間死亡率幾乎等於平的,然後比30度還要高,(機率)就會翹高。其中高溫超過32度、低溫低於15度的日子死亡率大幅增高,特別是15度時死亡率增加15%,12度跟10度低溫死亡率分別增加30%跟50%」 (TVBS)
原始連結:https://news.tvbs.com.tw/life/628988
三立新聞(內容簡短,適合與親友分享) https://youtu.be/hRf3H-XgXZ8
環境:台南都會區19坪2房小寓
新風機:DIY室外型新風機,每小時新風量178立方米,室內每小時換氣1.27次,全年365天24小時連續運轉。
空調:兩台2022年5月新裝的變頻冷暖節能空調,一台2.2 kw,一台2.8 kw。自2022年5月起頻繁使用,每天至少開一台(2.8 kw),還是太熱就開兩台,溫度設27度或28度,每天至少開12小時,到2022年10月初冷鋒南下後才不再開機。
全年電費: