气流速率计算器——每小时换气次数 (ACH) 与 CFM

风量计算器

风量计算器用于求出每小时换气次数（ACH），即一个房间的空气在一小时内被完全更换的次数。它也可以反向计算，求出风扇或通风口为达到目标 ACH 所必须提供的风量。

什么是每小时换气次数？

风扇或通风口把空气送入房间，并把污浊空气排出。如果送风量恰好等于每小时一个房间的空气量，该房间的换气次数就是每小时 1 次。如果一小时内送入两个房间的空气量，则为 2 ACH。ACH 越高，通常意味着空气更新鲜、滞留的湿气更少、空气中的颗粒物更少。过高的 ACH 也会增加成本，因为风扇运转得更猛会消耗更多能量，并带入更多需要加热或制冷的空气。

风量公式

ACH 等于风量除以房间体积。体积为长乘宽乘高，三者使用相同的单位。

$\text{体积} = L \times W \times H$

在公制单位中，风量以立方米每小时（m³/h）计量，这已经与 ACH 中的“每小时”相符：

$\text{ACH} = \frac{\text{风量（m³/h）}}{\text{体积（m³）}}$

在英制单位中，风量通常以 CFM（立方英尺每分钟）给出。在除以房间体积之前，先乘以 60，即可将其换算为立方英尺每小时：

$\text{ACH} = \frac{60 \times \text{风量（CFM）}}{\text{体积（英尺}^3\text{)}}$

达到目标 ACH 所需的风量

要为风扇或空气净化器选型，需要把公式变形，改为求风量而不是 ACH。

$\text{所需风量（m}^3\text{/h)} = \text{ACH} \times \text{体积（m}^3\text{)}$

$\text{所需风量（CFM）} = \frac{\text{ACH} \times \text{体积（英尺}^3\text{)}}{60}$

算例

一间会议室的尺寸为 5 m × 4 m × 3 m。其体积为：

$5 \times 4 \times 3 = 60 \text{ m}^3$

一个通风口每小时送风 360 m³。其 ACH 为：

$\text{ACH} = \frac{360}{60} = 6$

该房间每小时换气 6 次。

同样的数字也可以反向使用。一个 6,000 立方英尺 (170 m³) 的房间若需要 6 ACH，则需要：

$\frac{6 \times 6{,}000}{60} = 600 \text{ CFM}$

按房间类型推荐的换气次数

合适的 ACH 取决于空间的用途。厨房或浴室比卧室需要更多的换气次数，因为烹饪和沐浴会增加湿气和异味。以下是常见的工程指导范围。在受监管的项目中，当地建筑规范以及 ASHRAE 62.1 等标准优先适用。

房间类型	典型 ACH
仓库	1–2
卧室	5–6
教室	5–6
客厅	6–8
浴室	6–8
办公室	6–8
病房	6–12
零售店	6–10
厨房（住宅）	7–8
会议室	8–12
餐厅／酒吧	8–12
实验室	8–12
商用厨房	15–30

为降低空气传播疾病的风险，美国疾病控制与预防中心（CDC）建议在有人的室内空间中，力争达到每小时 5 次或更多的清洁空气换气。对于医院，CDC 的感染控制指南列出的最低要求是病房每小时 6 次换气，空气传播感染隔离病房为 12 次。

常见问题

风量与 ACH 有什么区别？ 风量是单位时间内的空气体积，以 m³/h 或 CFM 计量。ACH 则把该风量与特定房间的大小相比。同一台风扇在小壁橱里的 ACH 很高，在大厅里的 ACH 却很低。

CFM 是什么意思？ CFM 是立方英尺每分钟的缩写，是风扇、空气净化器和暖通空调设备的标准风量单位。将 CFM 乘以 60 即可换算为立方英尺每小时，这正是 ACH 公式所需要的。

ACH 越高越好吗？ 不一定。超出房间需要的换气次数，会浪费风扇的能耗，也会浪费加热或制冷进入空气所用的能量。通常的目标是符合该房间类型的推荐范围。

这个计算器能为整套暖通空调系统选型吗？ 不能。它只为单个房间计算通风量。完整的暖通空调设计还要考虑冷热负荷、风管损失，以及根据人员数量确定的最小新风量。

为什么英制公式要乘以 60？ CFM 衡量的是每分钟的风量，而 ACH 衡量的是每小时的换气次数。在除以房间体积之前，将 CFM 乘以 60，即可把分钟换算为小时。

参考文献

U.S. Centers for Disease Control and Prevention（美国疾病控制与预防中心，NIOSH）。How Much Ventilation Is Enough? CDC：力争每小时换气 5 次 — 力争达到 5 次或更多的 ACH，以减少空气中的病毒颗粒。
U.S. Centers for Disease Control and Prevention（美国疾病控制与预防中心）。Guidelines for Environmental Infection Control in Health-Care Facilities (2003), Appendix B: Air。CDC 环境感染控制，附录 B — 病房的最低总 ACH 为 6，空气传播感染隔离病房为 12。

气流速率计算器——每小时换气次数 (ACH) 与 CFM