重點摘要：全熱交換器出風量三種計算方法包括地坪面積計算法、換氣次數計算法、各居室使用人數計算法，據此計算出的換氣量數值去挑選全熱交換器，才能滿足居住需求。
現在都市化人口密集，人類與自然疏離，有相當比例時間生活在室內環境，例如住家、辦公室或交誼場所等，使得室內環境品質之優劣關係健康甚鉅，甚至影響壽命長短，因為人類需要藉由自然界取得的生存能量---陽光、空氣、水，不應與自然環境隔離。日本學者佐藤芳彥在2004年出版的｢最新生理人類學｣中這樣描述：人類進化的500萬年間生活於自然的環境中，所有器官、生理機能等都是以自然為本進化，這樣的生存原型基因，使人必須生活在自然環境中才能健康。但人類為了避免風吹雨打及日曬的自然天候影響，必須興建適當的棲身之所，與賴以為生的自然環境隔絕，造成生活環境逐漸變得不健康。
如果可以挑選到富含自然環境因素的建物當然是最佳選擇，但那畢竟只是少數而非常態，亦非室內設計所能掌控的範疇。所以創造一個較符合自然環境的無汙染室內空間，才是業界當今的首要之務。
室內居住環境面臨的威脅
近來，台灣受到PM2.5危害的影響，以及室內通風不佳或裝修不當所產生的甲醛、TVOC等威脅，使得國人越來越重視這類健康議題。許多號稱可以杜絕危害物質的設備應運而生，像是能過濾PM2.5的空氣清淨機、無甲醛的裝修建材、無TVOC的漆料…等等。從健康的角度來說，對於這類設備和材料的發展當然是樂觀其成。 只是，室內空氣品質要面對的問題十分多元，雖然設備與材料可以解決裝修的危害，但屋主入住後所帶入的家具和生活用品卻仍可能釋放有害物質，所以關鍵是要保持通風，才能減少因密閉環境而累積，況且，密閉的室內會造成CO2濃度上升，仍會影響人體健康，史丹佛大學Mark Jacobson教授甚至認為二氧化碳濃度與人類死亡率有直接關聯。
可是開啟窗戶讓空氣流通，卻又有PM2.5等危害粒子的入侵與隔音氣密等問題，著實令人陷入兩難的境地。所以，室內空品健康的建立勢必要創造適當的人造環境方能為之，這即是業界所應重視的｢室內支持性環境」。
何謂健康的室內支持性環境
遠在1998年WHO就已正式定義支持性環境（Supportive Environment）：｢一個可以提供居住者免於遭受健康威脅，並使其發揮能力與促進健康的自主性環境。」簡單的說，就是透過適當的支持性環境可以讓居住者得到較優質的居住品質促進健康，所以健康與支持性環境是緊密相連的。
人們必須仰賴自然環境中的陽光、空氣、水、食物、氣候…等，與人造環境（硬體建設環境）的交通、公園綠地、休閒設施、建築物與室內環境…等，這些可稱之為支持性環境中的物理環境。
另外還有影響人們心理健康因素的社會環境：包括社經位置、合作效能、社會支持、社會凝聚等所謂的社會資本，以及與生活相關的政治、經濟環境。
其中自然環境與社會環境實屬室內設計無法控制的變因，但在人造環境的建構上就扮演了重要角色，可以透過適當的人造設備與人為規劃，讓居住者除了享有美學視覺的感性空間外，還能創造健康的室內空品環境，包含：全熱交換器、PM2.5集塵設備、除濕設備等。但多僅止於硬體設備的提供，對於規劃細節或施工工法則較無著墨。
規劃室內換氣過濾系統的關鍵問題
自2018年中旬以來，作者深入調研台灣北部不同區域26棟新建築物中的室內空間共32戶（包含住宅建案、廠辦建案、長照機構），其中有規劃室內換氣過濾系統為11戶，占比34%。 顯見空品規劃已逐漸成為顯學，雖說是可喜現象，但實際上卻發現許多問題：室外進排風口過近造成短循環、換氣設備緊靠橫樑阻礙進出風管順暢、除濕設備與全熱交換器共用風管之管徑不足、風管彎繞過多或彎角過小造成壓損與異音，以及換氣設備換氣量未經計算出現通風率不足。
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下圖：全熱交換器緊靠橫樑，勢必影響主風管出風順暢度。
下圖：戶外進排氣口距離過近容易出現短循環問題，影響進氣品質。
按美國ASHRAE標準62.1定義室內空氣品質的每人最低通風量為7L/S，換算後為25.2 m³ / hr，與國內勞動部的建議值每人25 m³ / hr的通風量相當，因此，通風量的核算有一定依據來源，只是業界未加重視，顯見空品規劃的專業知識仍十分缺乏。
實務操作上，規劃換氣過濾系統應注意下列3項：
一、室內所需換氣量的計算方法→依此配置足量的換氣過濾設備。
無論是二氧化碳、甲醛、TVOC等室內有害氣體，只要換氣量充足，濃度就不會升高到有害程度，較適合的換氣量計算方法有三種：
1.地坪面積計算法
室內總坪數 ╳ 預設換氣量/坪 = 所需總換氣量
建築技術規則100條、101條及102條針對室內機械換氣通風量就不同室內用途有不同規定，例如：臥室、起居、私人辦公室等容納人數不多者，換氣量應為 8m³/ hr / m²。
換算後為26.448 m³ / hr / 坪。
因此，若是一間30坪的室內空間，所需換氣量應為：26.448 ╳ 30 = 793.44 m³ / hr
但這樣的計算方式有些疑義，若仔細對照世界各國的機械通風量規定，會發現標準差異極大，例如日本建築基準法第22條之2針對臥室、起居、私人辦公室等容納人數不多者，換氣量僅為 2 m³ / hr / m²，與國內相差四倍之多。因此，單位預設換氣量的標準是會因使用用途、耗氧設備、平均氣溫而有所不同的。
#依據實務操作結果並換算美國ASHRAE標準62.1與國內勞動部建議值，預設換氣量的標準值應設並每平方米 3-6 m³ / hr。
2.換氣次數計算法
室內總體積 ╳ 預設換氣次數 = 所需總換氣量
目前在國內尚無明確的換氣次數標準值可供參考，若以日本的換氣次數標準0.5次/hr作為計基，以實證研究結果發現過於低估，必須大幅增加換氣次數。
#依據實務操作結果並換算美國ASHRAE標準62.1與國內勞動部建議值，預設換氣量的次數應 2-3 次。
3.各居室使用人數計算法
各居室使用人數 ╳ 預設換氣量/人 = 所需總換氣量
這是一項非常客製化的計算方法，以居住人數作為計基。簡單的講，就是先算出每人每小時平均需要多少換氣量，然後再乘以總人數即可得出該空間的總換氣量。目前較適合的預設換氣量/ 人之數值，可採美國ASHRAE標準62.1與勞動部的建議值每人約25 m³/hr的換氣量。同時，由於居住成員不會平均停留在各個空間，有時候可能集中在客廳、餐廳…等某單一空間，這時，就 會出現單一空間換氣量不足的問題。因此，應分別計算各居室最大使用人數，及來訪賓客預留數，加總後乘上預設換氣量/人，才是正確的總換氣量。
例如：某間三房兩廳一廚兩衛浴的住宅，也就是有8個空間，家庭成員 5人，其中客廳與餐廳是開放空間可併計。
客廳、餐廳：要以5位家人加上預留的2位賓客，所以是 25m³ ╳ （5+2） = 175 m³/hr
主臥室：主要居住者2位，所以是 25m³ ╳ 2 = 50 m³/hr
次臥室1：主要居住者2位，所以是 25m³ ╳ 2 = 50 m³/hr
次臥室2：主要居住者1位，所以是 25m³ ╳ 1 = 25 m³/hr
廚房：常態使用者1位，所以是 25m³ ╳ 1 = 25 m³/hr
浴室：常態使用者1位，有兩間，所以是 25m³ ╳ 1 ╳ 2間 = 50 m³/hr
因此，總共需要的換氣量是375 m³/hr。
#依據實務操作結果，建議以各居室使用人數計算法之結果最接近實際生活狀態，因為人員密度是影響空氣品質的關鍵因素。
下圖：資料來源為內政部建研所，縱軸為二氧化碳，單位為ppm。
另外，從實務研究經驗得知，換氣系統會因為管路距離、彎繞角度及諸多因素出現壓損，所以前述三種方法所計算之換氣量，還須加計壓損比例。壓損比例依規劃與施工方式而有不同，一般多在2-3成左右。亦即，若計算出之換氣量需100 m³/hr，那就必須選擇換氣量達120-130 m³/hr以上之換氣設備。
二、換氣過濾設備與風管路徑配置要領→減少壓損與異音並增加換氣效能。
換氣過濾設備應挑選距離總進、排風口較近，以及較靠近室內中心點位置且空間寬裕區域為宜，方可讓各風管配置距離差異縮小，避免出現某段風管因壓損過大而造成單一或某些空間換氣量 不足情形，同時還要注意讓主進出風管配置路徑順暢無礙。另外，尚須避免風管彎繞過度，除造成壓損過多並容易因風震產生異音，影響居住品質。
若與其他系統連結時(如除濕設備)，並聯處要適度增加管徑，並裝設逆止閥以減少壓損。
下圖：規劃風管路徑除要盡量減少彎繞，或必須彎繞處應盡量順彎之外，若與其他系統連結時(如除濕設備)，並聯處要增加管徑與加裝逆止閥，以降低壓損。
下圖：風管配置完成應進行各區域出風量檢測，以確認規劃成效並據此作適當調整。
三、總進、排風口配置間隔→避免短循環。
總進、排風口必須選擇全戶室外空氣品質最佳的位置作為取風點，尤其要避開汙染源，例如：鄰戶排油煙管、鄰戶浴室排風口、鄰戶熱水器強制排氣管…等等。這些因素都會影響室內空氣品 質，也會造成濾心壽命簡短。
再者，要注意將進、出排風口保持1公尺以上的距離，以免出現短循環問題，影響進風品質。
下圖：換氣過濾系統的規劃，應在圖面上明確標示機體位置、戶外進排氣口、配管路徑、風管管徑、室內各出風口換氣量標準值…等資訊。
以智能控制空品的期許
雖然透過一定的規劃方法可以有效提升室內空品，但卻無法避免能源浪費的問題。在實務研究中發現，若某單元空間突然增加使用人數造成換氣量不敷需求時，其他空間的換氣量卻無法調整到需要的空間，於是出現需要的區域換氣量不足，不需要的區域卻浪費。因此，僅能依居住者最大換氣量需求盡量增大設備，是不得不為之惡，期許不久的將來能有分區智能控制空品的發展，提供更佳的支持性人造環境。
總之，隨著國人對空汙問題的重視，室內空品健康的規劃需求亦隨之增加，室內設計師除了在美學比例、材質搭配與藝術表現的精進外，更難自外於這一場空汙防治的行列，此即所謂的設計本質，也是室內設計應該建立的核心價值。需充分利用屋主裝修的機會，為其設計理想的健康住宅。
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參考文獻：
- 王本楷（2020），現代室內設計裝修事典（第二冊）需求溝通，台北市：金果。
- 王本楷（2020），現代室內設計裝修事典（第四冊）工程圖規劃，台北市：金果。
- 佐藤方彥（2004），最新生理人類學，朝倉書店，頁115-117。
- J. Sundell, H. Levin, W.W. Nazaroff, W.S. Cain, W.J. Fisk, D.T. Grimsrud,F. Gyntelberg, Y. Li, A.K. Persily, A.C. Pickering, J.M. Samet, J.D. Spengler, S.T. Taylor, C.J. Weschler, Ventilation rates and health: multidisciplinary review of the scientific literature, Indoor Air 21 (3) (2011) 191–204.
- ASHRAE, in: ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2016 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA, 2016.
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