空調(diào)列車內(nèi)空氣品質(zhì)評價

1、空調(diào)列車內(nèi)空氣品質(zhì)評價 摘要：本文簡述了目前國內(nèi)主要列車空氣品質(zhì)的主、客觀評價方法，并分析了各評價方法的優(yōu)勢和局限性，對列車空氣品質(zhì)評價方法的最佳選擇標(biāo)準(zhǔn)作出探討。 關(guān)鍵詞：列車空氣品質(zhì)；主觀評價；客觀評價 0 引言 隨著生活水平的提高，空調(diào)列車的空氣品質(zhì)越來越得到人們重視。但是列車室內(nèi)空氣品質(zhì)的研究十分復(fù)雜，就目前的研究現(xiàn)狀而言，確定列車內(nèi)空氣品質(zhì)的評價指標(biāo)、評價標(biāo)準(zhǔn)、評價方法是急需解決的問題。本文綜述了目前國內(nèi)外空調(diào)旅客列車空氣品質(zhì)的研究成果以及空氣品質(zhì)的評價方法，并闡述了我國現(xiàn)有的評價標(biāo)準(zhǔn)及其不足之處，希望能為室內(nèi)空氣品質(zhì)的深入研究提供參考。 1 室內(nèi)空氣品質(zhì) 室內(nèi)空氣品質(zhì)（indoor

2、 air quality）是描述室內(nèi)空氣質(zhì)量好壞的概念，它是指空氣的溫度、濕度、氣流速度等空氣指標(biāo)的綜合效應(yīng)。 研究、評價空調(diào)旅客列車內(nèi)空氣品質(zhì)意義重大，主要包括以下幾點：（1）分析車內(nèi)污染物對人體健康及空氣品質(zhì)的影響，為制定列車內(nèi)的空氣品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)；（2）找出污染源和車內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)系，為現(xiàn)行鐵路空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與管理、衛(wèi)生防疫和控制污染提供依據(jù)。同時，便于展開車內(nèi)污染的預(yù)測工作；（3）總結(jié)國內(nèi)外的室內(nèi)空氣品質(zhì)評價方法，為空氣品質(zhì)評價系統(tǒng)提供參考。 1.1室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義 室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義自研究初期經(jīng)歷了許多變化。其定義的變化反映出人們對iaq重視度和研究深度的不斷提高。最初人們把

3、室內(nèi)空氣品質(zhì)幾乎完全等價為一系列污染物濃度的指標(biāo)。近年來，ashrae標(biāo)準(zhǔn)62-1989r【1】中首次提出可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)和感覺的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)。其中，可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)定義為：空調(diào)房間中大部分住居住者（超過80%的人員）沒有對居住空間里的空氣表示不滿意，并且空氣中沒有已知的污染物達到引起顯著健康風(fēng)險的濃度值。這種定義涵蓋了客觀指標(biāo)和人的主觀感受兩方面，比較科學(xué)和全面。本文以下提到的空氣品質(zhì)均指可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)。 1.2 影響列車內(nèi)空氣品質(zhì)的因素分析 列車車廂內(nèi)主要污染物有：、甲醛、臭氣、懸浮顆粒、微生物、負(fù)離子、vocs等。這些污染物種類繁多且對空氣品質(zhì)的影響程度難以評價，影

4、響列車內(nèi)空氣品質(zhì)的因素主要有以下方面： （1）人員。在客運高峰期，列車超員現(xiàn)象嚴(yán)重，人員密度過大，列車空氣質(zhì)量惡化，同時旅客因出汗、吸煙、產(chǎn)生排泄物等，產(chǎn)生大量異味氣體，濃度增高，加上旅客攜帶行李中的灰塵、細菌會散發(fā)到空氣中，均導(dǎo)致iaq下降。 （2）新風(fēng)。新風(fēng)的質(zhì)量是評價空氣品質(zhì)的一項基本指標(biāo)，它直接關(guān)系到車內(nèi)空氣品質(zhì)的好壞。新風(fēng)量不足是造成室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的主要原因。列車在行駛過程中，室外空氣質(zhì)量不斷變化，大氣中的nox、so2、co等有害物會由新風(fēng)直接帶入車廂，降低室內(nèi)空氣品質(zhì)。 （3）空調(diào)系統(tǒng)。赫爾辛基大學(xué)對空氣處理機和空調(diào)系統(tǒng)作了認(rèn)真的試驗測定，結(jié)果指出：幾乎所有組成構(gòu)件都是污染源和

5、臭味源，惡化結(jié)果最嚴(yán)重的是過濾器。同時在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計過程中，如果送回風(fēng)氣流組織不好，就可能使室內(nèi)局部的空氣得不到很好的循環(huán)，形成死角，使空氣品質(zhì)變差。 （4）裝修材料。試驗表明，車內(nèi)裝飾材料對空氣的污染已達到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度，這一方面是由于絕大部分裝飾材料含有大量揮發(fā)性有機化合物（voc），另一方面還因為裝飾材料為微生物的繁殖提供了營養(yǎng)源。 1.3 空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 目前，我國沒有針對列車內(nèi)空氣品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)階段實行的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有： （1）公共交通工具衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（gb9673-1996）：此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了旅客列車車廂、輪船客艙、飛機客艙的微小氣候、空氣質(zhì)量、噪聲、照度等標(biāo)準(zhǔn)值及其衛(wèi)生要求，適用于旅

6、客列車車廂、輪船客艙、飛機客艙等場所； （2）長途客車內(nèi)空氣質(zhì)量要求（gb/t17729-1999）：此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了長途客車車廂內(nèi)空氣主要成分的質(zhì)量要求，適用于各類營運長途客車，其他客車可參照執(zhí)行。 （3）室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb/t18883-2002）：此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立了19項檢測指標(biāo)，涵蓋了物理性、化學(xué)性、生物性、放射性四大類，并第一次將嗅覺作為室內(nèi)空氣評價的指標(biāo)。這表明室內(nèi)空氣品質(zhì)評價越來越注重人體主觀感受與客觀指標(biāo)的結(jié)合。 以上標(biāo)準(zhǔn)在評價iaq時不能全面反映空氣質(zhì)量，有待進一步的修訂。丁力行【2】等人根據(jù)國內(nèi)外室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)研究的最新成果，首次引入了環(huán)境品質(zhì)線的新概念，并結(jié)合空調(diào)列車的實際情況，

7、提出了車內(nèi)空氣參數(shù)的一個建議性標(biāo)準(zhǔn)。 2 室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價方法 目前iaq的評價方法主要有客觀評價和主觀評價?？陀^評價是確定一系列評價指標(biāo)，直接用室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)空氣污染物濃度限值來評價室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法。目前國內(nèi)外的評價方法主要有：模糊綜合評價方法、cfd數(shù)值模擬法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、人體模型方法、綜合指數(shù)法。下面將對已有的客觀評價方法作以介紹并闡述其適用性。 2.1模糊綜合評價方法 模糊綜合評價方法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的基本原理，建立室內(nèi)空氣品質(zhì)模糊綜合評價模型，并把它們應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量的綜合評價中，此法注意了分級差異中連續(xù)的模糊性，有效地減小評價標(biāo)準(zhǔn)邊界模糊和監(jiān)測誤差對評價結(jié)果的影

8、響，能更客觀、準(zhǔn)確地反映實際問題，且能夠綜合性質(zhì)極不相同的因素。但是這種方法需建立各因素對每一級別的隸屬函數(shù)，過程繁瑣。且復(fù)合過程的基本運算規(guī)則是取最小值和取最大值，強調(diào)了權(quán)值的作用，丟失的信息較多，突出了嚴(yán)重污染物的影響，忽視了各種污染物的綜合效應(yīng)。 2.2數(shù)值模擬法 數(shù)值模擬法是通過求解方程和給出的邊界條件、初始條件，用數(shù)值模擬的方法得到室內(nèi)各個位置的風(fēng)速、溫度、相對濕度、污染物濃度等參數(shù)，從而分析評價通風(fēng)換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等。這種方法周期短、費用低、能夠預(yù)先進行但要求輸入?yún)?shù)多，計算量太大，不適于模擬復(fù)雜系統(tǒng)和預(yù)測長期濃度分布趨勢和人員暴露水平，并且對使用人員的專業(yè)水平要求

9、高。 2.3灰色關(guān)聯(lián)分析法 灰色關(guān)聯(lián)分析的基本思想是根據(jù)序列曲線的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密。曲線越接近，形狀越相似，則發(fā)展變化態(tài)勢越接近，相應(yīng)序列之間的灰色關(guān)聯(lián)度就越大，反之越小。該方法簡單、直觀，它可綜合得出該室內(nèi)空氣品質(zhì)數(shù)據(jù)序列與極限指標(biāo)數(shù)據(jù)序列的接近程度，同時，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)矩陣提供的豐富信息，不僅可確定樣本的級別，而且能反映處于同一級別樣本之間空氣品質(zhì)的差異。因此，關(guān)聯(lián)度可作為室內(nèi)空氣品質(zhì)等級劃分的一個重要理論依據(jù)，但是沒有與人體對室內(nèi)空氣品質(zhì)的主觀感受相聯(lián)系，不夠全面。 2.4人體模型方法 人體模型方法是通過模擬人與環(huán)境接觸途徑的呼吸系統(tǒng)，并用一些儀器對人體所感知、所呼吸的空氣品質(zhì)

10、進行綜合評價3 。這種方法體現(xiàn)了以人為本的思想，但是對人體熱模型的要求相當(dāng)高，相應(yīng)的機械、檢測、控制系統(tǒng)極度復(fù)雜，使得研究成本大大增加。 2.5綜合指數(shù)法 綜合指數(shù)法是根據(jù)一天中污染物測量的平均值來評價室內(nèi)空氣質(zhì)量。綜合評價指數(shù)能夠反映多種污染物共同作用于室內(nèi)空氣的綜合效應(yīng)。但此方法需要選擇具有代表性的污染物作為評價指標(biāo)來全面、公正地反映室內(nèi)空氣品質(zhì)的動態(tài)，還要求這些作為評價指標(biāo)的污染物長期存在、穩(wěn)定、容易測到，且測試成本低廉。 每一種客觀評價方法都有其不同的評價機理，因此適用范圍不同，在運用時，需要將實際條件和操作對象結(jié)合起來綜合考慮選擇評價方法。 3 主觀評價 評價室內(nèi)空氣質(zhì)量不單單是一個

11、能否達標(biāo)的問題，而是能否讓人感到舒適滿意。人體是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)，受生理，心理狀況以及空氣質(zhì)量的影響，不同年齡，不同性別，不同地域的人對同一環(huán)境的感受不一致，因此，主觀評價對于iaq評價更具有重要的意義。目前，主觀評價法主要有感官法、分貝法等。 3.1感官法 1988年，丹麥的p.o.fanger教授針對室內(nèi)空氣污染物濃度極低并且成分復(fù)雜等特點提出采用olf（污染源強度）和decipol（空氣品質(zhì)感知值）作為評價室內(nèi)空氣品質(zhì)的指標(biāo)。該方法定義為：一個標(biāo)準(zhǔn)人的污染物散發(fā)量作為污染源強度單位，稱為1 olf，其他污染源也可用它來定量。在10 l/s未污染空氣通風(fēng)的前提下，一個標(biāo)準(zhǔn)人引起的空氣污染

12、定義為1？decipol，即olf是污染源強度的單位，而decipol是空氣污染程度的單位。 感官法是利用人的感覺器官亦即是嗅覺器官來評判iaq。這種方法的最大優(yōu)點是簡單方便，無需專業(yè)儀器測量，很容易實現(xiàn)。但由于不同的人其嗅覺靈敏度是存在差異的，如何考慮這種差異對評判結(jié)果的影響，是應(yīng)用感官法時需注意的地方。此外，室內(nèi)空氣中有些污染物無異味，無刺激性，是無法用感官法進行評價的，而這也正是感官法先天不足之處，必須依靠客觀評價進行。 3.2 分貝法 捷克布拉格技術(shù)大學(xué)jokl提出采用decibel概念來評價室內(nèi)空氣質(zhì)量4。分貝是聲音強度單位，同樣也可用于對建筑物室內(nèi)空氣質(zhì)量中異味強度和感覺的評價。j

13、okl用一種新的db單位來衡量室內(nèi)co2、tvoc濃度改變所引起的人體感覺的變化。 基于同樣原理，同濟大學(xué)的沈晉明教授5也提出了對數(shù)評價指標(biāo)，得出co2、hcho的濃度和評價指標(biāo)值之間的對數(shù)函數(shù)。并通過一次函數(shù)反映出評價指標(biāo)和主觀不滿意率之間的關(guān)系。同時根據(jù)對數(shù)評價指標(biāo)對室內(nèi)空氣品質(zhì)進行了分級。 另外，劉向龍6采用依據(jù)科學(xué)制定的主觀評價標(biāo)準(zhǔn)格式對列車車廂內(nèi)空氣品質(zhì)進行了描述，并對鐵路空調(diào)列車內(nèi)的旅客進行了問卷調(diào)查。對列車iaq進行主觀評價，結(jié)果表明，空調(diào)列車iaq不佳的主要原因在于：新風(fēng)量不足以及旅客的環(huán)境意識欠缺。 4 主客觀結(jié)合的綜合評價方法 客觀評價法將模糊的空氣品質(zhì)概念進行了量化處理。

14、客觀評價得出的具體數(shù)據(jù)有利于人們更加可靠地評判室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞，使得人們能更加合理的給出相關(guān)空氣品質(zhì)控制策略。主觀評價法雖然充分考慮了人對室內(nèi)空氣品質(zhì)的主觀感受，但主觀感受與很多因素有關(guān)，如室內(nèi)的裝修情況，受訪人員的身體狀況等，這些都會干擾室內(nèi)空氣品質(zhì)的評判結(jié)果。因此，無論是客觀評價還是主觀評價，都不能全面的反映室內(nèi)空氣品質(zhì)。只有結(jié)合主觀評價的直接性和客觀評價的可靠性，形成主客觀結(jié)合的綜合評價方法，才能客觀全面的評價室內(nèi)空氣品質(zhì)。綜合評價方法包括客觀評價、主觀評價和個人背景資料調(diào)研等方面的工作。這種方法不僅運用人體的感覺器官作為評價工具，而且還要求利用專業(yè)儀器對室內(nèi)空氣污染物進行檢測，能克服

15、單一的主觀或客觀評價的局限，從而全面正確的反映室內(nèi)空氣狀況。同濟大學(xué)沈晉明建立了一套較完整的室內(nèi)空氣品質(zhì)評價方法，建立了室內(nèi)空氣品質(zhì)分級標(biāo)準(zhǔn)與方法。但其適用性有待檢驗。總的來看，主客觀結(jié)合的綜合評價方法在我國有較大的研究空間。 5 結(jié)論 列車空氣品質(zhì)同室外大氣環(huán)境關(guān)系密切。良好的空氣品質(zhì)是人、列車與大氣環(huán)境三者達到和諧一致的結(jié)果。因此，良好的乘車環(huán)境既需要好的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和系統(tǒng)，又需要廣大乘客的共同努力。 （1）需進一步研究影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的各污染物的擴散特性和對人體健康的作用機理，以從污染源頭控制污染物，降低對人體的危害程度； （2）需制定完善的評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)。選用哪些污染物作為代表性污

16、染物、污染物濃度如何控制均是急需解決的問題； （3）目前尚無統(tǒng)一、完善的評價方法。每種評價方法都有其自身的優(yōu)缺點，應(yīng)依據(jù)不同的情況選擇合適的評價方法。 1ashrae standard 62-1989，ventilation for acceptable indoor air quality.atlanta，1989. 2丁力行，包勁松，陳寧.基于室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的空調(diào)列車車內(nèi)空氣參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究j.制冷學(xué)報，2001（2）：4550. 3a melikov，j kaczmarczyk，l.cygan.indoor air quality assessment by a“breathing”thermal manikin，air distribution in roomsa.proceedings of the 7th international conferencec.2002，1：101-106. 4m v jold.new units for indoor air quality