改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的途徑和方法

1、改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的途徑和方法室內(nèi)空氣品質(zhì)不僅影響人體的舒適與健康，而且對(duì)室內(nèi)人員的工作效率有顯 著的影響。良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)能夠使人感到神清氣爽、精力充沛、心情愉悅。 然而近二十年來，許多國家的室內(nèi)空氣品質(zhì)卻不容樂觀，許多人抱怨室內(nèi)空氣品 質(zhì)低劣，使他們出現(xiàn)一些病態(tài)反應(yīng)：頭痛、困倦、惡心和流鼻涕等，此類癥狀被 統(tǒng)稱為“病態(tài)建筑綜合癥”（英文名為Sick Building Syndrome，簡稱SBS）室內(nèi)空氣品質(zhì)的定義室內(nèi)空氣品質(zhì)（Indoor Air Quality，簡稱IAQ）的定義在近二十年來發(fā)生 了很多的變化。最初人們把室內(nèi)空氣品質(zhì)幾乎完全等價(jià)為一系列污染物濃度指 標(biāo)。近年來，人們認(rèn)識(shí)

2、到這種純客觀的定義不能涵蓋室內(nèi)空氣品質(zhì)的內(nèi)容。在1989年國際室內(nèi)空氣品質(zhì)討論會(huì)上，丹麥的Fanger教授提出了一種空氣 品質(zhì)的主觀判斷標(biāo)準(zhǔn)：空氣品質(zhì)反映了人們的滿意程度。1998年，美國供熱制冷空調(diào)工程師協(xié)會(huì)（American Society of Heating， Refrigerating and Air-conditioning Engineers，簡稱 ASHRAE）頒布的標(biāo)準(zhǔn) ASHRAE 62-1989滿足可接受室內(nèi)空氣品質(zhì)的通風(fēng)中兼顧了室內(nèi)空氣品質(zhì)的主 觀和客觀評(píng)價(jià)，給出的定義為：良好的室內(nèi)空氣品質(zhì)應(yīng)該是“空氣中沒有以知的 污染物達(dá)到公認(rèn)的權(quán)威機(jī)構(gòu)所確定的有害物濃度指標(biāo)，且處于

3、這種空氣中的絕大 多數(shù)人（N80%）對(duì)此沒有表示不滿意。”室內(nèi)空氣品質(zhì)產(chǎn)生的原因調(diào)查和研究表明，造成室內(nèi)空氣品質(zhì)低劣的主要原因是室內(nèi)空氣污染，這些 污染大致可以分為三類；物理污染（如粉塵），化學(xué)污染（如有機(jī)揮發(fā)物，英文 名為Volatile Organic Compounds簡稱VOCs）和生物污染（如霉菌）。室內(nèi)空 氣品質(zhì)方面的研究近年來日益受到重視，其主要原因如下：強(qiáng)調(diào)節(jié)能導(dǎo)致的建筑密閉性增強(qiáng)和新風(fēng)量減少新型合成材料在現(xiàn)代建筑中大量應(yīng)用散發(fā)有害氣體的電器產(chǎn)品大量使用傳統(tǒng)集中空調(diào)系統(tǒng)的固有缺點(diǎn)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理的不合理廚房和衛(wèi)生間氣流組織不合理室外空氣污染改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的緊迫性和重要性

4、據(jù)美國等發(fā)達(dá)國家統(tǒng)計(jì)，每年室內(nèi)空氣品質(zhì)低劣造成的經(jīng)濟(jì)損失驚人?，F(xiàn)代 建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化，引發(fā)了以下三種病癥：病態(tài)建筑綜合癥(SBS)，與建 筑有關(guān)的的疾病(BRI),多種化學(xué)污染物過敏癥(MCS)。據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署(EPA) 統(tǒng)計(jì)，美國每年因室內(nèi)空氣品質(zhì)低劣造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)400億美金。實(shí)際上，我國室內(nèi)空氣品質(zhì)問題較發(fā)達(dá)國家更為嚴(yán)重。除上述原因外，我國 室內(nèi)環(huán)境污染還有很多獨(dú)有的特點(diǎn)：我國每年新建建筑量驚人，逾10億皿。不合適的建筑設(shè)計(jì)、空調(diào)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)和運(yùn)行管理的不合理嚴(yán)重影響了室內(nèi)空氣品質(zhì)。大量散發(fā)有害物質(zhì)的建材充斥市場，投入使用。一方面，我國建材和建 筑裝修市場還較混亂，缺乏嚴(yán)格和科學(xué)

5、的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，缺乏檢測和控 制室內(nèi)空氣污染的技術(shù)措施，甚至一些空氣污染物的產(chǎn)生、傳播、檢測和防治中 的關(guān)鍵科學(xué)問題尚未很好認(rèn)識(shí)和解決。應(yīng)該說，目前我國室內(nèi)空氣品質(zhì)問題已成為中國政府關(guān)注和普通百姓關(guān)心的 問題。提高室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法控制室內(nèi)污染室內(nèi)空氣污染物由污染源散發(fā)，在空氣中傳遞，當(dāng)人體暴露在污染空氣中時(shí)， 污染會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。室內(nèi)空氣污染控制可通過以下三種方式實(shí)現(xiàn)：（1） 源頭治理；（2）通新風(fēng)稀釋和合理的氣流組織；（3）空氣凈化。（1）源頭治理從源頭治理室內(nèi)空氣污染，是治理室內(nèi)空氣污染的根本之法。污染源頭治理 有以下幾種：消除室內(nèi)污染源。最好、最徹底的辦法是消除室內(nèi)污染源

6、。譬如，一些地 毯吸收室內(nèi)化學(xué)后會(huì)成為室內(nèi)空氣二次污染源，因此，不用這類地毯就可以消除 其導(dǎo)致的室內(nèi)污染。減少室內(nèi)污染源散發(fā)強(qiáng)度。當(dāng)室內(nèi)污染源難以根除時(shí)，應(yīng)該考慮減少其散 發(fā)強(qiáng)度。譬如，通過標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)對(duì)室內(nèi)建筑材料中有海物含量進(jìn)行限制就是行之 有效的辦法。污染源附近局部排風(fēng)。對(duì)一些室內(nèi)污染源，可采用局部排風(fēng)的方法。譬如， 廚房烹飪污染可以采用排油煙機(jī)來解決。（2）通新風(fēng)稀釋和合理的氣流組織通新風(fēng)是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的一種行之有效的辦法，其本質(zhì)是提供人所必須 的氧氣并用室外的污染濃度低的空氣來稀釋室內(nèi)污染物濃度高的空氣。合理的氣 流組織對(duì)改善局部空間的空氣品質(zhì)也有很大的幫助。（3）空氣凈化目前空氣

7、凈化的方法主要有：過濾器過濾、活性炭吸附有害物質(zhì)、納米光催 化降解VOCs、臭氧法、紫外線照射法、等離子體凈化和其他凈化技術(shù)。有效發(fā)揮通風(fēng)空調(diào)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的正面作用對(duì)室內(nèi)環(huán)境控制來說人的健康是永恒的主題，當(dāng)空調(diào)轉(zhuǎn)向以提高室內(nèi)空氣品 質(zhì)為目標(biāo)，暖通空調(diào)工程師不得不面臨許多新的挑戰(zhàn)。特別是如何消除通風(fēng)空調(diào) 對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的負(fù)面影響，有效發(fā)揮其正面作用有許多文章可做。（1）最大程度保持新風(fēng)原有品質(zhì)有效發(fā)揮通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的正面作用，就要強(qiáng)調(diào)新風(fēng)對(duì)室內(nèi)污染稀釋的重要作 用，強(qiáng)調(diào)新風(fēng)對(duì)改善室內(nèi)空氣品質(zhì)有著其它措施不可替代的效果。要求對(duì)新風(fēng)進(jìn) 行處理時(shí)，應(yīng)盡量保持新風(fēng)原有的品質(zhì)和氣味。為了確保新風(fēng)品質(zhì)，有必

8、要利用新風(fēng)年齡和新風(fēng)途徑污染的概念來對(duì)新風(fēng)流 經(jīng)空調(diào)系統(tǒng)的過程加以分析。應(yīng)將新風(fēng)從進(jìn)入系統(tǒng)到最終供室內(nèi)人員呼吸的整個(gè) 過程分為兩個(gè)階段分別加以以控制。第一個(gè)階段是新風(fēng)從新風(fēng)口到室內(nèi)送風(fēng)口， 對(duì)該過程的控制主要體現(xiàn)為新風(fēng)口的選取，新風(fēng)的過濾處理，新風(fēng)系統(tǒng)的人室方 式等問題。第二個(gè)階段是新風(fēng)從送人室內(nèi)到最終供室內(nèi)人員呼吸，對(duì)該過程的控 制主要體現(xiàn)為合理的控制室內(nèi)氣流組織形式，以保證呼吸區(qū)內(nèi)空氣年齡最小，新 風(fēng)品質(zhì)最高。因此采用新風(fēng)獨(dú)立處理（或預(yù)處理），盡量減小系統(tǒng)對(duì)新風(fēng)的污染。 在設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡量縮短新風(fēng)輸送途徑，盡量使新風(fēng)直接人室，是十分必 要的。（2）消除空調(diào)機(jī)組污染有效發(fā)揮通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)

9、的正面作用，就要強(qiáng)調(diào)消除空調(diào)機(jī)組污染。系統(tǒng)中換 熱器（盤管）是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的潛在污染源，也是微生物氣溶膠的發(fā)生源。許 多空調(diào)系統(tǒng)由于空氣過濾器效率較低，普遍存在盤管積灰等情況；即使使用較高 效率的過濾器，但也會(huì)因安裝不善引起過濾滲漏或旁通，導(dǎo)致顆粒物穿透；盤管 上冷凝膜的存在會(huì)阻留氣溶膠，導(dǎo)致沉積的增加，盤管凝水盤的滯水會(huì)產(chǎn)生藻類。 這些顆粒物的存在和盤管自身的工作環(huán)境一起，成為微生物生長的必要條件。許多人的研究發(fā)現(xiàn)，空氣過濾器本身不是污染源，真正的污染源是其上濾集 的顆粒物。這些顆粒物不僅積聚在過濾器表面，還會(huì)深入過濾器內(nèi)部，形成“過 濾器餅”。在晚間通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉或以最小新風(fēng)量運(yùn)行的狀態(tài)

10、下，過濾器表面的空 氣處于相對(duì)靜滯的狀態(tài)，“濾餅”中顆粒物吸收的氣態(tài)污染物就擴(kuò)散到過濾器表 面，并積聚到一定濃度，在早晨剛開機(jī)時(shí)，隨送風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)，形成一段時(shí)間的高 污染物濃度。（3）消除空調(diào)管路污染美國學(xué)者Klaus指出，約有20%的室內(nèi)空氣污染物來自通風(fēng)系統(tǒng)，如果通 風(fēng)系統(tǒng)保持干凈，維護(hù)良好，該值可減少到一半。這幾年我國也開始重視空調(diào)輸 送管道系統(tǒng)污染。衛(wèi)生部于2006年3月實(shí)施了公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi) 生管理辦法、公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范、公共場所集中空調(diào) 通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范、公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范，2005 年建設(shè)部也頒布了 GB50365（空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行管理

11、規(guī)范。應(yīng)該辯證的看待流 經(jīng)風(fēng)管的空氣品質(zhì)與風(fēng)管污染之間的關(guān)系。只有干凈的風(fēng)管和干凈的過濾器才提 供最好的空氣品質(zhì)。根據(jù)Glenn等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，典型風(fēng)管散發(fā)的VOC很少，通 常只占室內(nèi)VOC濃度的幾個(gè)百分點(diǎn)。但由于進(jìn)入機(jī)械通風(fēng)建筑物內(nèi)的大部分新風(fēng) 都要通過送風(fēng)管，因此新風(fēng)送風(fēng)管的污染就顯得很重要。（4）系統(tǒng)濕度控制有效發(fā)揮通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的正面作用，就要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)濕度控制。微生物的活動(dòng) 會(huì)隨濕度的增加而增加，最適宜的相對(duì)濕度為70%100%。因此要保證空調(diào)系 統(tǒng)內(nèi)，尤其是過濾器處空氣的相對(duì)濕度不應(yīng)超過90%；對(duì)于初級(jí)過濾器，要保 證3天以上的平均相對(duì)濕度不能超過80%。為防止新風(fēng)口處的過濾器吸人積雪

12、或雨水受潮，可在新風(fēng)引人口處安裝防雨 百葉，或增加新風(fēng)管坡度、添加上彎的新風(fēng)管彎頭的做法；為防止第二級(jí)甚至更 高級(jí)的空氣過濾器由于效率較低的擋水器引起的浸濕，可將進(jìn)入擋水器的最高風(fēng) 速限制在3. 5 m/s以下。采用新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)由于過去舒適性空調(diào)的溫、濕度控制要求不高，需要新風(fēng)量不大，因此， 不需要對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)處理。但目前新標(biāo)準(zhǔn)要求增大空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)量，并將室 內(nèi)相對(duì)濕度控制在一較低的水平。這樣使得新風(fēng)對(duì)室內(nèi)的影響比以往更加突出。 空調(diào)系統(tǒng)的冷、濕負(fù)荷會(huì)大大增加，特別是在熱濕地區(qū)，對(duì)傳統(tǒng)的空氣處理系統(tǒng) 來說難以勝任。為盡量不增加空調(diào)系統(tǒng)能耗和有效改善IAQ的角度，可以采用 熱回收和除濕技術(shù)為

13、基礎(chǔ)的新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)，應(yīng)用于已建空調(diào)系統(tǒng)的改造或新建 空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（1）熱回收式新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)熱回收式新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)是在傳統(tǒng)再熱式系統(tǒng)中附設(shè)預(yù)處理新風(fēng)的熱回收 裝置而組成的系統(tǒng)。熱回收裝置的種類很多，其中以轉(zhuǎn)輪式全熱交換器的熱回收 效率最高。轉(zhuǎn)輪全熱回收式新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)在原系統(tǒng)中的排風(fēng)和新風(fēng)間安裝轉(zhuǎn)輪式全 熱交換器，可在兩者之間進(jìn)行高效的顯熱和潛熱交換。夏季，對(duì)新風(fēng)進(jìn)行預(yù)冷減 濕。經(jīng)預(yù)冷減濕后，新風(fēng)的冷負(fù)荷大大減小，從而降低需要冷卻盤管提供的冷 量和除濕量，使傳統(tǒng)的再熱式系統(tǒng)在一定的室外氣候條件下，能滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要 求。（2）除濕式新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)中常采用的除濕原理有升溫降濕、通風(fēng)降

14、濕、冷卻除濕、吸濕劑除 濕等。其中吸濕劑除濕的原理是利用某些物質(zhì)（如氯化鋰、硅膠等）吸收或吸附 水分的能力，除去空氣中的部分水分。轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)除濕原理屬于吸濕劑除濕。轉(zhuǎn) 輪除濕機(jī)除濕性能好，是目前應(yīng)用較廣的一種除濕方式。除濕式新風(fēng)預(yù)處理系統(tǒng) 就是利用轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)處理新風(fēng)或新風(fēng)與部分回風(fēng)的混合風(fēng)，將空調(diào)系統(tǒng)中的部分 或全部潛熱負(fù)荷轉(zhuǎn)化為顯熱負(fù)荷，再由傳統(tǒng)空氣處理設(shè)備處理至送風(fēng)狀態(tài)。當(dāng)室外新風(fēng)溫度較高時(shí)，為提高除濕效率，使除濕機(jī)在高效下運(yùn)行，通常先 將新風(fēng)送入新風(fēng)預(yù)冷裝置，降低其顯熱及潛熱，然后進(jìn)入除濕設(shè)備將剩余潛熱負(fù) 荷轉(zhuǎn)化為顯熱負(fù)荷，可視除濕量的大小，旁通一部分新風(fēng)與除濕處理后的那部分 新風(fēng)混合，

15、再通過轉(zhuǎn)輪式顯熱交換器或間接蒸發(fā)冷卻器與排風(fēng)熱交換后，與回 風(fēng)混合經(jīng)冷卻盤管等濕冷卻至送風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)，送入室內(nèi)空氣處。優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)微生物污染的控制，強(qiáng)調(diào)對(duì)室內(nèi)相對(duì)濕度控制及采取相應(yīng)的技術(shù)措施。濕 度是影響霉菌在建筑中生長的主要因素，減少空調(diào)系統(tǒng)的潮濕面積，控制細(xì)菌的 生長繁殖?？照{(diào)系統(tǒng)的某些潮濕表面是細(xì)菌繁殖的溫床，特別是冷卻塔、加濕器、 水箱、盤管表面、集水箱、噴淋室過濾器和消聲器等表面，這些地方的細(xì)菌大量 繁殖并被送入室內(nèi)各地方。在這種情況下依靠加大新風(fēng)量加強(qiáng)過濾來降低細(xì)菌濃 度是不合理的。特別是盤管的帶水和排水問題所引起的微生物污染。設(shè)備選擇和 管道的設(shè)計(jì)、安裝的重點(diǎn)在于盡量減少塵埃污染和微生物污染，如減少污染源、 防止塵埃和濕氣的積累。建筑設(shè)計(jì)要遵循生態(tài)環(huán)境的設(shè)計(jì)原理從建筑設(shè)計(jì)考慮遵循生態(tài)環(huán)境的設(shè)計(jì)原理，考慮建筑總平面規(guī)劃、城市微氣 候的改善、建筑材料滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，盡可能利用自然能源或采用最少的 能源來達(dá)到人們生活、工作所需的舒適環(huán)境，這也是解決建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量的根 本措施。當(dāng)今世界建筑中有不少建筑就是利用當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、 建筑技術(shù)科學(xué)的基本原理、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段等合理地安排并組織建筑與其它相 關(guān)因素之間的關(guān)系，使建筑與