空氣凈化與空氣品質(zhì)

第四章重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院空氣凈化與空氣品質(zhì)14.1空氣凈化處理4.1.1空氣的凈化要求衛(wèi)生保健需要；工業(yè)生產(chǎn)需要。凈化要求分為：1.一般凈化

——無(wú)具體指標(biāo)要求；2.中等凈化

——對(duì)懸浮物質(zhì)量濃度有一定要求；3.超凈凈化

——對(duì)懸浮物大小和數(shù)量均有嚴(yán)格要求,需要在潔凈室內(nèi)實(shí)現(xiàn)。潔凈室：空氣中懸浮粒子濃度受控的房間。4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；房間空氣的凈化要求；24.1空氣凈化處理4.1.2主要空氣污染物1.固態(tài)和液態(tài)污染物——以懸浮粒子的形式存在于空中。包括：粉塵、煙霧、微生物、花粉、細(xì)菌等。氣態(tài)污染物——常以分子形式混合在空氣中。2.污染物濃度——單位體積空氣中的污染物含量。1）氣態(tài)污染物濃度的表示A.質(zhì)量濃度單位體積空氣中所含氣態(tài)污染物質(zhì)量，mg/m3；空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；4.1基本要求34.1空氣凈化處理B.體積濃度單位體積空氣中所含氣態(tài)污染物體積，mL/m3，或ppm（百萬(wàn)分率）1mL/m3=1ppm。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：Y

——?dú)鈶B(tài)污染物的質(zhì)量濃度，mg/m3;M——?dú)鈶B(tài)污染物的摩爾質(zhì)量，g/mol;C——?dú)鈶B(tài)污染物的體積濃度，ppm或mL/m3?？諝庵泻袘腋∥廴疚锏臐舛缺硎痉椒ǎ?.1基本要求44.1空氣凈化處理2).顆粒狀懸浮粒子污染物濃度的表示A.質(zhì)量濃度單位體積空氣中含有懸浮粒子的質(zhì)量，mg/m3或mg/l；B.計(jì)數(shù)濃度（顆粒濃度）單位體積空氣中含有懸浮粒子的顆粒數(shù)，pc/m3或pc/l；懸浮粒子污染物濃度含塵濃度4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；54.1空氣凈化處理C.粒徑計(jì)數(shù)濃度單位體積空氣中含有某一粒徑范圍內(nèi)的懸浮微粒的顆粒數(shù)，pc/m3（粒／m3）或pc/l（粒/升）。3）大氣塵的粒徑分布和含塵濃度分布規(guī)律：大顆粒粒子質(zhì)量大；小微粒粒子數(shù)量多。表4.4、4.2按質(zhì)量計(jì)大顆粒占比例很高按個(gè)數(shù)計(jì)小顆粒占比例很高4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；64.1空氣凈化處理4.1.3、空氣潔凈度等級(jí)潔凈度——空氣的潔凈程度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50073-2001規(guī)定了潔凈度等級(jí)，包括下列內(nèi)容：1.粒徑范圍：0.1~5μm共6種；2.潔凈度級(jí)別9個(gè)整數(shù)級(jí)別，最小允許遞增量為0.1級(jí)，共計(jì)81級(jí)。1~6級(jí)的表示值：每m3空氣中，粒徑≥0.1μm的最大允許粒子數(shù)的常用對(duì)數(shù)值（以10為底），保留1位小數(shù)。4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；房間空氣的凈化要求；我國(guó)潔凈度等級(jí)的劃分方法。74.1空氣凈化處理變化規(guī)律：級(jí)數(shù)越小，凈化要求越高：每m3空氣中≥0.1μm粒子4級(jí)為10000個(gè)，1級(jí)則為10個(gè)；相同等級(jí)，控制粒徑越大，允許濃度限值越小。美國(guó)聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)（表4.4）醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房空氣潔凈度等級(jí)（表4.5）測(cè)試條件環(huán)境：空態(tài)、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)。4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；房間空氣的凈化要求；我國(guó)潔凈度等級(jí)的劃分方法。84.1空氣凈化處理4.1.1空氣凈化處理設(shè)備1、空氣的過(guò)濾1）濾塵機(jī)理及影響因素（1）

濾塵機(jī)理慣性效應(yīng)慣性力作用，保持原方向，與濾料相撞；擴(kuò)散效應(yīng)布朗運(yùn)動(dòng)，與濾料接觸被攔截阻留；靜電效應(yīng)濾料、粒子電荷吸附；4.1基本要求空氣過(guò)濾的濾塵機(jī)理；影響過(guò)濾效率的主要因素；94.1空氣凈化處理吸附效應(yīng)分子引力及表面吸附作用，塵粒附著于濾料纖維表面。（2）影響因素塵粒粒徑大粒徑慣性作用大，小粒徑擴(kuò)散作用加強(qiáng)；濾料纖維直徑和間距細(xì)微密實(shí)增強(qiáng)慣性和擴(kuò)散作用，但阻力增加；過(guò)濾風(fēng)速加大風(fēng)速增強(qiáng)慣性，減小擴(kuò)散和吸附效果，增加阻力；會(huì)有二次飛揚(yáng)；4.2基本要求空氣過(guò)濾的濾塵機(jī)理；影響過(guò)濾效率的主要因素；104.1空氣凈化處理附塵影響灰塵吸附在濾料表面，增加過(guò)濾效率，也加大了阻力，并有可能擠破濾料。2）空氣過(guò)濾器的主要性能指標(biāo)（1）.過(guò)濾效率η

——額定風(fēng)量下，過(guò)濾器捕集的塵粒量與進(jìn)入過(guò)濾器的塵粒量比值的百分?jǐn)?shù)。對(duì)應(yīng)不同濃度表示法有：計(jì)重效率、計(jì)數(shù)效率和粒徑計(jì)數(shù)效率。（2）.穿透率K

——過(guò)濾器后空氣含塵濃度與過(guò)濾器前空氣含塵濃度的比值。4.1基本要求空氣過(guò)濾的濾塵機(jī)理；影響過(guò)濾效率的主要因素；過(guò)濾效率、穿透率的定義及計(jì)算；（式4.1~3）

114.1空氣凈化處理過(guò)濾效率與穿透率的關(guān)系：η＝1－K3）面風(fēng)速與濾速

過(guò)濾器迎風(fēng)面積、濾料面積4）過(guò)濾器阻力⑴組成濾料阻力；結(jié)構(gòu)阻力。⑵計(jì)算與速度有關(guān)：迎面風(fēng)速或?yàn)V速越大阻力越大⑶阻力特性阻力隨使用時(shí)間增加而增加。初阻力

——額定風(fēng)量下，新過(guò)濾器的阻力;4.2基本要求框架、分隔片、保護(hù)面層等濾料面積上氣流通過(guò)的速度過(guò)濾器阻力的概念和考慮方法；124.1空氣凈化處理終阻力

——過(guò)濾器更換前的阻力。過(guò)濾器阻力計(jì)算按終阻力考慮。一般取終阻力為初阻力（200Pa）的2倍。5）過(guò)濾器的容塵量

——額定風(fēng)量下，過(guò)濾器阻力達(dá)到終阻力時(shí)，過(guò)濾器容納塵粒的總質(zhì)量。4.2基本要求過(guò)濾器阻力的概念和考慮方法；過(guò)濾器容塵量的定義134.1空氣凈化處理3）空氣過(guò)濾器的類(lèi)型和選擇（1）分類(lèi)A.按效率分粗效、中效、高中效、亞高效、高效。4.1基本要求空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；

144.1空氣凈化處理3）空氣過(guò)濾器的類(lèi)型和選擇（1）分類(lèi)B.按材料分①粘性填料型過(guò)濾器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：填料上浸涂粘性油過(guò)濾機(jī)理：慣性作用和粘性效應(yīng)。②干式纖維型空氣過(guò)濾器濾料為細(xì)微纖維或細(xì)微纖維織物。4.1基本要求空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；

154.1空氣凈化處理③靜電型過(guò)濾器兩段式電場(chǎng)結(jié)構(gòu)：電離段——空氣電離，微粒帶電；集塵段——電極板吸引帶電粒子分離。4.1基本要求空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；

164.1空氣凈化處理⑶按構(gòu)造分平板式、折褶式、袋式、卷?yè)鲜?。⑷按濾料更換方式分可清洗或可更換型；一次型。2）過(guò)濾器的選擇與應(yīng)用⑴選用原則①一般凈化：選用一級(jí)初效過(guò)濾器；4.1基本要求空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；過(guò)濾器的選用原則和安裝位置；

174.1空氣凈化處理②中等凈化：設(shè)置初、中效兩級(jí)過(guò)濾；③超凈凈化：至少設(shè)置三級(jí)過(guò)濾。一、二兩級(jí)初、中效預(yù)過(guò)濾，保護(hù)第三級(jí)高效過(guò)濾、延長(zhǎng)高效過(guò)濾器的使用壽命。⑵安裝位置①初效過(guò)濾器：置于空調(diào)處理設(shè)備的新風(fēng)入口或新風(fēng)與回風(fēng)混合之后；②中效（高中效）過(guò)濾器：集中置于空調(diào)系統(tǒng)正壓端，空調(diào)處理箱送風(fēng)機(jī)之后；4.1基本要求空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；過(guò)濾器的選用原則和安裝位置；

18CwCnK4.1空氣凈化處理③高效（亞高、超高效）過(guò)濾器：位于系統(tǒng)末端送風(fēng)口之前。⑶選擇計(jì)算一般凈化要求的空調(diào)系統(tǒng)如圖。LW――新風(fēng)量，m3/hL――空調(diào)房間的送風(fēng)量，m3/hL’――空調(diào)房間的回風(fēng)量，m3/hL”――空調(diào)房間的排風(fēng)量，m3/h4.1基本要求空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；過(guò)濾器的選用原則和安裝位置；過(guò)濾器選擇計(jì)算方法。

194.1空氣凈化處理CW――室外空氣含塵濃度，mg/m3Cn――室內(nèi)空氣允許含塵濃度，mg/m3M――空調(diào)房間的發(fā)塵量，mg/hK――穿透率穩(wěn)定情況時(shí)，送入室內(nèi)的塵粒量應(yīng)等于流出房間的塵粒量，即：4.1基本要求CwCnK空氣過(guò)濾器的分類(lèi)方式和種類(lèi)；過(guò)濾器的選用原則和安裝位置。204.1空氣凈化處理2）潔凈工作臺(tái)根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)要求或者其他用途的要求在操作臺(tái)上保持高潔凈度的局部?jī)艋O(shè)備4.1基本要求214.1空氣凈化處理3）潔凈層流罩將空氣以一定的風(fēng)速通過(guò)高效過(guò)濾器后，由阻尼層均壓使?jié)崈艨諝饬鞒蚀怪眴雾?xiàng)流送入工作區(qū)，保證潔凈度要求。4.1基本要求保證工作區(qū)潔凈度的設(shè)備224.1空氣凈化處理4）自凈器由風(fēng)機(jī)、粗、中、高過(guò)濾器及送回風(fēng)口組成的設(shè)備4.1基本要求234.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4.2.1超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)的基本類(lèi)型⒈按作用范圍 ⑴全面凈化：全室性潔凈區(qū)域控制。室內(nèi)整個(gè)工作區(qū)具有相同潔凈度。 ⑵局部?jī)艋壕植靠照{(diào)潔凈區(qū)域控制?？s小了潔凈區(qū)域，投資少、效益高；房間局部產(chǎn)塵量對(duì)它的影響較大，要求生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度高。2.設(shè)備的設(shè)置分集中式分散式。4.2基本要求244.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4.2基本要求3.按氣流流型⑴單向流型：垂直單向流水平單向流。⑵非單向流型（亂流型）：流線不平行，有回流和渦流存在（3）輻流型⒋

按用途分

⑴工業(yè)潔凈室以無(wú)生命微粒為控制對(duì)象；

⑵生物潔凈室以生命微粒為控制對(duì)象。5

按設(shè)備構(gòu)造整體式（土建式）裝配式局部?jī)艋?54.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4.2.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1）系統(tǒng)要求風(fēng)量大2）氣流注重形式應(yīng)滿足空氣潔凈度等級(jí)要求3）空調(diào)冷負(fù)荷大，負(fù)荷類(lèi)型特殊4）空調(diào)系統(tǒng)助力大5）壓差控制嚴(yán)264.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)2.凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）系統(tǒng)劃分不同流型分開(kāi)不同等級(jí)潔凈室分開(kāi)不同時(shí)使用分開(kāi)2）方式確定基本型式（表4.8）全室性潔凈區(qū)域控制（1、2、6、7方案）；局部性潔凈區(qū)域控制（3、4、5方案）3）氣流組織1~4級(jí)：垂直單向流；5級(jí)：垂直或水平單向流；6~9級(jí)：非單向流。274.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4）送風(fēng)量的確定（1）新風(fēng)2項(xiàng)最大(正壓、衛(wèi)生）（2）取三項(xiàng)要求中的最大值：①保證潔凈度等級(jí)需要的送風(fēng)量：

②按熱、濕負(fù)荷計(jì)算確定的送風(fēng)量；③向潔凈室內(nèi)供給的新鮮空氣量。空氣潔凈度等級(jí)氣流流型平均風(fēng)速(m/s)換氣次數(shù)

(h-1)1－4單向流0.3~0.5－5單向流0.2~0.5－6非單向流－50~607非單向流－15~258－9非單向流－10~15284.3空氣的除臭、滅菌和離子化4.3.1氣相污染物的處理及空氣出臭空氣中的氣相污染物可采用溶解、吸附、吸收、燃燒等方法，進(jìn)行凈化處理。

空調(diào)凈化系統(tǒng)常采用的氣相污染物凈化方式有：

1)洗滌吸收

2)活性碳吸附器

3)化學(xué)吸附

4)光觸媒凈化

5)稀釋

294.3空氣的除臭、滅菌和離子化4.3.2空氣滅菌生物潔凈室和醫(yī)院手術(shù)部等凈化系統(tǒng)需要對(duì)空氣進(jìn)行消毒滅菌處理。

1)過(guò)濾

2)消毒

3)殺菌酶過(guò)濾器304.3空氣的除臭、滅菌和離子化4.3.3空氣離子化由于宇宙射線和地球上放射性元素的放射線影響，空氣中經(jīng)常含有帶正、負(fù)電荷的離子。

這些離子可分為3類(lèi)：

1)輕離子：帶一個(gè)電荷，由若干中性分子所組成。帶電的氣體分子是輕離子。帶正電的是正離子，帶負(fù)電的是負(fù)離子。

2)中離子：由輕離子與水滴或灰塵類(lèi)凝結(jié)核結(jié)合所形成的帶電小微粒，包含有100個(gè)左右氣體分子。

3)重離子：帶電的水滴或塵埃，比輕離子約大1000倍。314.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評(píng)價(jià)4.4.1室內(nèi)空氣品質(zhì)的概念丹麥工業(yè)大學(xué)范格（P.O.Fanger）教授美國(guó)ASHARE標(biāo)準(zhǔn)“可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)”324.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評(píng)價(jià)4.4.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響因素室內(nèi)空氣品質(zhì)是多種因素綜合作用的結(jié)果；空氣污染物是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的基本原因?？照{(diào)系統(tǒng)引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的原因：⒈通風(fēng)不良表現(xiàn)為：新風(fēng)量不足，新風(fēng)比太小；系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致通風(fēng)效率下降，空氣污染加劇。4.4基本要求室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法；空調(diào)系統(tǒng)引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的幾種原因。334.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評(píng)價(jià)人體二氧化碳呼出量如下表：大氣中CO2含量約為0.03％室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定CO2允許濃度為0.1％（停留時(shí)間短時(shí)為0.15％）。4.4基本要求工作狀態(tài)CO2呼出量（l/h·人）（g/h·人）安靜時(shí)1319.5極輕的工作2233輕勞動(dòng)3045中等勞動(dòng)4669重勞動(dòng)74111室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法；空調(diào)系統(tǒng)引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的幾種原因。344.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評(píng)價(jià)⒉空氣過(guò)濾不佳缺少過(guò)濾裝置；有些裝有過(guò)濾器的系統(tǒng)，因管理不善而達(dá)不到要求。⒊