空氣調節(jié)趙榮義7

第五節(jié)空氣質量(kōnɡqìzhìliànɡ)控制第一節(jié)內部空間空氣凈化的要求(yāoqiú)第二節(jié)空氣懸浮微粒的特性及其捕集機理第三節(jié)空氣過濾器第四節(jié)空氣凈化系統(tǒng)主要內容第七章空氣的凈化與質量控制共四十九頁第一節(jié)內部空間空氣凈化的要求(yāoqiú)知識點1

IAQ(IndoorAirQuality)空調房間污染物來源室內空氣污染物室外污染源空調系統(tǒng)或裝置的狀態(tài)和使用效果共四十九頁(1)室內污染源非工業(yè)(gōngyè)建筑的一般房間室內空氣污染情況，與室外環(huán)境、室內裝飾裝修、建筑材料、家具、辦公設備及人體有關。吸煙產生的煙霧也不能忽視。

1)裝飾裝修材料調查結果顯示，裝飾裝修材料是主要的室內空氣污染源。裝飾裝修用的膠合板、刨花板、粘合劑、防水劑、油漆和內墻涂料及其添加劑等一般均含有甲醛、苯、甲苯和二甲苯等有機化合物。2)建筑材料在建筑施工中，為了加快混凝土的凝固速度和冬季施工防凍，通常要加入高堿混凝土膨脹劑和含尿素的混凝土防凍劑。建筑物投入使用后，隨著環(huán)境因素的變化，特別是夏季的氣溫升高，從墻體中緩慢釋放出的氨氣將造成室內空氣中氨濃度嚴重超標。建筑中使用的石材、砌塊、地磚等陶瓷建材和水泥中的放射性物質如果超標，會造成室內放射性污染。共四十九頁3)人造板家具現(xiàn)代家具大多用人造板制造，人造板家具在生產過程中要大量使用粘合劑、油漆和涂料。粘合劑中往往含有甲醇，此外粘合劑、油漆和涂料中一般還含有苯、甲苯和二甲苯，這些揮發(fā)性有機污染物都會在家具的使用過程中緩慢釋放到室內空氣中。4)辦公設備某些辦公設備和用品在使用時會產生一些有害氣體，如計算機在使用時會產生臭氧、苯酚(běnfēn)、甲苯、二甲苯、乙苯等，復印機和打印機在使用時會產生臭氧、甲醇、乙醇等。復印機和噴墨打印機在使用時還會產生固態(tài)污染物——墨粉。5)人體人新陳代謝產生的污染物主要是呼出氣體中包含的二氧化碳、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等外源性污染物。人體感染的各種致病微生物，如流感病毒、結核桿菌、鏈環(huán)菌等會通過咳嗽、打噴嚏等噴出，對室內空氣形成生物性污染。共四十九頁（2)室外污染源室外自然環(huán)境的空氣中一般都含有各種懸浮微粒、工業(yè)廢氣和汽車尾氣等污染物，這些污染物會通過房間開啟的門窗直接進入室內，也可以粘附或吸附(xīfù)在人體的毛發(fā)、皮膚以及衣物上，由人從室外帶入室內。在壓力分布不當時，廚房、餐廳、吸煙區(qū)、地下停車場等處產生的污染物也會進入空調房間內。

(3)空調系統(tǒng)或裝置1)室內新鮮空氣量供應不足20世紀70年代出現(xiàn)的“能源危機”引起了對減少能源消耗的普遍重視。為了降低空調能耗，通常增加建筑的密閉性并降低新風量標準使新鮮空氣量供應不足。疏于日常管理或為減少運行費用，關閉新風采集口。2)空氣凈化不佳一般民用建筑空調系統(tǒng)僅裝有粗效過濾器，但僅能捕集懸浮微粒，且過濾效率不高。對氣態(tài)污染物則缺少凈化處理措施。共四十九頁

3)空調設計有缺陷沒有進行合理的氣流組織，造成工作區(qū)二次污染；新風口位置設計不當，造成新風質量不高；采用新回風混合方式時，回風在混合前未經凈化處理造成新風未送入工作區(qū)就已被污染；室內沒有形成正壓，使得室外未經處理的空氣以及周邊房間或區(qū)域(如廚房、吸煙區(qū))產生的污染物很容易由門窗進入空調房間；回風口位置設置不當，使回風含污染物過多。

4)空調系統(tǒng)或裝置維護保養(yǎng)不到位(dàowèi)空調系統(tǒng)或裝置維護管理不善，沒有進行定期清潔，設備、管道骯臟，特別是凝結水盤污染嚴重。共四十九頁室內空氣污染成分化學性污染生物性污染細菌、真菌(zhēnjūn)(含真菌(zhēnjūn)孢子)、花粉、病毒等引起的污染甲醛、苯系物、氨氣、氡和懸浮顆粒物等引起(yǐnqǐ)的污染共四十九頁(1)甲醛特性具有刺激性氣味，密度比空氣略大，存在于板材粘合劑、劣質膠、化纖地毯、地板革、油漆、涂料、貼墻布和貼墻紙中。采用了粘合劑的木地板、木質家具中含量最高。釋放速率除與家具等物品中甲醛的含量有關外，還與室內空氣溫度有關，氣溫越高，甲醛釋放越快。對人體健康(jiànkāng)的影響主要表現(xiàn)在嗅覺異常、刺激、過敏、肺功能異常、肝功能異常及免疫功能異常，特別是對視網膜有較強的損害作用。

(2)苯具有特殊芳香氣味，存在于油漆的添加劑和稀釋劑中，還被用作粘合劑的溶劑。1773年被世界衛(wèi)生組織(WHO)確定為致癌物。長期接觸低濃度苯蒸氣會引起神經衰弱，白細胞減少，嚴重時可發(fā)生再生障礙性貧血。(3)甲苯和二甲苯甲苯有類似苯的氣味，有毒、有麻醉性，對皮膚有刺激性和脫脂作用。二甲苯有芳香氣味，有毒，但毒性比苯和甲苯小。甲苯和二甲苯常被用作建筑材料、裝飾材料及人造板家具的粘合劑。共四十九頁

(4)氨具有強烈刺激性臭味，存在于建筑施工中使用的含氨防凍劑和家具涂飾時所有的添加劑及增白劑中。危害低濃度氨氣對眼睛和上呼吸道粘膜有刺激作用，引起流淚、流涕、咽喉充血并疼痛。(5)臭氧有特殊臭味，復印機、計算機等辦公設備，以及負離子發(fā)生器在使用過程中都會產生臭氧。危害主要是對呼吸系統(tǒng)造成強烈刺激或損傷，急性癥狀表現(xiàn)為咽喉干燥、咳嗽、呼吸異常、呼吸道發(fā)炎。(6)氡由鐳衰變產生的自然界惟一的天然放射性氣體(qìtǐ)，它沒有顏色，也沒有任何氣味。主要含在石頭、磚、沙、水泥、石膏等建筑裝飾材料和陶瓷制品中。很容易被呼吸系統(tǒng)截留，并在局部區(qū)域不斷積累，長期吸入高含量氡最終可誘發(fā)肺癌。專家研究表明，氡是除吸煙以外引起肺癌的第二大因素。共四十九頁1、質量濃度(nóngdù)——單位體積中含有的灰塵質量(kg／m3)；2、計數(shù)濃度——單位體積空氣中含有的灰塵顆粒數(shù)(粒／m３或粒／L)；3、粒徑顆粒濃度——單位體積空氣中所含的某一粒徑范圍內的灰塵顆粒數(shù)(粒／m３或者粒／L)。

一般室內空氣允許含塵標準采用質量濃度，而潔凈室的潔凈標準(潔凈度)采用計數(shù)濃度(每升空氣中大于等于某一粒徑的塵?？倲?shù))。知識點2空氣(kōngqì)的含塵濃度表示法共四十九頁知識點3凈化(jìnghuà)標準(一)一般凈化對室內含塵濃度無具體要求，只要對進氣進行一般凈化處理，保持空氣清潔即可。大多數(shù)以溫濕度要求為主的民用與工業(yè)建筑空調工程均屬于此類。(二)中等凈化對室內空氣含塵濃度有一定的要求，通常提出質量濃度指標(zhǐbiāo)。(三)超凈凈化對室內空氣含塵濃度提出嚴格要求，由于塵粒對生產工藝的有害程度與塵粒的大小和數(shù)量有關，所以均以粒徑顆粒濃度作為濃度指標。共四十九頁知識點4潔凈(jiéjìng)級別的劃分潔凈手術室的等級標準:一級特別潔凈手術室級別(jíbié)100;二級標準手術室級別1000和1萬;三級一般潔凈手術室級別10萬;四級準潔凈手術室和輔助用房級別30萬共四十九頁共四十九頁(1)可見微粒肉眼可見，微粒直徑大于10μm。(2)顯微微粒在普通顯微鏡下可以(kěyǐ)看見，微粒直徑小于0.25-10μm。(3)超顯微微粒在超顯微鏡或電子顯微鏡下可以看見，微粒直徑小于0.25μm。共四十九頁第二節(jié)空氣懸浮微粒的特性(tèxìng)及其捕集機理微粒分散于氣態(tài)介質則形成一種氣溶膠，實際上，人們通常處于或生活于氣溶膠之中。組成氣溶膠的微粒稱為分散相，氣態(tài)介質稱為分散介質。表征氣溶膠粒子的性質包括(bāokuò)微粒的形狀、大小、比重、粒徑分布及濃度等物理因素，有時也需了解其化學成分。除液體微粒外，固體微粒的形狀一般不是球形，因此其大小的度量有多種方法。顯微鏡下統(tǒng)計粒子的大小可用一維投影長度來表示粒徑，稱為定向粒徑。知識點1空氣懸浮微粒的特性(一)空氣懸浮微粒的分布特性(二)微粒的運動特性1.球形粒子在空氣介質中的直線運動2.粒子在流動空氣中的曲線運動3.粒子的布朗運動共四十九頁第二節(jié)空氣(kōngqì)懸浮微粒的特性及其捕集機理微粒分散于氣態(tài)介質則形成一種氣溶膠，實際上，人們通常處于或生活于氣溶膠之中。組成氣溶膠的微粒稱為分散相，氣態(tài)介質稱為分散介質。表征氣溶膠粒子的性質包括微粒的形狀、大小、比重(bǐzhòng)、粒徑分布及濃度等物理因素，有時也需了解其化學成分。除液體微粒外，固體微粒的形狀一般不是球形，因此其大小的度量有多種方法。顯微鏡下統(tǒng)計粒子的大小可用一維投影長度來表示粒徑，稱為定向粒徑。知識點1空氣懸浮微粒的特性(一)空氣懸浮微粒的分布特性(二)微粒的運動特性1.球形粒子在空氣介質中的直線運動2.粒子在流動空氣中的曲線運動3.粒子的布朗運動共四十九頁知識點2空氣懸浮(xuánfú)微粒的捕集(一)單纖維(xiānwéi)的捕集機理目前常用的捕集機理主要有以下幾個方面：（1）慣性效應（2）重力作用（3）截留效應（4）擴散效應（5）靜電效應共四十九頁懸浮(xuánfú)微粒濾芯纖維(xiānwéi)濾芯纖維（1）慣性效應由于纖維錯綜排列，故氣流在纖維層內穿過時，其流線要多次轉彎，此時，若塵粒質量較大或速度(可以看成等于氣流速度)較大，則塵粒受慣性力作用，不能隨氣流轉彎，而仍保持其原有的運動方向，便與纖維碰撞并附著在纖維上。這種現(xiàn)象稱為慣性效應。慣性作用隨塵粒質量和過濾風速的增加而增大。共四十九頁懸浮微粒介質纖維介質纖維（3）截留(jiéliú)效應對于粒徑在亞微米范圍內的小塵粒，可以認為沒有慣性，塵粒隨著氣流(qìliú)流線運動，當流線緊靠纖維表面時，塵粒由于與纖維表面發(fā)生接觸而被攔截(阻留)下來，這種作用稱為截留效應。另外當微粒尺寸大于纖維網眼而被阻留時，這種現(xiàn)象稱為篩濾作用。粗孔或中孔的泡沫塑料過濾器主要依靠篩濾作用進行除塵。含塵氣流通過纖維層時，塵粒在重力作用下，產生脫離流線的位移而沉降到纖維表面上，這種作用只有在塵粒較大(＞5

m)時才存在。對小塵粒(＜0.5

m)的過濾，完全可以忽咯重力作用。（2）重力作用共四十九頁微粒(wēilì)<0.3μm（4）擴散(kuòsàn)效應小于1μm的微粒在氣體分子撞擊下，像氣體分子一樣作布朗運動。如果微粒在運動過程中和物體表面接觸，就會從氣流中分離，這個機理稱為擴散效應。對于dc≤0.3μm的微粒，這是一個很重要的機理。共四十九頁（5）靜電效應當含塵氣流通過纖維濾料時，由于氣流摩擦，使纖維和塵粒部可能帶上電荷，從而增加了纖維吸附塵粒的能力。但是，因這種電荷既不能長時間存在，電場強度又很弱，故產生(chǎnshēng)的吸附力很小，所以，一般可以忽略。屏蔽(píngbì)板激化纖維7000V直流電壓激化纖維空氣共四十九頁Howahigh-voltageelectronicaircleanerworksElectronicallyCleanedAirCirculatedBackThroughYourBuildingElectricallyChargedPlatesAttractParticlesLikeMagnetsElectronicallyChargedWiresZapParticlesAirflowPre-filterScreenStage1:ChargingSectionStage2:CollectionSection塵埃病毒細菌花粉Smoke真菌靜電(jìngdiàn)吸附（雙級）共四十九頁截留(jiéliú)效應慣性(guànxìng)效應擴散效應重力作用靜電效應

在纖維過濾器內，塵粒被捕集，可能是出于上述濾塵機理的共同作用，也可能是由于其中一種或幾種濾塵機理的作用，這是由塵粒粒徑、纖維直徑、纖維層填充率以及氣流速度等條件決定的。共四十九頁(二)單纖維(xiānwéi)的捕集效率（1）慣性碰撞效率Ei（針對(zhēnduì)大于1μm粒子有效）（2）截留效率Ein（3）擴散效率Ed（4）擴散－截留效率Ed,in（小于1μm有效）（5）靜電效應（不予考慮）綜合上列各項，對于單纖維的總捕集效率為（0.1μm到0.3μm之間最難捕集）EΣ＝Ei＋Ein＋Ed＋Ed,in共四十九頁第三節(jié)空氣(kōngqì)過濾器工業(yè)除塵是用各種類型的除塵器，把含塵量較大(每立方米空氣中含幾至上百毫克)的空氣經凈化處理后排至室外，以使大氣不受或少受到污染。空調(kōnɡdiào)工程是把含塵量低(每立方米空氣中含零點幾至幾毫克)的空氣，經凈化處理后送入室內，通常采用過濾方法，使用的設備是各種空氣過濾器。

常見誤解：過濾器像篩子一樣，只有當懸浮在空氣中的顆粒粒徑比濾網的孔徑大時才能被過濾掉。其實，過濾器和篩子的工作原理大相徑庭。由于濾料的孔隙往往比微粒的粒徑大得多，大部分的懸浮微粒是不能通過過濾去除掉的，過濾作用在空氣過濾中是很有限的。共四十九頁初效過濾器中效過濾器高效(ɡāoxiào)過濾器高效(ɡāoxiào)袋式過濾器知識點1空氣過濾器的類型1.初效過濾器2.中效過濾器3.高效過濾器4.靜電集塵器共四十九頁初效過濾器（＞５

ｍ）在空氣凈化系統(tǒng)中作為對含塵空氣的第一級過濾，同時也作為中效過濾器前的預過濾，對后級過濾器起到一定的保護作用。為了便于安裝，初效過濾器大多(dàduō)做500mm×500mm×50mm的扁塊狀，并布置成人字形排列或傾斜安裝，以加大過濾面積金屬絲網、玻璃纖維(bōlixiānwéi)、泡沫塑料；塊狀、自動卷繞式共四十九頁1）塊狀過濾器（即平板(píngbǎn)狀）:金屬網格浸油過濾器、干式玻璃纖維填充式過濾器。2）YP型抽屜式泡沫塑料過濾器：過濾(guòl(fā)ǜ)效率和額定風量比板式高。3）M1型袋式泡沫塑料過濾器:過濾效率和額定風量比板式高共四十九頁4）自動卷繞式空氣過濾器減少清洗過濾器的工作量（人工清洗或更換(gēnhuàn)），提高運轉維護水平。這種過濾器采用合成纖維制成的氈狀濾料，并裝置在能自動卷繞的機構上，當濾料積塵到一定程度后，卷繞機構在濾料前后空氣壓差的控制下，使濾料自上而下地移動，當一卷濾料用完后，再更換(gēnhuàn)新的。5）自動清洗浸油過濾器金屬過濾網板由傳動機構帶動，慢速移動，沾塵后在油梢內自行清洗，因此能連續(xù)(liánxù)工作。共四十九頁2.中效過濾器（＞１ｍ）中效過濾器使用的濾料主要有玻璃纖維布(比初效過濾器采用的玻璃纖維直徑小，約10μm左右)、無紡布和中細孔聚乙烯泡沫塑料(pàomòsùliào)等。結構形式：抽屜式或袋式、管式、折疊式抽屜式過濾器袋式過濾器共四十九頁折疊式過濾器管式過濾器共四十九頁3.高效(ɡāoxiào)過濾器（亞高效(ɡāoxiào)、高效(ɡāoxiào)、超高效(ɡāoxiào)）0.1

ｍ級高效過濾器亞高效過濾器：過濾(guòl(fā)ǜ)對象：塵粒<5

ｍ靜電過濾器屬于該類阻力：≤150Pa計數(shù)效率(對于0.3

ｍ的粉塵):90-99.9%濾料：超紉玻璃纖維和超細石棉纖維。濾料均做成紙狀，這些濾紙的孔隙非常小，并且允許采用的濾速很低(幾cm／s)，這就增強了小塵粒的篩濾作用和擴散作用，所以，具有很高的過濾效率。在一定的風量下，為能實現(xiàn)低濾速以減少過濾器阻力和提高過濾效率，就必須盡量增大過濾面積，為此，在制作過濾器時，將濾紙往返折疊多次，使其過濾面積為迎風面積的60余倍。折疊后的濾紙間通道用波紋分照片分隔。共四十九頁高效過濾器a)過濾器外形(wàixínɡ)b)帶分隔板(片)多折式結構c)無分隔板(片)多折式結構1-濾料2-分隔板（片）3-密封膠4-木外框5-貼線共四十九頁高效(ɡāoxiào)過濾器送風口a)非保溫型b)保溫型1-箱體2-高效過濾器3-密封裝置4-擴散孔板5-吊頂板共四十九頁4.靜電(jìngdiàn)集塵器結構：由電過濾器、高壓發(fā)生器、控制盒以及(yǐjí)清洗用水系同等組成。性質：中效或亞高效過濾器，可以過濾掉10um以下的大部分塵粒。特點：空氣阻力低，以及積塵后阻力變化小等，一般僅作為中間過濾器使用。空調凈化工程中使用的靜電過濾器，通常采用二區(qū)式電場結構：第一區(qū)為電離區(qū)(使塵粒荷電)；第二區(qū)為集塵區(qū)(使塵粒沉積)。共四十九頁知識點2過濾器的性能(xìngnéng)

1.過濾(guòl(fā)ǜ)效率通常用額定風量下，經過濾器捕集的塵粒量與過濾器進口處空氣含塵量的比值的百分比表示。即

式中c0、c1——分別為過濾器進出口氣流中微粒的質量，單位為mg/h。該效率稱為計重效率，即采用計重法檢測得的過濾器效率。共四十九頁在凈化要求較高的空氣凈化系統(tǒng)中，通常需要將不同類型的過濾器串聯(lián)使用。下圖所示的過濾裝置由初效和中效兩級過濾器串聯(lián)組成(zǔchénɡ)，其單個過濾器的過濾效率分別為η1和η2多級過濾器串聯(lián)的效率(xiàolǜ)分析共四十九頁2.過濾器阻力(zǔlì)過濾器的阻力包括濾料阻力和結構阻力。新過濾器阻力一般有下列經驗公式：或：其中u為氣溶膠通過濾料的流速，也叫濾速。對于國產過濾器，一般a＝3～10，n＝1～2。過濾器的阻力隨著迎面風速u0或者濾速u的增大而增大，過濾效率隨著濾速增大而降低。共四十九頁3.過濾器的容塵量通常(tōngcháng)將在額定風量下運行時，過濾器的阻力達到終阻力或過濾器的效率下降到初始效率的85％以下時，過濾器所容納的積塵量作為該過濾器的標準容塵量，簡稱容塵量，也就是該過濾器允許的最大積塵量。共四十九頁第四節(jié)空氣凈化系統(tǒng)(xìtǒng)

（一）全室潔凈亂流式稀釋平行流式（層流(cénɡliú)式）置換（二）局部潔凈潔凈隧道潔凈管道裝配式潔凈室知識點1凈化系統(tǒng)的分類共四十九頁應取熱濕處理所需風量和凈化所需風量的最大值當凈化所需風量大得多時，應加設循環(huán)（過濾(guòl(fā)ǜ)）風機知識點2系統(tǒng)(xìtǒng)風量1、層流潔凈室：按室內斷面風速確定：100級垂直層流，速度≮0.25m/s100級水平層流,速度≮0.35m/s2、亂流潔凈室：按換氣次數(shù)估算：1000級，換氣次數(shù)≮50/h10000級，換氣次數(shù)≮25/h100000級，換氣次數(shù)≮15/h共四十九頁知識點4新風量應滿足正壓及排風(páifēnɡ)要求取最大值：1、層流潔凈室：總送風量的2-4%亂流潔凈室：總送風量的10-30%2、補償室內正壓和排風需要(xūyào)3、保證室內人員的最小新風量活塞流紊流（有渦流區(qū)）知識點3系統(tǒng)氣流分布共四十九頁第五節(jié)空氣品質(pǐnzhì)控制在高層建筑中，為了節(jié)能，采取了一系列的技術措施：增強圍護結構的隔熱性、增強房間的密閉性、降低送風新風量、降低空氣環(huán)境參數(shù)標準。因此(yīncǐ)，室內建筑材料中放射性（氡等）有害物質輻射影響加劇，生物、化學等有害物質沉淀，使室內污染物濃度增加，造成室內空氣質量變差；并由此對人體引發(fā)了各種病狀—病態(tài)建筑綜合癥（SickBuildingSyndrome）。造成病態(tài)建筑綜合癥的與空調有關的因數(shù)有：通風不良：新風不足或沒有新風空氣過濾不佳系統(tǒng)污染嚴重：通風系統(tǒng)、空調機組知識點1概述共四十九頁污染(wūrǎn)現(xiàn)狀（全國）60多個城市、937家公共場所（賓館、超市、商場）存在問題——缺乏制度，管理不當，部分(bùfen)單位從未清洗——設計不合理，新風量不足檢測結果項目不合格率（％）最大值積塵量（>20g/m2）90%486g/m2積塵中細菌總數(shù)（>100000cfu/g）80%2770000cfu/g積塵中真菌總數(shù)（>100000cfu/g）73%4800000cfu/g共四十九頁概況室內空氣質量涉及建筑環(huán)境物理、建筑氣候、建筑材料、生態(tài)學、生理及心理學等諸多學科領域。