改善空調(diào)空氣品質(zhì)的措施

 

　　有關室內(nèi)空氣品質(zhì)（Indoor Air Quality ，簡稱IAQ）的研究，可以上溯到二十世紀初，當時，人們已經(jīng)開始采用通風的方法來改善室內(nèi)空氣環(huán)境。制冷空調(diào)系統(tǒng)的出現(xiàn)，為人們創(chuàng)造了舒適的人工環(huán)境。但是當時人們只是關注室內(nèi)空氣的溫濕度，特別是溫度，就是所謂的舒適性空調(diào)。隨著人們生活水平的提高，對生活質(zhì)量的要求越來越高，自我保護的意識增強，人們開始認識到高品質(zhì)的空氣是室內(nèi)人員健康的保障，對室內(nèi)空氣品質(zhì)的關心和警覺日益加強，即由舒適性空調(diào)向健康空調(diào)的轉(zhuǎn)變。特別是2001年的“9.11”事件和去年發(fā)生“SARS”風波更是將健康空調(diào)提到了一個前所未有的高度。

　　室內(nèi)空氣品質(zhì)是現(xiàn)代建筑科學的一個前沿研究課題，它涉及醫(yī)學衛(wèi)生、建筑環(huán)境工程、建筑設計、生理學以及心里學等諸多方面，研究的目的就是為人們創(chuàng)造一種衛(wèi)生、健康、舒適的室內(nèi)空氣環(huán)境。

 

　　1、可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)（Acceptable indoor air quality）：大部分住居者（超過80％的人員）沒有對住居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險的濃度值。

　　2、 感覺的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)（Acceptable perceived indoor air qulity）：大部分住居者（超過80％的人員）沒有因異昧的感官刺激對住居空間里的空氣表示不滿意。

　　只有達到可接受的IAQ，才能真正保證舒適和健康。但是達到感覺可接受的IAQ僅僅是必要條件，因為有些污染物，如氧、一氧化碳，并不能引起異味和刺激感，又如煙草的煙霧已被美國環(huán)境保護局（EPA）列為致癌物、但有些人并不厭惡煙草的煙霧，而由于健康風險在煙霧環(huán)境里是不可能達到可接受的IAQ的[1].

　　2、影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的因素影響IAQ的因素很多。

　　20世紀90年代初，對加拿大、美國、西歐、南美85棟建筑IAQ差的調(diào)查結果表明、在引起IAQ差的所有原因中，通風不足排在第一位，占57％，其次是室內(nèi)污染源增多，下面具體分析。

　　2 .1 設計新風量不足

　　1、《暖通空調(diào)設計規(guī)范》GBJ19—87（以下簡稱《規(guī)范》）確定的新風量理論依據(jù)不足且偏小，根據(jù)暖通規(guī)范管理組主編的《規(guī)范專題說明選編》（以下簡稱《選編》）一書中關于“設置舒適性空調(diào)的建筑物新風量的確定”專題的介紹，新風量的確定方法有3種：

　　1、根據(jù)每人所占容積大小來確定，較少采用；

　　2、根據(jù)CO2濃度來確定；

　　3、根據(jù)室內(nèi)粉塵來確定，主要用于吸姻情況。后兩種方法均是以全面通風原理為基礎。全面通風原理是假定污染物與通風量均布于整個室內(nèi)空間，以全室均勻稀釋為基礎。但因人體呼吸帶本身就是污染源，加上氣流的熱升冷降作用，大部分CO2都聚積在人體呼吸帶及室內(nèi)空間的上部。同時氣流組織本身也不是均布的，所以按全室均勻稀釋的全面通風原理為基礎計算得到的新風量不準確，是偏小的。

　　《規(guī)范》時效性過長、相關性不足�！兑�(guī)范》所給最小新風量是在參考了大量國內(nèi)外資料基礎上得出的，但由于這些資料編于1980年前后，所反映的是70年代的空調(diào)情況，距今已有30年之久。隨著現(xiàn)代建筑業(yè)與暖通空調(diào)業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)保與節(jié)能要求的提高，尤其是我國各地區(qū)建筑節(jié)能設計標準的實行，對《規(guī)范》中的最小新風量應進行重新確定。另外，新風量的影響因素很多，如氣流組織、空調(diào)內(nèi)區(qū)與外區(qū)、吸煙多少、停留時間長短、勞動強度輕重、人員密集程度、建筑用途與地理位置等。《規(guī)范》與幾種空調(diào)設計手冊（以下簡稱《手冊》）中僅就吸煙情況、建筑用途與等級分列最小新風量，使選用時相關性不足。

　　3、設計者選擇的新風量偏小。由于《規(guī)范》與《手冊》僅給出最小值，沒有給出推薦值。設計者為了減少空調(diào)的初投資、運行費用、節(jié)能，一般是選擇最小值，而沒有考慮推薦值。

　　2.2 設計新風量分配不準確[1]

　　1、風道水力計算不準確。994年ASHRAE根據(jù)美國的風道試驗結果，重新公布了最新的風道局部構件局部阻力系數(shù)數(shù)據(jù)資料，新的局部阻力系數(shù)大于舊的局部阻力系數(shù)。由于科學技術的進步，新數(shù)據(jù)比舊數(shù)據(jù)更準確。因此，采用舊的局部阻力系數(shù)的水力計算是不太準確的，不能保證新風量技設計要求分配。

　　2、閥門調(diào)節(jié)不準確。由于風道水力計算不能保證并聯(lián)管路阻力100％平衡，不平衡部分只能靠閥門實測調(diào)節(jié)，而閥門實測調(diào)節(jié)牽一發(fā)動全局，是一項復雜的技術工作，必須反復調(diào)整、測試才能完成，同時也使整個風道阻力重新分配、偏離設計狀態(tài)、不能保證新風量按設計要求分配。

　　3、風量變化，同樣會引起風道阻力重新分配，不能保證新風量技設計要求分配。設計新風量不能準確分配，新風量少的房間或區(qū)域IAQ就差。

　　2.3 氣流組織不合理

　　1、送風方式不合理。目前送風方式主要有側(cè)送、散流器送風、孔板送風3種。它們的共同特點是，送風先經(jīng)過房間頂部吸熱、吸濕、稀釋有害物后，再靠自重降落于工作區(qū)，這使得新風量得不到有效利用，工作區(qū)內(nèi)空氣齡過大，IAQ難以保證。特別是當新風與循環(huán)風分別處理，在空調(diào)房間內(nèi)混合時，由于新風溫度一般高于循環(huán)風溫度，易貼附于頂棚，不能充分與循環(huán)風混合，更不能充分稀釋工作區(qū)的有害物。

　　2、排風或回風方式不合理。室內(nèi)回風口一般集中布置在圍護結構一側(cè)或采取走廊回風，由于回風口處氣流流型是近似的匯流規(guī)律，對空調(diào)房間氣流流型影響很小，同時空調(diào)房間布置如柜、桌、椅、屏風等阻礙了回風氣流。加上回風口附近一般有門、窗洞，增加了滲透風量。這些都使整個空調(diào)房間通風環(huán)節(jié)銜接不緊、室內(nèi)正壓過高使工作區(qū)內(nèi)空氣齡進一步加大，IAQ惡化。另外，回風口吸風速度過大，噪聲大。

　　2.4 空調(diào)系統(tǒng)污染

　　1、大氣環(huán)境品質(zhì)差、新風過濾不足。處于市中心區(qū)人口密度和建筑密度及人為熱釋放量大的地點，由于“熱島效應”，使大氣環(huán)境品質(zhì)下降，甚至超標。舒適性空調(diào)一般僅采用一級過濾，另外過濾網(wǎng)長期不清理，也導致新風過濾不足、風量減少，這些都會使IAQ下降。

　　2、新風處理設備、送風管道潮濕、滋生霉菌�？照{(diào)系統(tǒng)終日不見陽光，尤其是運行時，由于露點送風，濕處理設備、送風管道濕度很大，使微生物易生長和繁殖。這些微生物，尤其是真菌能直接導致過敏反應。另外，在風道彎管段、死角及凸凹不平處，還可能積污垢。

　　3、空調(diào)系統(tǒng)維護與管理制度不嚴、管理與專業(yè)技術人員少且水平不高。目前大多數(shù)空調(diào)使用單位對空調(diào)系統(tǒng)是只用不管不護或輕視維護與管理。由于各種建筑設備統(tǒng)一集中布置，自動化程度提高，為節(jié)約成本，許多物業(yè)的管理與技術人員是身兼數(shù)職。電工兼機械工、水工兼暖通空調(diào)工。在管理水平、技術水平與時間上都難以保證空調(diào)系統(tǒng)的正常維護與管理。

　　2.5 室內(nèi)污染源增加

　　1、室內(nèi)裝修產(chǎn)生污染�，F(xiàn)代空調(diào)建筑，一般都進行了室內(nèi)裝修，裝飾材料中會釋放出有機溶劑苯、甲答等，使IAQ惡化。另外，裝飾材料又給微生物繁殖提供了營養(yǎng)源。

　　2、現(xiàn)代辦公設備的電子污染。電腦、電視、電話、手機等的電子流會誘發(fā)失眠、頭疼等疾病。

　　3、空調(diào)建筑內(nèi)人員超負荷。隨著生活水平的提高、節(jié)假日的延長、商家促銷等，逛商店、上飯店、住旅館的人數(shù)驟增，空調(diào)建筑內(nèi)人員大大超負荷，使IAQ惡化。

　　4、空調(diào)建筑的封閉性。由于上班、下班都關門閉窗，空調(diào)建筑內(nèi)有害物的初始濃度高于大氣環(huán)境中的，IAQ差。

　　3、改善空調(diào)空氣品質(zhì)的措施

　　3.1 建立健全室內(nèi)空氣品質(zhì)評價方法和標準[1]

　　1、 美國ASHRAE62—1989標準是目前普遍采用的可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)的指標，是通風系統(tǒng)設計的基礎。由于各國的國情不同，室內(nèi)室外的污染特點不同，民族特性不同，造成人們對室內(nèi)污染的反應和接受程度上的差異，這就要求我們在參照國外的評價方法和標準的基礎上建立一套適應我國國情的評價方法，以此作為空調(diào)工程建設的依據(jù)。

　　采用主觀評價與客觀評價相結合的綜合評價方法。這一評價方法采用三個過程：客觀評價，主觀評價和背景調(diào)查。

　　客觀評價是直接采用室內(nèi)污染物指標來評價空氣品質(zhì)的方法，以此來反應出室內(nèi)空氣品質(zhì)的不同程度。通常選用CO2、CO、甲醛可吸人性微粒、氮氧化物、SO2、室內(nèi)細菌總數(shù)、溫度、相對濕度、風速、照度以及噪聲共12個指標來全面的、定量的反映室內(nèi)空氣品質(zhì)的狀況。

　　主觀評價是指利用人的感覺器官進行描述和評價，一是表達人對環(huán)境因素的感覺，即室內(nèi)者對室內(nèi)空氣的滿意率和感受程度；二是表達環(huán)境對健康的影響，即在室內(nèi)者的癥狀及表現(xiàn)程度，并采用國際通用的調(diào)查表，保證評價數(shù)據(jù)的可靠性。

　　背景調(diào)查主要是排除非室內(nèi)空氣品質(zhì)因素所引起的干擾，即排他性調(diào)查和個人資料調(diào)查，有利于正確判斷。

　　最后綜合三方面的資料，進行分析、統(tǒng)計、評定，作出仲裁，提出整改對策和措施。

　　例如最小通風量的標準，通風效率和換氣效率的指標，空氣耗氧量的指標等，這些指標是影響空氣品質(zhì)的重要因素，因此必須將這些標準作為強制性法規(guī)，指導空調(diào)工程的設計、施工、運行管理。

　　3.2 新風量的標準與選取

　　空調(diào)房間的新風主要是用來沖淡室內(nèi)CO2，濃度和室內(nèi)浮塵濃度，使其達到允許的標準值。在設計時應按空調(diào)房間的使用特點，確定影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的主要因素，然后計算出新風量。室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)劣，直接影響室內(nèi)人員的身體健康，為了創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境，各類有關空調(diào)設計規(guī)范的修改中均加大了新風量標準，因為加大新風量是確保良好的內(nèi)空氣品質(zhì)的可靠辦法。顯然采用較高的新風量值對室內(nèi)的空氣品質(zhì)更加有利，但是空調(diào)系統(tǒng)選用新風量的標準對空調(diào)系統(tǒng)的造價和能量消耗影響很大。因此，在空調(diào)系統(tǒng)設計過程中合理的選用新風量顯得尤為重要，既要滿足室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求，又要考慮工程初投資，同時還應兼顧運營成本，達到降低能耗的目的。這就需要我們在滿足衛(wèi)生要求的前提下，應盡可能減少設計新風量。

　　其實如果完全按上表選用新風量數(shù)值，在一些人員密集的公共場合或某些特定情況下并不能滿足衛(wèi)生的要求。現(xiàn)在，比較適合于民用建筑空調(diào)系統(tǒng)設計選用的新風量標準，在《全國民用建筑工程設計技術措施——暖通空調(diào)動力》（2003年版）中第3.44條有所表述，并且列出部分功能房間的推薦值。

　　從上面的數(shù)值對比中可以看出，該措施對新風量的選用標準有極大提高，比較符合目前對高品質(zhì)的室內(nèi)環(huán)境的要求[3].

　　3.3 新風量分配滿足設計要求[1]

　　1、盡可能減少風道分支

　　2、對多分支風道水力計算采用靜壓復得計算法。因為實驗證實靜壓復得計算法的送風均勻性優(yōu)于假定流速法。

　　3、盡可能采用均勻送風。

　　3.4 改善室內(nèi)氣流組織

　　合理的氣流組織即合理布置逆風口，充分將新鮮空氣送入工作區(qū)，減少送風死角，以提高室內(nèi)的換氣效果，充分稀釋室內(nèi)污染物濃度，從而提高IAQ.對于集中式全空氣系統(tǒng)，不僅要設計獨立的新風系統(tǒng)，還要能確保過渡季全新風運行；在大型公共建筑中可以來用置換通風，它將滑潔新鮮的空氣直接送入人體活動區(qū)，避免污濁空氣的再利用，保證工作區(qū)的空氣品質(zhì)；對半集中式的風機盎管系統(tǒng)，除將新風直接送入房間外，應增設集中排風措施，這樣才能起到新風效應作用；對分散式的分體式空調(diào)房間采用雙向新風換氣機有利于改善IAQ，同時有利于節(jié)能[4].在一些人員較固定的工作區(qū)也可以選用個性化通風（也稱工位送風），它是將空氣直接送給每個人，使其直接從射流核心區(qū)吸入末與室內(nèi)污染空氣相混合的清潔、涼爽和干燥的空氣。送風風口一般設在人員相對固定的工作區(qū)內(nèi)（如辦公室電腦、辦公桌前，影院觀眾座位前），面向人員直接將空氣送到人員的呼吸區(qū)域，送風要輕緩，即風速和紊流度要低，不致產(chǎn)生吹風感。個性化通風較置換通風進一步提高了新風利用率，大大改善了人員較固定工作區(qū)的空氣品質(zhì)，同時降低了新風量及通風量，節(jié)能效果明顯。

　　3.5 減少空調(diào)系統(tǒng)污染

　　3.5.1 合理利用空氣凈化裝置的過濾器

　　加強新風與室內(nèi)循環(huán)風的過濾，可以降低室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度。常見的空氣過濾方法有過濾網(wǎng)過濾、靜電吸附以及電氣集塵等。一般的過濾網(wǎng)只能夠除去較大粒徑的塵埃，靜電吸附和電氣集塵可以去除細微的難去除的塵埃和雜質(zhì)。隨著技術的進步，現(xiàn)在已開發(fā)出多種能夠清除細菌、VOC及其它有害物質(zhì)的過濾材料。例如廣泛采用負離子型凈化器和光觸媒技術，大大提高了空氣凈化效率。異味和有害化學物質(zhì)以氣體分子的形式存在，有關清除室內(nèi)異味和對人體有害的化學物質(zhì)的健康功能已越來越被人重視。活性炭是目前唯一能去除臭味的凈化材料，活性碳過濾材料還能夠清除細菌，吸收VOC等物質(zhì)。另外要加強過濾器的日常維護管理，及時檢測過濾器前后的壓差，清洗或更換過濾材料，以保障過濾器的正常使用，提高過濾器的使用壽命，同時避免二次污染。

　　3.5.2 風管的清洗

　　空調(diào)系統(tǒng)風管內(nèi)積聚灰塵不但會嚴重污染室內(nèi)的空氣，而且會增加風管系統(tǒng)阻力，使空調(diào)系統(tǒng)的風量下降。此外風管內(nèi)空氣的溫度和濕度非常適宜某些細菌的生長和繁殖，因此空調(diào)風管系統(tǒng)本身就可能是一個污染源。風系統(tǒng)的清潔維護做得還比較欠缺。物業(yè)管理較好的用戶，目前主要還停留于過濾器的清洗或更換上。由于清洗手段落后，清洗后過濾器的性能變差，所以大多采用更換。實踐證明風管清洗不但可以提高IAQ，而且可以確�？照{(diào)系統(tǒng)的高效運行。

　　風管的清洗是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)和提高系統(tǒng)運行效率的一項有效手段，但是目前此項工作在國內(nèi)還沒有被重視，國內(nèi)還沒有獨立知識產(chǎn)權的相關技術，現(xiàn)有的清洗設備、消毒液及密封液等都需要進口[5].

　　3.5.3 空調(diào)水系統(tǒng)污染控制

　　1、在傳統(tǒng)的中央空調(diào)水冷卻系統(tǒng)中，熱水溫度通常為30～50℃，符合軍團菌生長的溫度條件，由于缺少有效的防治措施，使軍團菌在循環(huán)水和冷卻塔中滋生，并通過冷卻塔蒸發(fā)出的水氣溶膠進入空氣，再隨空調(diào)新風進入室內(nèi)，對人員健康造成極大危害。要從根本上解決，其可行方案是加強可能被污染水源的管理，可以考慮定期對空調(diào)冷卻塔水進行消毒與監(jiān)測，以避免軍團菌污染發(fā)生的可能。

　　2、在空調(diào)設計和設備選擇時，為了控制室內(nèi)的溫濕度，通常采用冷卻空氣至露點以使空氣中水分凝結的冷卻除濕方法，該方法不可避免地出現(xiàn)濕表面和集水盤。對于除濕盤管的帶水及排水所引起的微生物污染控制，目前做的比較多的就是及時排除凝水，防止冷卻盤管的濕表面成為細茵生長的溫床，惡化送風品質(zhì)。

　　但這種辦法治標不治本，要從根本上杜絕微生物的污染，在設計上必須使系統(tǒng)“除濕”與“降溫”解耦。如先用吸濕系統(tǒng)除濕，再用溫度較高的冷媒降溫，這樣就使除濕與降溫解耦，保證空調(diào)裝置內(nèi)盤管處于干工況。這樣就沒有了冷凝水，可以極大提高IAQ[6].

　　3.6 適當降低室內(nèi)溫濕度

　　有研究表明：溫度和濕度對清潔空氣的感知存在著影響，人們較喜歡干燥涼爽的空氣。在溫度20oC，相對濕度40％，通風率3.5L／（s.人）條件下，人們感到的空氣品質(zhì)要優(yōu)于溫度23oC，相對濕度50％，通風率10L／（s.人）時：同時，合適的空氣溫度和濕度也可減少病態(tài)建筑綜合癥的發(fā)生，由此，在空調(diào)設計中，適當降低室內(nèi)溫度和濕度參數(shù)（取相應規(guī)范要求中的較低值）是有利的，這

　　將有助于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)并可相應減少要求通風量[6].為此可以考慮采用冰蓄冷低溫送風技術，既做到了移峰填谷的作用，也可改善IAQ并節(jié)約能量。

　　3.7 室內(nèi)污染源控制

　　控制室內(nèi)污染源，減少污染物的散發(fā)，應注重建筑裝飾材料的選用，減少各種氣霧劑、化妝品的使用，切斷污染物的傳播途徑等。在污染源比較集中的地域或房間，采用局部排風或過濾吸附的方法，防止污染源的擴散�？刂品椒�可以采用隔離控制、壓差控制和過濾、吸附吸收處理及間斷排風等。另外，還可以采用一些簡單有效的方法，例如：1、每天都保證一定的時間采用自然通風換氣；2、采用局部空氣自凈設備；3、栽種觀葉植物等，都可以在一定程度上改善IAQ.

　　3.8 加強IAQ的科學化管理

　　空氣品質(zhì)管理對于現(xiàn)代辦公樓的物業(yè)設施管理來說是重要的環(huán)節(jié)。形成一套科學的管理方法，有助于調(diào)節(jié)控制空氣品質(zhì)，改善室內(nèi)環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率，帶來可觀的經(jīng)濟效益。

　　1、建立調(diào)查研究制度。使管理人員了解和掌握建筑物室內(nèi)環(huán)境。可以通過用儀器進行測定或定期巡視，取得第一手資料和數(shù)據(jù)，調(diào)查后再運用數(shù)理統(tǒng)計方法對采集數(shù)據(jù)進行整理分析，得出規(guī)律性和趨勢性評價，作為改善IAQ的依據(jù)。

　　2、建立嚴格的維護管理制度。一方面是對系統(tǒng)設備的維護，例如及時清除盤管的凝水和下雨后建筑物某些部位的積水，以杜絕細菌滋生條件。另一方面要求管理人員只要接到有人對室內(nèi)環(huán)境的投訴便要立即作出反應，及時處理，作出詳盡的解釋，以取得溝通，充分體現(xiàn)“以人為本”的服務宗旨。

　　3、運用計算機技術進行管理。計算機輔助運行管理系統(tǒng)（CMMS），使對空調(diào)系統(tǒng)的運行管理擺脫了單憑經(jīng)驗和手工操作的傳統(tǒng)模式，提高了運行管理的質(zhì)量，也便于對系統(tǒng)進行集中管理和最佳控制，不僅可以減輕勞動量，也可以使空調(diào)運行效果達到最佳而且能合理利用能量。

　　4、好的空調(diào)系統(tǒng)必須要有專業(yè)的暖通技術人員來維護和管理。不僅要求他們持證上崗，還必須對他們進行崗前培訓，并且實行輪崗值，確保24小時有人監(jiān)護。

 

　　空調(diào)系統(tǒng)影響IAQ的各因素并不是相互獨立的，而是相互聯(lián)系相互作用的，例如由于入室新風品質(zhì)不高及往往受到空調(diào)系統(tǒng)污染，在這種情況下即使增加新風量也難以有效改善IAQ.因此，在空調(diào)設計和具體實踐中對各因素應加以綜合考慮，提出行之有效的整治措施。

　　IAQ已成為現(xiàn)代建筑科學的前沿研究課題，是一個系統(tǒng)工程，問題涉及面較廣，比較復雜，在實踐上只有將IAQ意識和認識貫穿于中央空調(diào)系統(tǒng)設備的研制、空調(diào)系統(tǒng)的設計、開發(fā)建設、運行管理之中，才能事半功倍。

 

　　1 晏輝。舒適性空調(diào)建筑的IAQ.中國錳業(yè)。2002，20（2）

　　2 徐南波。改善空調(diào)空氣品質(zhì)的措施 .制冷 2003，22（3）

　　3 王劍峰。室內(nèi)空氣品質(zhì)與新風量選用探討。制冷空調(diào)。2003，24

　　4 黃振。室內(nèi)空氣品質(zhì)。 湖南工業(yè)職業(yè)技術學院學報。2004，4（1）

　　5 劉東。 風管清洗：改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的有效方法。 暖通空調(diào)。 2003，33（4）

　　6 陳雷，耿世彬，姜云峰�？照{(diào)系統(tǒng)設計和維護中影響IAQ的因素及其防治措施。 建筑熱能通風空調(diào)。 2003，22（6）

　　7 鄂永利。提高室內(nèi)空氣品質(zhì)途徑的探討。建筑與預算。2003（4）

　　8 董海榮。室內(nèi)空氣品質(zhì)與置換通風。河北建筑工程學院學報。2003，21（4）

　　9 《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》GBJ19—87