主要闡述了通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響，以及為改善人居環(huán)境應(yīng)采取的一些有效措施。
隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)目前設(shè)置中央空調(diào)、門窗密閉的建筑日益增加，隨著生活水平的提高和觀念的變化，室內(nèi)裝修已司空見慣，有機(jī)合成材料在室內(nèi)裝飾及設(shè)備用具方面的廣泛使用，致使有機(jī)化合物揮發(fā)性氣體大量散發(fā)，建筑因素包括空調(diào)系統(tǒng)對(duì)空氣的污染威脅不斷增加，室內(nèi)空氣品質(zhì)問題成為國(guó)內(nèi)外暖通空調(diào)界關(guān)注的熱點(diǎn)。
1.人們?cè)u(píng)價(jià)人居環(huán)境的觀念上的轉(zhuǎn)變對(duì)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)提出了巨大的挑戰(zhàn)
據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們有80%以上的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，室內(nèi)污染對(duì)人們的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過室外污染。70年代的全球能源危機(jī)，為了降低空調(diào)系統(tǒng)能耗，建筑物加強(qiáng)了密閉性，相應(yīng)減少了空調(diào)新風(fēng)量，使室內(nèi)空氣環(huán)境惡化，出現(xiàn)了“病態(tài)建筑綜合癥”。
由于室內(nèi)空氣品質(zhì)下降，造成工作效率低下，廢品率提高，員工病假缺勤現(xiàn)象增多，致使產(chǎn)生了大量的經(jīng)濟(jì)損失，西方國(guó)家每年由于“建筑綜合癥”引起的損失高達(dá)數(shù)百億美元，由此人們認(rèn)識(shí)到解決室內(nèi)空氣品質(zhì)問題的重要性與緊迫性。
為了保持室內(nèi)良好的空氣品質(zhì)，很多國(guó)內(nèi)外專家都開始研究如何創(chuàng)造健康建筑、避免病態(tài)建筑的產(chǎn)生。向室內(nèi)通入新風(fēng)是最有效的消除室內(nèi)空氣污染，保持室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法，中央空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)問題也越來越受到人們的重視。
以往的舒適性空調(diào)系統(tǒng)，主要為室內(nèi)的人員提供熱舒適性環(huán)境，而忽略了室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求。隨著人們生活水平的提高，對(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高，人們開始認(rèn)識(shí)到高品質(zhì)的空氣是室內(nèi)人員健康的保障，人們逐步把“健康”放到了“舒適”之前，這種發(fā)展趨勢(shì)對(duì)傳統(tǒng)舒適性空調(diào)系統(tǒng)提出了更高的要求――即要“健康”和“舒適”兩個(gè)要求。
2.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)問題的影響
有資料表明，引起室內(nèi)空氣品質(zhì)的主要原因有兩大類：一是暖通空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)或運(yùn)行不足；二是各類污染源產(chǎn)生的污染物作用。第一類影響因素主要包括：室內(nèi)空氣的溫、濕度參數(shù)，新風(fēng)量，通風(fēng)和氣流組織問題。第二類影響因素主要包括：由于室外環(huán)境的惡化，由新風(fēng)吸入口或門窗等進(jìn)入的污染物；由于各房間的壓力分布不均使污染物由被污染區(qū)流入建筑的其他區(qū)域；室內(nèi)辦公設(shè)備、裝璜、家具、人員等產(chǎn)生的污染物；由空調(diào)系統(tǒng)冷凝水、冷卻水等造成的微生物污染。
2.1 不同的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)和氣流分布方式對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響
2.1.1 集中式定風(fēng)量全空氣系統(tǒng) 全空氣系統(tǒng)是指室外新風(fēng)與回風(fēng)混合，經(jīng)熱濕處理，然后送往各空調(diào)區(qū)域。該系統(tǒng)靠調(diào)節(jié)送風(fēng)溫差滿足室內(nèi)外負(fù)荷變化，難于使消除室內(nèi)熱濕負(fù)荷的通風(fēng)量與確保室內(nèi)空氣品質(zhì)所需的通風(fēng)量一致。
2.1.2 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng) 在變風(fēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般根據(jù)設(shè)計(jì)工況下人員密度和新風(fēng)指標(biāo)確定各區(qū)域新風(fēng)量，其總和作為系統(tǒng)的新風(fēng)量。當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷減少時(shí)，VAV末端控制送風(fēng)量減少，相應(yīng)的新風(fēng)量也減少。因此，當(dāng)人員負(fù)荷占室內(nèi)負(fù)荷比例不大時(shí)，風(fēng)量減少會(huì)給室內(nèi)空氣品質(zhì)帶來問題。
2.1.3 置換通風(fēng)系統(tǒng) 在房間的下部用低速送風(fēng)，依靠人、設(shè)備等熱源的熱力作用，使送風(fēng)以很小的擾動(dòng)通過工作區(qū)，卷吸了周圍的熱空氣和污染物質(zhì)，定向地上升至設(shè)置在上部的排風(fēng)口排出。在下部新鮮空氣的推動(dòng)下，室內(nèi)形成近似置換式的通風(fēng)，保證了工作區(qū)的最佳空氣品質(zhì)。
2.1.4 風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng) 盡管新風(fēng)單獨(dú)處理，送往各空調(diào)房間，但采用這種空調(diào)方式的建筑大多數(shù)是綜合性商辦樓，其特點(diǎn)是空調(diào)房間眾多，大小不一，要想把整個(gè)新風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量按房間人數(shù)的多少均勻地送到每個(gè)房間，是難以做到的。這樣，送風(fēng)量相對(duì)較小的房間，人均新風(fēng)量難以滿足要求。而且由于室內(nèi)沒有排風(fēng)，室內(nèi)污染空氣不能有效排除，污染空氣積聚在天棚附近，被風(fēng)機(jī)盤管機(jī)組重新吸入后再送入室內(nèi)，因此室內(nèi)的空氣品質(zhì)無法得到保證。
2.2 空調(diào)系統(tǒng)自身造成的微生物污染
相對(duì)濕度影響著空氣中微生物的生存，微生物滋長(zhǎng)需要水分和營(yíng)養(yǎng)源，室內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)到70%時(shí)，將為許多微生物的滋長(zhǎng)提供充分條件�？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、集水盤、噴淋室、過濾器和消聲器表面，這些地方細(xì)菌容易繁殖并送入室內(nèi)，大大降低了室內(nèi)空氣品質(zhì)。據(jù)報(bào)道，美國(guó)俄亥俄洲某賓館1998年5月曾發(fā)生了霉菌孢子通過通風(fēng)空調(diào)設(shè)備在賓館里蔓延的事件，許多客房衛(wèi)生間的天花板上掛滿了黏糊糊、毛茸茸的霉菌，嚴(yán)重影響了賓館員工的身體健康，部分員工由于經(jīng)常吸入這種含霉菌孢子的空氣而患上了過敏性肺炎。
2.3 新風(fēng)量與新風(fēng)質(zhì)量
在許多調(diào)查結(jié)論中都提到新風(fēng)量供應(yīng)不足是引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的主要原因。美國(guó)國(guó)家職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所(NIOSH)曾評(píng)估過，529個(gè)建筑存在空氣質(zhì)量問題，其中280座建筑物通風(fēng)不合格，占調(diào)查總數(shù)的53%。美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)和加洲伯克利大學(xué)勞倫斯實(shí)驗(yàn)室論文指出NIOSH對(duì)上千所學(xué)校調(diào)查評(píng)估的49份報(bào)告得出：新風(fēng)不足的問題是最嚴(yán)重的問題占84%。
新風(fēng)系統(tǒng)是保障室內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)鍵，加大新風(fēng)量自然有利于改善空氣品質(zhì)。但是近年來隨著人口密度不斷增加，汽車的擁有量也不斷上升，車輛不斷向外排放廢氣，致使室外空氣質(zhì)量逐漸惡化，從而使引入新風(fēng)的質(zhì)量大大降低。而且由于空調(diào)系統(tǒng)自身的問題如盤管、凝水管、水封、加濕器、長(zhǎng)期處于高濕度下的空氣過濾器所引起的局部積塵使送入室內(nèi)的空氣二次污染。單純的加大新風(fēng)量不僅沒有從根本上解決室內(nèi)空氣品質(zhì)問題，反而使空調(diào)系統(tǒng)成為入室空氣的污染源之一。
在保證新風(fēng)量的情況下，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)自身的潔凈也會(huì)影響到室內(nèi)空氣品質(zhì)。2004年，衛(wèi)生部組織開展公共場(chǎng)所空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生狀況檢查，共抽查了60多座城市具備集中空調(diào)通風(fēng)設(shè)施的937家公共場(chǎng)所，根據(jù)《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》規(guī)定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，屬于嚴(yán)重污染的集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)有441家，占抽查總數(shù)的47.1%，重度污染438家，占抽查總數(shù)的46.7%，合格的僅58家占6.2%。
因此在滿足室內(nèi)最小新風(fēng)量的前提下，提高新風(fēng)質(zhì)量才是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的關(guān)鍵所在。
3.通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)采取的有效措施
3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與氣流組織
�。�1）應(yīng)合理進(jìn)行氣流組織，恰當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)布置，即合理布置送排風(fēng)口，送風(fēng)口布置盡量均勻，排風(fēng)口和送風(fēng)口之間要保持一定的距離，這樣有利于避免渦旋，消除死角，有條件排風(fēng)口應(yīng)靠近污染源就近排除，減少污染物的傳播，吸煙區(qū)、餐廳、打印室、地下停車場(chǎng)等散發(fā)污染物的區(qū)域室內(nèi)壓力應(yīng)略低于其他清潔區(qū)域，盡量減少污染物擴(kuò)散到其他區(qū)域。
�。�2）對(duì)于集中式空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)設(shè)立獨(dú)立的新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)；對(duì)于大空間可以采用崗位新風(fēng)系統(tǒng)；在高大型公共建筑中可以采用置換通風(fēng)，將清潔新鮮空氣直接送入人體活動(dòng)區(qū)，避免污染空氣的再利用，保證工作區(qū)的空氣品質(zhì)；對(duì)于半集中式的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，除新風(fēng)直接送入房間外，應(yīng)增設(shè)集中排風(fēng)措施，這樣才能起到新風(fēng)效應(yīng)作用；對(duì)分散式的分體空調(diào)房間采用雙向新風(fēng)換風(fēng)機(jī)有利于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)，同時(shí)有利于節(jié)能。
（3）有專家實(shí)驗(yàn)資料表明，在相同的送風(fēng)溫度和送風(fēng)速度下，下送頂回、上側(cè)送頂回、頂送下回、頂送頂回4種方式中，置換通風(fēng)方式的空氣品質(zhì)最好，能量利用系數(shù)也最大，上側(cè)送上回送風(fēng)方式僅次于置換通風(fēng)方式。
3.2 既要保證新風(fēng)的“量”也要重視新風(fēng)的“質(zhì)”
�。�1）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)首先要保證新風(fēng)的量，《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003中，第3.1.9條對(duì)建筑物室內(nèi)人員所需最小新風(fēng)量作了規(guī)定；第6.3.7條規(guī)定了采用變風(fēng)量空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)采取保證最小新風(fēng)量要求的措施；第6.3.14條規(guī)定空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的新風(fēng)量應(yīng)滿足：1）不小于人員所需新風(fēng)量，以及補(bǔ)償排風(fēng)和保持室內(nèi)正壓所需風(fēng)量?jī)身?xiàng)中的較大值；2）人員所需新風(fēng)量應(yīng)滿足本規(guī)范第3.1.9條的要求，并根據(jù)人員的活動(dòng)和工作性質(zhì)以及在室內(nèi)的停留時(shí)間等因素確定。
�。�2）新風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)采氣口必須遠(yuǎn)離排風(fēng)口、排煙口、垃圾堆，確保吸入新鮮清潔的室外空氣。
（3）盡量縮短新風(fēng)入室的距離，減少途徑污染，入室新風(fēng)空氣齡越小，新風(fēng)品質(zhì)越好，對(duì)人的作用越大。
加強(qiáng)新風(fēng)系統(tǒng)的過濾，改變通常只作粗效過濾的觀念，在系統(tǒng)的末端增加生物化學(xué)處理措施。一般空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置兩級(jí)過濾，第一級(jí)過濾采用效率30%的粗效過濾器，第二級(jí)過濾采用效率65%~85%的中效過濾器，除需要考慮室外顆粒污染物以外，新風(fēng)處理還要考慮室外氣體污染物的過濾和吸附。在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)增加一個(gè)由紫外線燈管組成的殺菌器，可以殺死細(xì)菌，減少污染。在消聲器后的部位設(shè)置負(fù)氧離子發(fā)生器，對(duì)消除污染物也有明顯的效果。
3.3通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的清潔維護(hù)
�。�1）空調(diào)通風(fēng)機(jī)房應(yīng)保持清潔干燥，不給微生物滋長(zhǎng)提供有利條件。
�。�2）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的所有構(gòu)件均應(yīng)定期維護(hù)保養(yǎng)和清潔消毒，空調(diào)機(jī)組的過濾器與風(fēng)機(jī)盤管的進(jìn)風(fēng)過濾網(wǎng)應(yīng)定期更換或再生，對(duì)于有凝結(jié)水產(chǎn)生的換熱器等設(shè)備，應(yīng)在系統(tǒng)停止工作時(shí)，保持通風(fēng)直至凝結(jié)水干燥，以免滋生污染物。
（3）加強(qiáng)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的凈化處理措施
以往的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)空氣的凈化處理大多采用粗效和中效兩極過濾的措施，粗中過濾器只能過濾塵埃及附著在其中的微生物，對(duì)空氣中的有害氣體和細(xì)菌卻無能為力，而有害氣體和細(xì)菌在室內(nèi)空氣中的含量是空氣品質(zhì)惡化的重要因素。
目前國(guó)內(nèi)已研制和開發(fā)了多種潔凈設(shè)備。天津大學(xué)環(huán)境學(xué)院研制開發(fā)了自凈式消毒過濾器和填料式消毒過濾器，不僅可以消除空調(diào)系統(tǒng)回風(fēng)攜帶的細(xì)菌，還可以使空調(diào)送風(fēng)具有一定的消毒滅菌作用。南京理工大學(xué)研制的納米生態(tài)酶空氣殺菌凈化裝置，裝配在集中空調(diào)的風(fēng)道中，通過納米纖維的微孔，過濾和吸附空氣中的各種細(xì)菌和對(duì)人體有害的有機(jī)污染物，從而達(dá)到殺菌和抗菌的目的。
4.結(jié)語
綜上所述，空氣治理刻不容緩，現(xiàn)代建筑應(yīng)以追求健康為目的，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)與建造，健康的空間環(huán)境才是人類最終需要的。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)起著致關(guān)重要的作用，這就要求我們專業(yè)技術(shù)人員充分發(fā)揮潛能，不斷地開發(fā)研制新產(chǎn)品、新技術(shù)，從而為人們提供一個(gè)舒適與健康并存的人居環(huán)境。
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[作者單位：凱里森建筑設(shè)計(jì)（北京）有限公司]
