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摘要：人類大部分時(shí)間是在室內(nèi)度過的，室內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量直接影響著人類的身心健康和勞動(dòng)效率，合理地運(yùn)用暖通空調(diào)措施是實(shí)現(xiàn)良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的重要手段。...

暖通空調(diào)技術(shù)在室內(nèi)空氣環(huán)境品質(zhì)控制中的應(yīng)用

宋清弟

(福建省第五建筑工程公司362000)

    室內(nèi)空氣環(huán)境是人們生活和工作中最重要的環(huán)境之一。良好的室內(nèi)空氣環(huán)境大部分時(shí)候應(yīng)是一個(gè)為室內(nèi)成員認(rèn)可的舒適的環(huán)境，能夠?yàn)槭覂?nèi)成員提供新鮮宜人，激發(fā)活力并且對(duì)健康無負(fù)面影響的高品質(zhì)空氣，以滿足人體舒適和健康的需要。而實(shí)現(xiàn)良好的室內(nèi)空氣環(huán)境品質(zhì)的重要手段是合理地運(yùn)用暖通空調(diào)措施。

1.影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的因素

    1.1建筑因素

    (1)室內(nèi)污染源

    普遍認(rèn)為室內(nèi)污染源主要來源于以下4個(gè)方面：①建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其表層材料；②室內(nèi)環(huán)境狀況；③室內(nèi)人員數(shù)量及其活動(dòng)情況；④暖通設(shè)備及系統(tǒng)。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)表層材料中有害物質(zhì)的散發(fā)機(jī)理、散發(fā)規(guī)律、定量計(jì)算及抑制和測(cè)量方法已有一些研究成果，但不是很完善。隨著研究的進(jìn)一步深人將有利于控制室內(nèi)的空氣污染。

    (2)室外環(huán)境的影響

    室外環(huán)境與室內(nèi)是有聯(lián)系的，室外的污染必定影響室內(nèi)。室外在沒有工業(yè)污染的條件下主要受交通車輛散發(fā)的VOC氣體影響。研究表明，無論室內(nèi)還是室外，總是離地面越高 VOC的含量越低。一般認(rèn)為建筑物的一層受到室外的影響較大。

    1.2非建筑因素

    (1)新風(fēng)問題

    由于設(shè)計(jì)或運(yùn)行不當(dāng)引起的新風(fēng)問題包括新風(fēng)量及新風(fēng)清潔度兩個(gè)方面。新風(fēng)量是空調(diào)設(shè)計(jì)中有關(guān)室內(nèi)空氣品質(zhì)考慮最多的一個(gè)問題，在空調(diào)發(fā)展不同階段，相應(yīng)的通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)也不同。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為，新風(fēng)是為了清除人所產(chǎn)生的生物污染，所以房間的最小新風(fēng)量的確定僅由每人的最小新風(fēng)量指標(biāo)確定。然而，隨著科技的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代建筑中的裝演材料、家具、某些辦公用品及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)本身就是污染源，并且其氣味遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人所產(chǎn)生的。

新風(fēng)清潔程度近來也受到人們的關(guān)注。這主要源于室外環(huán)境的逐步惡化，空氣污染嚴(yán)重，新風(fēng)質(zhì)量下降。

    (2)污染物的影響

    非建筑因素的污染物來源也較多，包括了固體顆粒、微生物和有害氣體。因一般微生物多依附于固體顆粒或液體傳播，所以把污染物分為顆粒污染物和有害氣體污染物。

2.改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的暖通空調(diào)技術(shù)措施

    總的來說改善室內(nèi)環(huán)境應(yīng)該從以下三個(gè)方面：一是建筑設(shè)計(jì)與施工特別是表層材料的選用如何完善，二是保證足夠的新風(fēng)量和加強(qiáng)新風(fēng)與回風(fēng)的過濾，三是切實(shí)保證空調(diào)系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的運(yùn)行管理與維護(hù)。

    2.1建筑材料的選擇

    建筑和暖通人員需要轉(zhuǎn)變觀念，建立新意識(shí)，在設(shè)計(jì)一開始就要慎重選材，考慮建筑因素污染，建立衛(wèi)生空調(diào)觀點(diǎn)，改變對(duì)空氣的單一熱濕處理，加入生物化學(xué)處理，積極開發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)中考慮送風(fēng)實(shí)效，采用縮短送風(fēng)鳳管和通風(fēng)效率高、新風(fēng)接近人的氣流組織形式。

    2.2空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

    (1)舒適空調(diào)與各種空調(diào)器

    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平不斷提高，對(duì)室內(nèi)舒適性的要求也提到日程上來。除一些地區(qū)為了滿足必須的采暖需要外，其他地區(qū)對(duì)夏季室內(nèi)溫濕度也有要求，使得包括窗式空調(diào)、分體式空調(diào)、柜式空調(diào)以及多聯(lián)式空調(diào)在內(nèi)的各種房間空調(diào)器，得到迅猛發(fā)展，這類空調(diào)型式也稱為冷劑式空調(diào)。這些空調(diào)器是人們創(chuàng)造舒適的暖濕環(huán)境的產(chǎn)物，它們價(jià)格低廉，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)，發(fā)展迅速。可是，這些空調(diào)器除窗式空調(diào)器可以吸入少量室外新鮮空氣外，其它沒有新風(fēng)功能。對(duì)于比較密閉的房間來說，不另設(shè)新風(fēng)系統(tǒng)，均不能保證室內(nèi)空氣的清新。

    對(duì)于住宅、一般辦公室小房間，使用此類空調(diào)器并注意適當(dāng)開窗通風(fēng)，既可保證室內(nèi)具有舒適的溫濕度，又可保證室內(nèi)空氣新鮮。對(duì)于會(huì)議室、商場(chǎng)超市、餐飲娛樂場(chǎng)所的包間，由于人員較多，且房間比較密閉，使用此種空調(diào)器時(shí)，必須另設(shè)新風(fēng)與排風(fēng)系統(tǒng)，確保室內(nèi)通風(fēng)換氣，保證人體健康。當(dāng)然，即使不設(shè)置空調(diào)，也應(yīng)設(shè)置新、排風(fēng)系統(tǒng)，且此新、排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)全年運(yùn)行。

    (2)過濾與新風(fēng)

    ①過濾

    對(duì)于舒適空調(diào)系統(tǒng)，一般只設(shè)置初效過濾器或中效過濾器，中效過濾器可以保證對(duì)人體可吸入顆粒物的過濾；對(duì)于凈化空調(diào)系統(tǒng)，除設(shè)初效過濾器、中初過濾器外，還設(shè)置亞高效過濾器、高效過濾器，可以處理掉<1um的顆粒、微生物。    過濾、吸附和納米材料光催化三種凈化空氣方式，均可降低室內(nèi)有害物的濃度，使各種有害物濃度低于衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。但是，它們不能解決人體必需的新鮮空氣。

    ②新風(fēng)

    在許多有關(guān)室內(nèi)空氣品質(zhì)調(diào)查結(jié)論都提到新風(fēng)量供應(yīng)不足。有的在空調(diào)系統(tǒng)的改造中加大了新風(fēng)量，這自然有利于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。前面已經(jīng)提到在ASHRAE新標(biāo)準(zhǔn)中新風(fēng)量要求按人體和稀釋室內(nèi)污染所需來確定。問題是新風(fēng)往往受到空調(diào)系統(tǒng)污染而質(zhì)量變壞，在這種情況下，即使增大新風(fēng)量也難以改變室內(nèi)空氣品質(zhì)。另外，由于送入的空氣中混有相當(dāng)比例的回風(fēng)，而一般過濾器難以清除回風(fēng)中所含有的低濃度VOC氣體和細(xì)菌等，從這一角度看，減少回風(fēng)和加大新風(fēng)量甚至采用全新風(fēng)系統(tǒng)，有利于改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。

    (3)風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)

    風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)屬于集中空調(diào)系統(tǒng)，被稱為空氣一一水系統(tǒng)。雖然如此，該種空調(diào)系統(tǒng)的工作情況卻相當(dāng)于采用房間空調(diào)器，不但避免了各房間的空氣串通，各房間也可以獲得人體所必需的新鮮空氣。如在新風(fēng)機(jī)組設(shè)備上配備加濕裝置，還可保證室內(nèi)適宜的濕度。

    該系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活，可以滿足不同房間室內(nèi)環(huán)境要求，但該系統(tǒng)也存在一些問題：風(fēng)機(jī)盤管只能配備簡(jiǎn)單的初效過濾器，對(duì)室內(nèi)懸浮顆粒處理能力有限；風(fēng)機(jī)盤管容易產(chǎn)生噪聲而影響室內(nèi)環(huán)境；新風(fēng)口采氣位置應(yīng)保證周圍空氣清潔，采集口面積應(yīng)合理；應(yīng)有相應(yīng)的排風(fēng)系統(tǒng)，避免因排風(fēng)不良或排風(fēng)設(shè)置不當(dāng)，致使新風(fēng)通風(fēng)得不到保證。

    (4)全空氣空調(diào)系統(tǒng)

    全空氣空調(diào)系統(tǒng)可以完成對(duì)全年空調(diào)系統(tǒng)提出的各種功能要求，包括：供給足夠量的新鮮空氣，實(shí)現(xiàn)對(duì)某房間或空間的溫度、濕度、潔凈度和空氣氣流流動(dòng)速度等進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。就是說，全空氣空調(diào)系統(tǒng)可心實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑的熱濕控制以及空氣品質(zhì)的全面控制，同時(shí)，也為充分利用自然能源，進(jìn)行全新風(fēng)運(yùn)行提供條件，只不過常常因各種原因，在設(shè)計(jì)、施工安裝運(yùn)行上存在欠缺，從而不能滿足使用要求。

    ①雙風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)

    雙風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)有送風(fēng)機(jī)和回風(fēng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)閥、排風(fēng)閥和混合閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)房間提供足夠的新鮮空氣，甚至全新風(fēng)運(yùn)行。

    ②單風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)

    單風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，只設(shè)有送風(fēng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)新風(fēng)閥，回風(fēng)閥，實(shí)現(xiàn)對(duì)房間提供新鮮空氣。必須注意，對(duì)于單風(fēng)機(jī)全空氣空調(diào)系統(tǒng)來說，如果不另設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)，僅靠門窗縫隙排風(fēng)，可能供給的新風(fēng)量有限，一般不超過總送風(fēng)量的l0％～15％；因此，最好設(shè)有排風(fēng)裝置，不但可以加大新風(fēng)量的供給，而且在過渡季節(jié)可以全新風(fēng)運(yùn)行，充分利用自然能源。

    ③變風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng)

    為了適應(yīng)室內(nèi)的負(fù)荷變化，全空氣系統(tǒng)采用變風(fēng)量。變風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng)的主要問題是隨著風(fēng)量的減少，新風(fēng)量也按比例隨之減少，這樣滿足不了室內(nèi)額定的新風(fēng)量要求。

    2.3通風(fēng)的有效性與室內(nèi)空氣品質(zhì)

    改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的方法很多，最根本的是從源頭上去解決，比如禁止采用散發(fā)污染物的建筑材料、裝飾材料，減少家具及設(shè)備器具的污染物放散等。但改進(jìn)熱濕處理設(shè)備，增加生物化學(xué)處理功能，提高凈化過濾器性能，配備監(jiān)控手段和計(jì)算機(jī)調(diào)控等通風(fēng)空調(diào)裝置與系統(tǒng)功能的改進(jìn)和提高也是十分必要的。

    2.4空調(diào)系統(tǒng)噪聲控制若干問題

    空調(diào)系統(tǒng)是用來創(chuàng)造良好室內(nèi)空氣環(huán)境的重要工具，但若設(shè)計(jì)不當(dāng)，室內(nèi)噪聲級(jí)超標(biāo)，便會(huì)成為室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)的破壞者。針對(duì)一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)(尤其是全空氣空調(diào)系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度、濕度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)并不難以做到，而噪聲控制常常是令設(shè)計(jì)人員棘手的問題。

    (1)消聲器的設(shè)置位置

    在某些工程中，將消聲器設(shè)于組合空調(diào)箱內(nèi)，或?qū)⑾�聲器遠(yuǎn)離空調(diào)機(jī)房，這些做法使消聲器的作用難以發(fā)揮出來。空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)噪聲會(huì)透射入回風(fēng)管道，通過回風(fēng)管道進(jìn)入房間。所以消聲器設(shè)置最合適的位置是管道穿機(jī)房處。一般在空調(diào)設(shè)計(jì)中為了控制再生噪聲，常將主風(fēng)道流速控制在8m／s以內(nèi)，接風(fēng)口的管道控制在5m／s以內(nèi)。而對(duì)管道再生噪聲，一部分是通過風(fēng)口傳至室內(nèi)的，同時(shí)氣流通過風(fēng)口容易產(chǎn)生哨聲，所以一般常將風(fēng)口風(fēng)速控制在4m／s以內(nèi)，對(duì)于演播室常控制在2．5m／s以內(nèi)。當(dāng)系統(tǒng)阻力不平衡時(shí)，個(gè)別風(fēng)口風(fēng)速超過規(guī)定的流速，就會(huì)出現(xiàn)哨聲現(xiàn)象。所以，風(fēng)系統(tǒng)阻力不平衡也是噪聲產(chǎn)生的一個(gè)原因。

    (2)回風(fēng)管上是否設(shè)消聲器

    氣流在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，噪聲存在著衰減，當(dāng)氣流方向與聲波傳播方向一致時(shí)，使聲波衰減系數(shù)變小，反之使聲波衰減系數(shù)加大。氣流方向相反時(shí)取負(fù)值。由于空調(diào)管道風(fēng)速為低速風(fēng)，氣流方向及速度對(duì)噪聲的衰減影響不大。所以，氣流方向?qū)�回風(fēng)管道是否設(shè)消聲器影響不大，且全空氣系統(tǒng)空調(diào)設(shè)計(jì)中常采用集中回風(fēng)方式，回風(fēng)口離機(jī)房較近，管道自然衰減量相對(duì)較少，則回風(fēng)管上設(shè)消聲器的必要性增大。

    (3)消聲器設(shè)置注意事項(xiàng)

    ①消聲器的設(shè)置應(yīng)考慮管道與消聲器的再生及衰減因素；

    ②空調(diào)系統(tǒng)的氣流方向?qū)ο�聲器的設(shè)置影響不大；

    ③現(xiàn)有的空調(diào)機(jī)房常用240磚墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基本能滿足機(jī)房的隔聲要求，(演播室等特殊場(chǎng)合除外)；

    ④根據(jù)噪聲的疊加特性，為了滿足室內(nèi)噪聲要求，可盡量降低室內(nèi)最大一臺(tái)電機(jī)的功率。

3.結(jié)語(yǔ)

    改善室內(nèi)空氣品質(zhì)是一項(xiàng)綜合工程，其中暖通空調(diào)系統(tǒng)是非常重要的影響因素，暖通空調(diào)技術(shù)的進(jìn)步可以有效地改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

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(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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