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室内空气品质指引低碳健康生活

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文章附图
空气品质问题的由来
   •70年代末石油危机,为尽快降低建筑能耗采用:
   •加强建筑物的气密性
   •提高热绝缘性
   •降低室内最小新风量标准
   •次优温度控制
   •室内有害物浓度提高,长期在室内工作的人们,出现眼、喉刺激、鼻塞、头痛、头晕、恶心、胸闷、乏力、皮肤干燥、嗜睡、烦躁等症状,统称为建筑病综合症Sick Building Syndrome.
室内空气品质真正起因
   •IAQ诱发的深层次问题:
   •为什么传统建筑,自然通风建筑不会出现IAQ问题?
   •为什么空调建筑要采用最小新风量?
   •为什么要采用一次回风,二次回风,甚至无新风的家用空调?
   •因为全新风空调能耗太大!
   •为什么空调能耗太大?
目前思路局限性
   •现代建筑强调功能第一,外表第一:忽略建筑本体作用(热工性能与通风)
   •使用期限缩短:降低造价,提高设备费用
   •不合理的冷、热源
   •偏重热湿交换效率
   •传统的空调设计思路
   •不合适的气流技术
   •错误的污染控制观念
目前控制误区
   •室内环境控制长期存在的问题:
   •千方百计提高热湿处理效率
   •重视舒适热环境,忽视空气品质
   •重视室内污染,但不考虑室内多种长期低浓度污染
   •偏激的节能措施
目前技术局限性
   •不合理的技术标准、规范、导则
   •错误设计、不合适承建和不良的维护
   •将室内空气品质简单地认为一个通风问题(ASHRAE的最大的教训之一)
   •改善室内空气品质实际上是一个系统工程,并不是单一的措施或方法能奏效(多因子,多途经地诱发了室内空气品质问题)
现代人生活和工作方式的改变
   •如今人们在室内时间常超过80%,密闭或通风不良的室内某些污染物浓度超过室外。
   •呼吸道是人免疫力最弱的途径。一个成年人平均呼吸次数为1015min-1,每次需要0.5空气,以平均70岁寿命来计算,每个人一生要用27m3空气。这些空气进入人体内,在总表面积为6080m2的肺泡里,经物理扩散进入体内交换
   •心理上、精神上长期受到不良影响,导致植物神经系统的紊乱,免疫力减退,造成在行为上和器官功能上的变化,所遭受的潜在危害是无法估量的。
IAQ的室内污染源
   . 颗粒污染物:包括来源于各种居室用品或生物体的尘埃、短纤维和毛发等;
   二. 建筑装饰材料、涂料和家用化学品释放的VOC(有机挥发化合物),如甲醛、苯、氯化烃等;
   三. 生物类污染物:包括来自于腐败物和宠物的代谢产物的细菌、霉菌、病毒,使抵抗力弱的人染病,花粉和尘螨会引发过敏体质人群的过敏反应;
   四. 人体自身污染:包括身体散发的异味以及少数病患者出入公共场所,通过空气交叉传染。
   五. 氡及其衰减子体,放射性物质,直接诱发癌症,它的来源是砖头材料、土壤等;
   六. 厨房油烟、厕所气味、臭氧
相关法规
   •《室内空气质量标准》GB/T18883-2002      2003-03-01实施
   •《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001    2002-01-01实施
   •《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计规范》GB50189-1993
   •《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001    2001-10-01实施
   • 公共场所卫生标准GB9663~9673-200211
解决室内空气品质问题的新思路
   l室内空气品质问题是由多因素多途径诱发的,不可能由单一方法所解决的。
   l室内空气品质问题正是多种长期低浓度污染综合作用。
   l室内空气品质问题是不可能靠常规的思路所解决的。
   l但大多自然通风室内无建筑病综合症。
解决室内空气品质问题的新思路
   •将来IAQ问题重点不在于室内材料污染
   •改善IAQ问题关键使室内保持室外状态
   •好空调应象一扇窗,送风象吹进的自然风
   •如果空调本身不产生污染
   •新鲜空气经过空调不丧失固有气味。
   •改变新风输送方式,改变空调处理方式
改善室内空气品质措施
   •评价:认识、检测、评价
   •减量:消除污染源降低污染发生量,如建筑材料,生物污染,通风空调系统
   •自净:直接清除室内污染物
   •稀释:新风量与通风量,降低或排除室内污染物
自然通风
   •通风与气流分布对空气品质的影响,其有效性表现为:
   1. 进入室内新风直接进入呼吸区
   2. 室内空气更新快
   3. 室内污染物被迅速转移出去
自然通风
   •建筑朝向、间距及建筑群的布局
   •建筑朝向尽量使其纵轴垂直于夏季主导风向
   •南方建筑常常利用穿堂风,我国利用穿堂风进行自然通风历史悠久
   •建筑间距不仅要考虑后排建筑日照外,还要考虑其通风
   •当居室净高低于2.55米时,室内各高度水平的二氧化碳浓度超过卫生标准,其垂直分布主要积聚在1.2米至1.4米的高度,即人体坐立时呼吸带的位置上。
   •这类居室需要加强通风,空调期间应定期开窗通风换气。
气流分布的定性分析
   l自然通风风速小、流向变换不定、气象条件随时变化,通路多,很难用仪器实测
   l自然通风局限性:
   l1 难以预测其运行情况
   l2 难以控制
   l3 可用设计工具太少(示踪气体, CFD模拟)
   2自然通风无法满足时,只能采用机械通风
   1)排风口尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域——迅速排出有害物
   2)送风口尽量靠近人员活动区域——保障人员健康
   3)尽量使室内气流分布均匀、减少涡流——避免有害物积聚
以上原则结合实际情况,设计室内气流分布      
   •CFDComputational fluid Dynamics)技术在IAQ领域的应用,数值模拟方法通过求解质量、动量、能量、气体组分质量守恒方程和粒子运动方程,得出气流流场
   •对设计的建筑结构条件下对自然通风进行模拟,给出在此条件下各设计室内的温度分布和速度场。
   •可得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气年龄等参数,从而分析评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等。
   •周期短、费用低,并且能够预先进行。
通风效率换气效率评价指标
   •从发挥通风空调效应,进行有效通风,提高室内空气品质出发提出来的。利用室外新风稀释与排除室内有害气体或气味,是保证室内空气品质的基本措施,有效通风是提高室内空气品质的关键。
   •人们受到的影响跟各种污染物浓度、种类、作用时间之间的关系,还与空间参数有关。过去用换气次数来反映;现在采用了空气年龄、换气效率、通风效能系数等概念和方法研究室内空气品质。
室外污染源
   •室外污染源过去主要是可吸入颗粒物
   •室外污染源现包括汽车尾气中所含的氮氧化物,工业和民用锅炉排除的SO2CO和可吸入颗粒物等。
   •发展中国家较发达国家严重
   •吸入微粒污染无法用新风稀释解决
   •特定场合微生物污染:如军团病
不合适的换气次数
   •加大新风量
   •室外空气质量恶劣,室外空气中的某些质量指标已超过室内空气质量的控制指标,引入过多的新风不仅不能起到稀释作用,而且还会恶化室内空气品质。
   •换气次数选择的优化问题:
   •国外:在能耗和IAQ间取得平衡
   •我国:还要加上对室外空气质量的考虑
通风与净化
   •通风换气对多数污染物来说优于净化器
   •不适宜通风换气的场合:
   –室外焓与室内差别过大,通风造成过大的能量损失时
   –室外严重污染(沙尘暴)
   •解决通风空调系统污染应做减法(消除自身污染),不应做加法(盲目增加净化、消毒装置)
   •空调从诞生起以解决人的生物污染为目标
   •国内室内材料性污染成为关注新热点
   •国外已解决了材料污染,改善室内空气品质下一个目标又是生物性污染
   •对致病与致敏提出更高要求,重视空调污染
   •正确有效地消除通风空调系统负面效应,不应采用一些不合适的消毒或净化的措施
   •理性化对待IAQ与生活健康
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