2019-10-16

浅谈室内空气品质

我是来自建筑环境与能源应用专业的一名学生，通过三年多的学习，我对暖通空调有了逐步的了解，今天我要谈一下室内空气品质。

人类的大部分时间是在室内度过的。室内空气环境的好坏直接影响到人类的身心健康和劳动生产率。室内空气环境品质是指室内的空气品质、舒适度、噪声、照明等因素。实现良好的空内空气环境品质的重要手段是合理运用暖通空调措施，而暖通空调设施的应局又以巨大的能量消耗为代价，而能源的利用对全球环境有重要影响。

暖通空调技术是实现良好的室内环境品质的工具。

本文系统地分析了室内环境问题及其影响因素，介绍了病态建筑综合症及其形成原因，室内空气品质、热湿环境、气流等对人体热舒适的影响，气流组织对室内空气品质的影响。全面概述了室内空气环境、空调技术和能源有效利用三者之间的关系。

采暖（Heating）——又称供暖，是指向建筑物供给热量，这是人类最早发展起来的建筑环境控制技术，发展到今天，采暖设备与系统,在对人的舒适感和卫生、设备的美观和灵巧、系统和设备的自动控制、系统形式的多样化、能量的有效利用等方面都有长足的进步。一个采暖系统由热源,管网,末端散热设备组成,能在寒冷季节,保证室内舒适的温度。

通风( Ventilating):用自然或机械的方法向室内送入室外空气,或排出空气,如果是机械通风,它是由风机、管道、过滤(除尘)设备、风口构成。它的功能:1)稀释排出室内污染物:2)除掉余热、余湿。通风可以在一定程度上保证室内的温湿度和空气品质。

空调 (Air Conditioning):可以向室内提供热量、冷量、加湿除混,送入室外新鮮空气,它的构成有冷源、热源、风机、过滤器、管网、风口等,空调可以保证室内任环境状态。可以满足室内:温度、湿度、净度、气流速度。

采暖通风,空调各项措施在担负室内空气环境的任务方面,有其不同作用,一般说,空调系统包括了采暖和通风的内容。

本文系统地分析了室内环境问题及其影响因素，介绍了病态建筑综合症及其形成原因，室内空气品质、热湿环境、气流等对人体热舒适的影响，气流组织对室内空气品质的影响。提出了空调系统噪声控制的处理方案，根据ISO7730规定以及PMV-PPD的评价指标，计算并确定了室内舒适的温湿度范围，通过对某一房间的室内温度变化的模拟计算确定了温湿度与能耗的关系。全面概述了室内空气环境、空调技术和能源有效利用三者之间的关系。

1.1引言

室内空气环境是人们生活和工作中最重要的环境之一室内空气环境主要由热环境、湿环境和空(品质等部分构成。良好的室内空气环境应是一个为大多数室内成员认可的舒适的热湿环境，能够为室内人员提供新鲜宜人，激发活力并且对健康无负面影响的高品质空气，以满足人体舒适和健康的需要:有时，为了满足生产、科研活动，我们还需要特定的室内气候条件。室内环境品质不仅对人体健康和对生产工艺有影响，而且对室内人员的劳动生产率也有重要的影响，尤其是近20年来，人们更加认识到研究室内空气环境的重要性和迫切性，其主要原因在于:

1)室内环境是人们接触最频繁、最密切的环境之一。人们约有80%以上的时间是在室内度过的，人们与室内空气的接触时间多于室外。室内空气质量的优劣能够直接关系到每个人健康。

2)室内污染物的来源和种类日趋增名由于人们生活水平的提高，室内装修材料，以及各种家用设备散发大量有害物质，据统计至今已发现室内空气污染物约有300多种。

3)随着世界能源的日趋紧张，节能工作日益被人们所重视，建筑密闭程度增加，室内新风量不足，使室内污染物不易扩散，恶化了室内空气品质。

因此实现良好的室内环境品质，需要多学科，多部门的合作。而暖通空调方法是实现!定空气环境品质的必要方法，采暖通风、空调设备是实现良好室内环境品质的重要工具。

1.2室内环境品质的含义

美国国家职业安全与卫生研究”提出的室内环境品质是指室内空气品质、舒适度、噪声、照明，社会心理压力、工作区肯最等因素对室内人员生理和心理上的单独和综合作用。

室内空气品质(IAQ)的定义经历了许多变化，最初，人们把室内空气品质儿乎完全等价为一系列污染物浓度的指标。在1989年国际室内空气品质讲座会上，丹麦哥本哈根大学教授POfanger提出:品质反映了人们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高品质:反之，就是低品质。这种定义是将室内空气品质完全变成了人们的主观感受。美国供热制冷空调工程师学会(ASHRAE)颁布的标准ASHRAE62-1989《满足可接受室内空气品质的通风》中所作的定义为:良好室内空气品质应该是“空气中已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标，并且处于这种空气中的绝大多数人(>80%对此没有表示不满意。这种定义把主观评价和客观评价结合起来。

舒适度主要是指人的热舒适，是由四个环境因素和两个人体因素构成，是由人体热平衡公式推导得出。四个环境因素有:空气温度 ;相对温度中:室内维护结构内表面平均温度:气流速度。两个人体因素为:人体能量代谢率:人体服装热阻。由此可以看出，人在室内的热舒适度及其感觉不仅与室内环境因素有关，而且还与人在室内的活动最大小及穿衣情况有关。

综上所述，可以把个良 好的室内环境品质归纳为以下 五顶内容。

1.2.1合宜的室内温度、湿度、气流速度

室内空气温、湿度直接影响人的热感觉。根据人的舒适感可以确定室内的空气温度、湿度作为暖通空调的设计依据。我国国家标准《采暖通风与空气调节设计规范》规定，舒适空调室内温、湿度参数如下：

夏季温度24C~28C  湿度 40%~65%  空气流速<0. 3m/s  

冬季温度18C-22C   湿度30% -60%   空气流速<0. 2nm/s 

冬夏季室内温温度的取值的区别因素与人体的适应性有关，与人体的活动与穿衣情况有关，还与节能的需要有关。。

在实际场合，经常会遇到人员短哲停留的过渡区间。由于过波区间连接两个不同温、湿度的空间，人员经过或短暂停留时活动状态又有所改变，所以人体对该空间热湿环境参数的感觉，与在同一空间内作长时间停留的感觉并不相同。

1.2.2室内有害物浓度

室内有害物包括固体颗粒、微生物和有害气体。如果考虑到其中微生物多依附于固体颗粒或液滴传播，可将污染物分为颗粒污染物和有害气体污染物，其中的额粒污染物包括固体颗粒和微生物。颗粒污染物有粉尘，细菌或空气中的雾状液体颗粒。气体污染物种类很多。主要是指CO2、 CO.甲醛或各种挥发性有机物。

1.2.3人体代谢率和服装热阻

人的活动大小，穿衣情况直接影响人的舒适感觉，而室内温、湿度、气流速度影响人的产尘、产菌、产气味量，所以人体代谢率和服装热阻也是室内环境品质影响因素。

1.2.4好的光照条件

光环境是保证人类日常活动得以进行的基本条件，室内应有良好的充分的光照。室内舒适的光环境不仅可以减少人的视觉疲劳，提高工作效率。对人体健康特别视力健康也有直接影响。

良好的光环境可以利用自然光源和人工光源来实现。自然光是太阳辐射的部分。人们长期生活在自然光下，将适量的自然光引进室内，并且使人们透过窗户看到室外景色，是保证人们工作效率高、身心舒适满意的重要条件。人工光源是现代文明的标志，它弥补了自然光的缺点，使人类不受时间、地点的限制，获得光明。

但是，单纯依靠人工光需要耗费大量常规能源，间接造成环境污染，不利于生态环境的可持续发展。而利用自然光，即利用了自然能源，又可以满足室内人员对沟通室内外视觉的心理需要.无窗建筑虽然易于达到清净要求，减少空调能耗，但无法满足人们对阳光，最观以及与外界环境接触的需要，不能为人们提供愉快而舒适的工作环境，所以，应从节能和建筑内都环境两方面评价建筑物的光环境。

1.2.5适宜的声环境

建筑声环境是指室内音质和噪声控制问题.理想的声环境是，需要的声音，如讲话、音乐，能高度保真:而不需要的声音(噪声)，不致于干扰工作、学习和生活。

第2章室内环境品质的影响因素分析

影响室内环境品质的因素很多，下面分析影响室内环境品质的主要因素。

2.1热湿环境对人的热舒适的影响

在民用建筑采暖通风，空调设计中，室内计算参数是一个重要指标，它确定了设计的目标，决定是否满足人们舒适性要求，且其决定了冷、热负荷的大小，从而决定了设备容量的大小和能耗。我们需要寻找一个室内合适的温湿度点，即能满足舒适性要求又能满足节能的需要。

影响人体热舒适的变量有六个:衣着(la)、空气温度(t)、相对湿度(φ)、维护结构内表面温度(T )、人体代谢率(M)、室内风速，室内热环境评论与测量的新标准化方法，是采用PMV和PPD (指标来描述和评价热环境。

2.1.1室内设计温、湿度取值

根据六个变量可以求得PMV,由PMV可求得PPD。

国际标准化组织提出的标准规定PMV- PPD 的推荐在-0.5 +0.5 之间，即在PMV: -0.5- +0.5 之间取值时，允许PPD的值为10%，即有允许有10%的人不满意。

如果把影响热舒适的六个因素中的其中四个: M、La、T、u.确定，便可确定室内温、湿度标准。

2.1.2 温、湿度变化对热舒适的影响

室内空气温度改变时对室内热舒适度的影响非常大，而相对湿度变化的影响很小。在一定范围内，相对湿度变化对人的热舒适儿乎没有影响。

2.2挥发性有机化合物对室内空气品质的影响

2.2.1 V0C的危害

在所有影响室内空气品质的因素中，VOC已经越来越受重视。过去人们错误地认为人是室内唯一的污染源，实际上，建筑材料所散发的VOC是产生病态建筑综合症的主要原因。

2.2.2 VOC的来源

1)建筑材料和装修材料

建筑材料和装修材料是室内voC的主要来源，按它们随时间衰减的范围区分为一次源和二次源。VoC的次源是指非结合的VoC,它们通常摩尔质量较小，比如溶剂残留物、 添加剂、抗氧化剂、增塑剂、催化剂和单分子低活性物质等。二次源是VOC在不同的物理、化学条件下产生的物理、化学结合物。例如，湿混凝t基层可以使PVC地板材料中的酞酸盐发生水解反应，产生醇类:温度的开高能够导致聚合物结构的热分解，引起催化剂的作用:室内环境中的Voc与不同的氧化剂作用会导致吸收过程的氧化过程。

2)办公用具

办公桌、书柜、复印机、打印机、复写纸、修正液、胶带、胶水、橡皮膏等，

3)与设备有关的来源

空调设备中制冷剂的泄漏、密封剂、清洁剂使用不当:4)人的活动

人体新陈代谢产生的物质，吸烟、室内燃烧、火灾发生产生的有害物等。

2.2.3 VOC的控制

1) 控制标准

世界卫兵组织对VOC设置了标准值，舒适浓度范围为小于0.2作为指导值我国也制定了材料的散发量标准，可参见《民用建筑室内环境控制标准》。

2)控制措施

减少能产生voc产品的用量。减少驱虫剂和杀虫剂的用量，用本质或金属建材和家具，用玻璃纤维或纤维绝缘材料代替含尿素甲醛的泡沫塑料。如必须使用能散发Voc的材料时，必须符合允许的浓度标准或使VOC的产生源尽量远离主要的生活工作区。

2.3颗粒污染物对室内空气品质的影响

颗粒污染物是由粉尘和细菌构成，细菌主要依附在粉尘上，以粉尘为营养基而生存。室外空气中粉尘的浓度为1X10~ 3X10粒儿室外菌的浓度1000~ 5000个/m.颗粒污染物控制集中在对空气清净度有严格要求的洁净室中，包括以无生命微粒为控制对象的工业洁净室和以有生命微粒为控制对象的生物洁净室。

2.3.1空气洁净度的意义

从历史上看，有大量的例子说明空气洁净度的重要性。

2.3.1污染源

1)外部污染源

室外空气含有大量的悬浮颗粒，是洁净空调直接处理的对象，对于大多数洁净室来说，由于室内保持正压，室外颗粒污染物主要由空调的新风带入。

2)室内污染源

人是颗粒污染物的主要来源。当人们咳嗽、打喷嚏或说话时，会从口腔和鼻孔喷出大量液态尘粒，一 ，次咳嗽或喷嚏可以产生十万个以上液态尘粒，其中包含细菌。正常生理作用或某种病理作用，人体表皮细胞鳞屑经常不断脱落下来，每分钟大约7000~ 10000个左右，其中10%带有皮上细菌。

室内其它颗粒污染物产生量大致占到10%，主要来自建筑表面，设备表面和人体服装。

2.3.2颗粒污染物控制

1)污染源控制

污染源的控制是指对人体污染源的控制和新风的控制。由于人总是不停活动，所以是一个非常不固定的污染源。按照I业通风原理，采用密闭罩是最好的控制措施。实践已经表明，对于人体脱落的细胞鳞屑和从口腔及鼻孔喷出的液态尘粒，采用洁净工作服和配戴口罩是最有效的措施。但是需婴指出，洁净服的屏蔽效率不仅与它的材质有关，而且与它的密封性有关，由于考虑到使用方便和人体舒适性的要求，事实上根难做到完全屏蔽(包括全身吸气服在内)，所以，人体散发的尘粒和细菌，仅仅依靠洁净工作服是不可能做到完全控制的，

对新风颗粒污染物的控制所采用的措施是过滤。

2)对空气颗粒污染物的控制

对室内空气循环过滤，直至室内洁净度达到要求的标准，采用的办法使用三级过滤器:初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器。

初效过滤器可以处理>5 m的颗粒:中效过滤器可处理>1口m的颗粒，高效过滤器可以处理<1 u m的颗粒。

过滤器的过滤机理是通过五种效应实现的，即拦截效应、惯性效应、扩散效应、重力效应、静电效应。需要强调的是过滤器的作用是过滤效应，而不是筛网效应，是五种效应的综合作用结果。

为了避免空气在输送过程中造成二次污染，高效过滤器应布置在末端送风口处。

研究结论

人类社会的发展除了保持自身的生存， 还不断为自身创造良好的物质生活和舒活的居住环境，但是以辆牲地球环境所得到的物质生活将是不文明的物质生活要获得良好的室内环境是不可能的，或者是不能持续发展的，可持续发展理论的提出，使人们开始反思此前的建筑发民历程实际上是人类在不断与自然界抗衡，是人类以不可再生的能源为武器与自然作斗争，其结果是人与自然两败俱伤。室内环境品质、暖通空调、能源利用三者之间存在着极为密切的关系。新的空调技术的应用能够保证室内良好环境的同时还可以控制和减少对地球环境的破坏，节约能源。并且可以实现环境、空调技术、能源有效利用为基础的三者和谐统一。室内环境品质的好坏是由种因素综合作用的结果。室内空气温度对人的热舒适影响很大，但对空调能耗的影响与相对湿度比较相对较小:而相对湿度对人体热舒适影响很小，但对能耗影响很大。因此在确定室内设计参数时，温度可降低点，相对湿度可高点。 这样，即可以保证较高的舒适度，又可以降低能耗。

感谢老师的帮助与鼓励。