發(fā)布時間:2023-07-03
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十一、如何控制室內(nèi)空氣中的TVOC污染?
室內(nèi)TVOC的控制可采用烘烤法,因高溫可加速TVOC的揮發(fā),加強(qiáng)通風(fēng)和使用空氣凈化器可有效的去除TVOC,由測試數(shù)據(jù)看出室內(nèi)裝修好四個月后可除去約80%的TVOC。另外使用活性炭(市售的有顆粒狀和纖維狀)來吸附TVOC能取得較好效果。活性炭對濃度在100mg/m3左右的TVOC有較好的凈化效果,使用周期在1000h以上,另外光催化技術(shù)控制室內(nèi)的TVOC已取得較大進(jìn)展。
十二、室內(nèi)空氣中臭氧的來源與危害
臭氧是氧的同素異性體,為無色、有特殊的魚腥臭味的氣體,相對分子質(zhì)量48,沸點(diǎn)-112t;熔點(diǎn)-251T;相對密度1.65。臭氧在常溫下分解緩慢,在高溫下分解迅速,形成氧氣。臭氧是已知的的最強(qiáng)的化學(xué)氧化劑。臭氧可以將二氧化硫氧化成三氧化硫或硫酸,將二氧化氮氧化成五氧化二氮或硝酸。但因空氣中臭氧濃度很低。這種反應(yīng)進(jìn)行得很慢。臭氧和烯烴反應(yīng)生成醛,是臭氧的特性反應(yīng)。臭氧在大氣污染中有著重要的意義,在紫外線的作用下,臭氧與烴類和氮氧化物的光化學(xué)反應(yīng),形成具有強(qiáng)烈刺激作用的有機(jī)化合物稱為光化學(xué)煙霧。臭氧在水中的溶解度比較高,是一種廣譜的高效消毒劑,常用來作為生活飲用水的消毒劑使用。
臭氧能到達(dá)呼吸道的深部,對呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用,引起呼吸道的收縮。其刺激的程度勝于氮氧化物與二氧化硫,其對呼吸系統(tǒng)的毒性比氮氧化物大10倍以上。臭氧的嗅覺閾值很低,濃度達(dá)到0.02 ppm時,就能聞到臭味;達(dá)到0.1ppm時,呼吸2小時,將使肺活量減小20%,達(dá)到0.3ppm,對鼻、腦有刺激作用;超過1ppm時,眼、鼻、喉嚨發(fā)干,有燒灼感,頭痛,時間再長,中樞神經(jīng)會發(fā)生障礙,思維還會紊亂;達(dá)到10ppm時,容易引起肺氣腫。此外,臭氧還能阻礙血液輸氧功能,造成組織缺氧;使甲狀腺功能受損、骨骼鈣化,還可引起潛在性的全身影響,如誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體畸變,損害某些酶的活性和產(chǎn)生溶血反應(yīng)。
自1977年以來對加利福尼亞洲6000名不吸煙者的調(diào)查表明,在臭氧暴露和肺癌發(fā)病率間有一定聯(lián)系。同時,還有報(bào)告表明臭氧可以引發(fā)哮喘。累積暴露是一個重要因素,長期低濃度暴露會對健康產(chǎn)生影響。
大量實(shí)驗(yàn)研究表明,暴露在臭氧濃度為0.16 mg/m3的空氣環(huán)境中,6.6小時,健康人群就會有不良影響的顯著體現(xiàn);達(dá)到0.30 mg/m3時,即可引起咳嗽。我國研究人員的實(shí)驗(yàn)也表明,臭氧濃度達(dá)到0.10~0.14 mg/m3時,人體的生理指標(biāo)就會產(chǎn)生敏感性的變化。世界衛(wèi)生組織認(rèn)為,對運(yùn)動著的敏感者而言,在臭氧濃度為0.20 mg/m3的空氣環(huán)境中暴露1至8小時,其呼吸系統(tǒng)會受到顯著性的傷害?;加邢〉膬和?,屬最敏感人群,臭氧濃度超過一定濃度時,他們的健康受到的影響最大,病情可能導(dǎo)致惡化。世界衛(wèi)生組織選擇8小時平均0.12 mg/m3作為2000年新修訂的空氣質(zhì)量健康標(biāo)準(zhǔn)限值。我國制訂的大氣標(biāo)準(zhǔn)則為0.1 mg/m3。
室內(nèi)空氣中的臭氧主要來源于大氣環(huán)境。正常大氣中含有極少量的臭氧,其濃度約為0.02~0.06mg/m3,平均為0.03mg/m3。污染城市的二氧化硫、氮氧化物產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的同時,生成的臭氧濃度會超過大氣本底值的幾倍甚至十幾倍。自然空氣中的最高允許濃度為0.1mg/m3,美國的一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.08 mg/m3。日本有資料表明,在日本東部測試從中國飄過去的空氣中的臭氧濃度超過了0.06ppm(日本環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的臭氧濃度指標(biāo)為0.06ppm)。
12km以上的高空,臭氧濃度隨高度上升而增加,30km時達(dá)到最大范圍,約16~24mg/m3。據(jù)國外資料報(bào)導(dǎo),飛行高度為8~12km高度時,座艙內(nèi)臭氧濃度約為外界大氣的10%~84%。加拿大報(bào)導(dǎo)的一份實(shí)測報(bào)告中表明,飛行高度11895m的波音707飛機(jī)座艙內(nèi)的臭氧濃度為0.29 mg/m3,此時,外界大氣為3.57 mg/m3。大量調(diào)查報(bào)告證明,飛機(jī)座艙內(nèi)的臭氧濃度較高,遠(yuǎn)程飛機(jī)比近程飛機(jī)更高。我國的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了飛機(jī)座艙內(nèi)臭氧的允許值為0.1 mg/m3。
在工業(yè)發(fā)達(dá)國家,城市空氣中臭氧的來源主要是汽車尾氣經(jīng)過光化學(xué)催化反應(yīng)而生成的產(chǎn)物。由于汽車工業(yè)的快速發(fā)展,臭氧已成為工業(yè)發(fā)達(dá)國家的空氣中的主要污染物。我國北京、廣州、上海等城市的汽車尾氣引起的光化學(xué)污染水平逐年上升,臭氧污染逞上升趨勢。1997至2000年,北京市全年臭氧濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)(0.20 mg/m3)的時間有71天。
居室或者醫(yī)院用臭氧進(jìn)行消毒時,應(yīng)當(dāng)密切注意空氣中臭氧濃度是否超過標(biāo)準(zhǔn)。臭氧在空氣中的自然消亡的時間隨室內(nèi)溫度與濕度的變化而變化,最長可達(dá)1個多小時,要警惕臭氧的殘余毒性對人體的危害。在人暴露時應(yīng)當(dāng)禁止使用臭氧消毒。
辦公室使用的復(fù)印機(jī)、激光印刷機(jī)以及具有高壓發(fā)生裝置的家用電器,例如,電視機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器、電子消毒柜等,使用日久后,有可能產(chǎn)生超量的臭氧。室內(nèi)的臭氧可以氧化空氣中的其他化合物而自身還原成氧氣;還可被室內(nèi)多種物體所吸附而衰減,如橡膠制品、紡織品、塑料制品等。臭氧是室內(nèi)空氣中常見的一種氧化型污染物。
十三、室內(nèi)空氣中二氧化硫的來源與危害
二氧化硫?yàn)橐环N無色的具有強(qiáng)烈辛辣刺激性的氣體,及易溶于水。
二氧化硫被吸入人體后,很容易被上呼吸系統(tǒng)的潮濕通道所吸收,產(chǎn)生氣道阻礙。燃煤和燃油是產(chǎn)生二氧化硫的主要原因,其中,燃煤產(chǎn)生的二氧化硫約占80%。二氧化硫及其形成的酸雨為煤煙型污染,曾一度對城市的環(huán)境與居民的健康造成了極大的侵害。著名的1952年12月的倫敦?zé)熿F事件以及日本發(fā)生的“四日市氣喘”病曾在短短的幾天內(nèi)對幾千個市民的健康造成了影響。我國的許多大城市還存在明顯的煤煙型污染現(xiàn)象,二氧化硫是城市大氣污染的主要污染物。已經(jīng)證實(shí),城市的慢性支氣管炎癥的發(fā)病率與二氧化硫的濃度直接有關(guān)。室內(nèi)的二氧化硫主要是由于通風(fēng)等原因從大氣中引入的。
二氧化硫作用的靶器官主要是上呼吸道,這是因?yàn)槎趸蛞兹苡谒?,它與水分結(jié)合形成亞硫酸、硫酸。刺激眼睛和鼻鼓膜,并具有腐蝕性,二氧化硫在組織液中溶解度高,所以吸入空氣中的地很快會溶解在上呼吸道,很少進(jìn)入深部氣道。當(dāng)用鼻平靜呼吸時,實(shí)際上不會進(jìn)人肺內(nèi)。只有用口呼吸或用鼻進(jìn)行深呼吸時,肺部才能接觸到二氧化硫。二氧化硫到達(dá)肺前很快擴(kuò)散至支氣管壁,其濃度隨呼吸道的深度而很快下降。二氧化硫?qū)θ梭w的主要影響是造成呼吸道管徑縮小,會引起支氣管炎、哮喘病、肺氣腫,甚至致人死亡??諝庵卸趸虻臐舛葹?.1~0.3ppm時,尚難明顯地識別它的氣味;大于0.5ppm時,對人體健康已存在某種潛在性的影響;大于1ppm時,多數(shù)人開始受到刺激;大于3.5ppm時,可聞到剌鼻的硫臭味;在5ppm時,暴露3小時,會引起肺功能異常;10ppm時,刺激加劇,個別人還會出現(xiàn)嚴(yán)重的支氣管痙攣;20ppm時,對眼睛有刺激、流淚、引起胸痛;吸入400~500ppm二氧化硫可立即危及生命。流行病學(xué)調(diào)查表明,城市空氣中二氧化硫的平均含量超過0.28mg/m3時,居民中慢性支氣管炎癥的患病率明顯上升。
二氧化硫是表明大氣污染程度的寒暑表。城市居民,特別是居民中的弱勢人群應(yīng)當(dāng)十分關(guān)注天氣預(yù)報(bào)中的有關(guān)二氧化硫指數(shù)的變化情況,當(dāng)二氧化硫的指數(shù)較高時,應(yīng)該減少戶外活動的時間,減少開窗通風(fēng)的頻次,有條件的可以安裝有效去除二氧化硫的設(shè)備。
我國目前還有為數(shù)不少的城市居民用燃煤來做飯取暖,這是室內(nèi)空氣中二氧化硫聚集的主要原因。許多農(nóng)村、礦區(qū)至今還在使用簡陋的爐灶燃燒高硫煤,會產(chǎn)生大量的二氧化硫,不僅會污染大氣,而且對室內(nèi)人員的健康會造成很大的影響。
居民以燒原煤、煤餅、煤球以及蜂窩煤的小煤爐做飯取暖,由于爐灶結(jié)構(gòu)不
合理,有的甚至無煙囪。因此煤不完全燃燒時排出大量污染物,其中二氧化硫是主要污染物。二氧化硫?qū)κ覂?nèi)的污染與家庭炊事方式、通風(fēng)換氣情況、污染源強(qiáng)度、燃料種類、室內(nèi)結(jié)構(gòu)以及室外二氧化硫濃度等因素有關(guān)。1987-1990年,中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測所的室內(nèi)空氣污染調(diào)查及其對健康影響的研究結(jié)果表明,燃煤戶室內(nèi)空氣中二氧化硫濃度明顯高于燃?xì)鈶?,廚房濃度高于臥室,冬季濃度高于夏季。在被調(diào)查城市中以南方城市污染最嚴(yán)重,冬季燃煤戶廚房二氧化硫濃度可高達(dá)0.86mg/m3,臥室濃度達(dá)0.50 mg/m3,這是因?yàn)槟戏匠鞘袕N房內(nèi)煤爐一般無煙囪,冬季又常常門窗關(guān)閉,通風(fēng)不良、致使污染物不能擴(kuò)散所致。而燃?xì)鈶舳炯彝N房和臥室濃度較用煤產(chǎn)低。無論冬季或夏季,用氣戶室內(nèi)的現(xiàn)濃度主要來源于室外,而用煤戶室內(nèi)二氧化硫濃度主要來源于室內(nèi)燃煤污染。
十四、如何控制室內(nèi)空氣中二氧化硫與氮氧化物的污染?
氮氧化物是常見的空氣污染物,通常指一氧化氮和二氧化氮,常以NOX表示。一氧化氮是一種無色無味的氣體,相對分子質(zhì)量 30,沸點(diǎn)為-18℃,熔點(diǎn)-163?6℃,對空氣的相對密度為 1.0367。 NO在空氣中能迅速變成二氧化氮。二氧化氮有刺激性,在室溫下為紅棕色,相對分子質(zhì)量46,熔點(diǎn)-10?8℃,沸點(diǎn) ,對空氣相對密度1.58。氣態(tài)時,以二氧化氮形式存在(紅褐色),固態(tài)時,以四氧化二氮形式存在(白色)。二氧化氮具有腐蝕性和較強(qiáng)的氧化性,易溶于水。在陽光作用下能形成 亞硝酸與硝酸。
影響大氣環(huán)境的氮氧化物主要指一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮是無色、無刺激的氣體,二氧化氮是棕紅色的氣體,有強(qiáng)烈的刺激性。在光照條件下,一氧化氮能被氧化為二氧化氮。一氧化氮的對人的影響尚并不明確,而二氧化氮會迅速破壞肺細(xì)胞,可能導(dǎo)致肺氣腫和肺炎,引起急性哮喘病。
大氣中的二氧化氮經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)會形成硝酸,成為酸雨的組成部分。隨著城市機(jī)動車數(shù)量的增加,酸雨中硝酸的比例不斷上升。二氧化氮還是引起城市光化學(xué)煙霧污染的主要污染物之一。二氧化氮的濃度超過1ppm時,就可聞到異味;大于13ppm時,眼、鼻有急性刺激感;超過16ppm時,呼吸10分鐘就會使肺活量減少,肺部氣流阻力增高。超過100ppm時,容易引起肺氣腫。一氧化氮是無色、無刺激的氣體,二氧化氮是棕紅色的氣體,有強(qiáng)烈的特殊刺激性臭味。
在光照條件下,一氧化氮能被氧化為二氧化氮。一氧化氮的對人的影響尚不明確,而二氧化氮會迅速破壞肺細(xì)胞,可能導(dǎo)致肺氣腫和肺炎,引起急性哮喘病,還可能在肺內(nèi)轉(zhuǎn)變成亞硝胺,引起肺癌。大氣中的二氧化氮經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)會形成硝酸,成為酸雨的組成部分。隨著城市機(jī)動車數(shù)量的增加,酸雨中硝酸的比例不斷上升。二氧化氮還是引起城市光化學(xué)煙霧污染的主要污染物之一。
二氧化氮的濃度超過1ppm時,就可聞到異味;大于13ppm時,眼、鼻有急性刺激感;超過16ppm時,呼吸10分鐘就會使肺活量減少,肺部氣流阻力增高。超過100ppm時,容易引起肺氣腫;在超過411mg/m3濃度情況下,暴露30至60分鐘,可引起呼吸道阻塞,甚至因窒息而死亡。據(jù)美國的一份調(diào)查資料說明,城市居民的上呼吸道疾病與小兒流行性感冒的發(fā)病率與氮氧化物(NOX)的濃度有關(guān)。流行病學(xué)調(diào)查顯示,在NOx高污染區(qū)(空氣中NOx濃度約在0,2()nd)兒童肺功能和呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率顯著高于對照區(qū)。國外調(diào)查表明,使用煤氣家庭患有呼吸系統(tǒng)癥狀和疾病的兒童比例增加,且兒童肺功能明顯降低。但已進(jìn)行的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果尚不足以說明人群的健康效應(yīng)是NOx單獨(dú)作用的結(jié)果,也不能排除由其他空氣污染物引起或與NOx共同作用的可能性。
大氣中的氮氧化物(NOX)主要來源于工業(yè)生產(chǎn)、燃料燃燒以及汽車和飛機(jī)的排氣。城市車輛是造成氮氧化物污染的主要原因。以每小時40公里速度行駛的汽車,排放的氮氧化物濃度會達(dá)到1000ppm以上。
室內(nèi)的氮氧化物污染物來源于大氣主要來源于大氣,燃燒原煤與吸煙。燃煤氣和液化氣排放的污染物主要是氮氧化物,哈爾濱、沈陽室內(nèi)空氣監(jiān)測結(jié)果表明,冬季使用原煤的住宅室內(nèi) NOx日平均濃度為0.03-0. 15nd,使用煤氣和液化氣的日平均濃度為0?仍、02twd。夏季使用三種類型燃料的室內(nèi)NOx日平均濃度為0?of-08lug/d。室內(nèi)氮氧化物濃度、擴(kuò)散和稀釋取決于通風(fēng)量。通風(fēng)量越大,NOx稀釋擴(kuò)散越快,濃度下降趨明顯。吸煙也是室內(nèi)氮氧化物的主要來源。
十五、室內(nèi)空氣中二氧化碳的來源與危害
二氧化碳是無色無臭的氣體。室內(nèi) CO2主要來自人與寵物的呼出氣,吸煙、燃料燃燒和生物發(fā)酵。
二氧化碳已經(jīng)成為大氣中必然存在但又是可變的組分,正常大氣中二氧化碳的濃度為300~500ppm。人呼吸時,吸進(jìn)氧氣,呼出的氣體中二氧化碳的含量為4000ppm,因此一般意義上不認(rèn)為二氧化碳是有毒物質(zhì)。室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對二氧化碳的濃度作了嚴(yán)格的規(guī)定。室內(nèi)空氣中的二氧化碳濃度常用來表征室內(nèi)空氣的新鮮度或室內(nèi)通風(fēng)時引入新風(fēng)量的多少。有人活動的室內(nèi)的空氣中二氧化碳濃度與細(xì)菌總數(shù)、可吸入顆粒物、體臭等污染物濃度成正比關(guān)系。因此,有的國家把室內(nèi)二氧化碳濃度作為評價空氣品質(zhì)的綜合監(jiān)測指標(biāo)。
清潔的大氣中二氧化碳濃度為0.03%~0.04%。在通風(fēng)良好的室內(nèi),二氧化碳濃度不會超過大氣中濃度,不會產(chǎn)生污染。在我國北方,冬天燃煤烹任及分散式取暖,加上通風(fēng)不良,室內(nèi) CO2濃度可達(dá) 2%(4000mg/m3)以上。在南方,由于室內(nèi)通風(fēng)條件較好,如果人均占有面積大于 3 m3,室內(nèi) CO2濃度均在0 1%以下。
二氧化碳屬呼吸中樞興奮劑,適量濃度的二氧化碳為人體正常生理所需,但當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度超出一定范圍后,會對人體產(chǎn)生危害,且可能與其他空氣污染物產(chǎn)生協(xié)同作用。當(dāng)室內(nèi)二氧化碳濃度達(dá)到0.07%時,個別敏感者會感到有不適氣味;達(dá)到0.1%時,人體會有不舒適感,此時的濃度為臨界濃度;超過0.15%時,屬于輕污染;超過0.2%時,屬于嚴(yán)重污染;超過0.3%時,人們的呼吸加劇,出現(xiàn)頭疼、耳鳴、脈搏滯緩、血壓升高等癥狀。室內(nèi)的二氧化碳濃度在0.07%以下是最佳狀態(tài),最高不應(yīng)超過0.15%。我國制訂的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中二氧化碳的濃度為0.1%;而星級賓館客房要求達(dá)到0.07%。
由于現(xiàn)代建筑的氣密性越來越好,人口密度大而通風(fēng)不良的室內(nèi),二氧化碳濃度超過室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的情況已經(jīng)普遍發(fā)生。大學(xué)的學(xué)生自習(xí)室、圖書閱覽室、機(jī)關(guān)辦公室、超市、地下商場以及公共娛樂場所經(jīng)常存在二氧化碳超標(biāo)的現(xiàn)象。
國外關(guān)于室內(nèi)二氧化碳的檢測報(bào)告與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)經(jīng)常被用來表征室內(nèi)空氣的質(zhì)量狀況。新加坡的研究人員曾對一幢裝有中央空調(diào)系統(tǒng)的行政辦公樓的室內(nèi)空氣進(jìn)行檢測,發(fā)現(xiàn)辦公樓內(nèi)二氧化碳的含量為450~700ppm,平均為580ppm;工作時間平均為650ppm,下班則為480ppm。國外的研究還報(bào)導(dǎo)了住房與公共場所室內(nèi)的二氧化碳濃度水平。住房內(nèi)的二氧化碳含量為350~1360ppm,總平均含量為820ppm;公共場所的二氧化碳含量為350~1850ppm,總平均含量為760ppm。國內(nèi)上海的研究人員也對某設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)室的空氣作過二氧化碳濃度測量,其最高濃度達(dá)到1000ppm以上,超過了標(biāo)準(zhǔn)值。
室內(nèi)存在香煙煙霧復(fù)合污染時, CO2和細(xì)菌總數(shù)、CO、甲醛等濃度呈明顯正相關(guān)。CO2濃度接近0.15%時,CO和甲醛濃度均已接近公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值,惡臭等不舒服感達(dá)55%;CO2濃度達(dá) 0.25%時,CO和甲醛濃度分別超過標(biāo)準(zhǔn) 13倍和 15倍,惡臭感、眼、喉刺激及其分泌物增加明顯; CO2濃度為0.51%時,CO 和甲醛濃度分別超過標(biāo)準(zhǔn)20倍和35倍,惡臭感達(dá)100%;此時接觸者呼出氣中有毒物質(zhì)含量明顯增高,唾液中唾液鏈球菌含量下降及菌落直徑明顯縮小,人群健康已受到香煙煙霧污染的影響。
十六、如何控制室內(nèi)空氣中二氧化碳污染?
在使用空調(diào)的建筑內(nèi),以及具有特殊潔凈度要求的潔凈室內(nèi),能源與空氣處理耗費(fèi)的代價是十分可觀的。從經(jīng)濟(jì)角度考慮,應(yīng)盡量減少新風(fēng)量。目前,關(guān)于最低新風(fēng)量的問題還沒有明確的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn),但是已經(jīng)有了各種經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),人們根據(jù)這種經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)作各種計(jì)劃與設(shè)計(jì)。
早些時候,有人曾提出,用人體的體臭濃度來表示空氣的新鮮度,從而決定采用的新風(fēng)量。但是,人體體臭對我們生活與健康的影響尚不清楚,體臭的測定也存在技術(shù)上的問題。以后,大多數(shù)人提出了以空氣中的二氧化碳含量作為反映空氣新鮮度的重要指標(biāo)。
自然空氣中的二氧化碳濃度為0.03%,危害人體健康的二氧化碳的濃度為5%以上。目前,以0.1%濃度作為室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),不是基于二氧化碳本身的污染性質(zhì),而是因?yàn)橹灰趸歼_(dá)到或接近自然空氣的濃度時,室內(nèi)空氣也達(dá)到或接近自然新鮮狀態(tài)。對于可吸入顆粒物、細(xì)菌、一氧化碳等有害氣體在室內(nèi)允許存在的最低限值遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低于二氧化碳。其他的室內(nèi)空氣污染物的質(zhì)量指標(biāo)一般都是通過空氣凈化裝置來保證的。只有二氧化碳是通過引入新鮮空氣稀釋而達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)的。
節(jié)能已經(jīng)成為一個十分突出的社會問題。為了盡可能減小空調(diào)設(shè)備的負(fù)荷,有效控制建筑物引入的新風(fēng)量,顯得非常重要。
根據(jù)建筑物室內(nèi)的實(shí)際人數(shù)與室內(nèi)人員的活動狀態(tài),制訂控制新風(fēng)量的機(jī)制,以避免引入過多的新風(fēng)量,造成能源的損耗。
如上所述,為了保證室內(nèi)空氣的新鮮度,向室內(nèi)引入新風(fēng)量的多少是根據(jù)室內(nèi)二氧化碳的濃度來確定的。封閉的有人活動的室內(nèi),如果新風(fēng)量不夠,就會造成空氣新鮮度下降,嚴(yán)重時二氧化碳濃度超標(biāo),會對人體健康帶來影響。但是如果盲目過多地引入新風(fēng),在使用空調(diào)的季節(jié),會使空調(diào)大量地為引入的新風(fēng)而耗能,而且還有可能將室外的空氣污染物同時引入室內(nèi)。因此,只要保證室內(nèi)的新鮮度,或者說只要保證室內(nèi)二氧化碳的濃度接近自然狀態(tài),那么引入的新風(fēng)量是最為合適的。
按照上述規(guī)定得到的新風(fēng)量限值,不一定能滿足稀釋其他室內(nèi)空氣污染物的需要。引入新風(fēng)量的目的是為了保證室內(nèi)空氣的新鮮度。保證二氧化碳的濃度低于空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在自然空氣中,氧氣約占21%,二氧化碳約占0.032%。在引入新風(fēng)時,只要保證室內(nèi)空氣中的二氧化碳濃度達(dá)到或接近0.032%,那么,室內(nèi)空氣中的氧氣含量也將接近21%。有些國家將室內(nèi)空氣中的氧氣含量的限值規(guī)定為18%。在有足夠新風(fēng)引入的室內(nèi),只要室內(nèi)二氧化碳的濃度含量接近自然空氣狀態(tài),就不用擔(dān)心室內(nèi)缺氧。
當(dāng)建筑物室內(nèi)無人或人員減少的時候,可以減少新風(fēng)量,甚至關(guān)閉新風(fēng)系統(tǒng),不送新風(fēng)。
十七、室內(nèi)空氣污濁,是缺氧還是二氧化碳超標(biāo)?
室內(nèi)空氣污濁常常被誤認(rèn)為缺氧。一度國際上有人提出用向室內(nèi)輸送純氧的方法來解決新鮮度問題,現(xiàn)在已被否定。研究證明,室內(nèi)人員的氧氣消耗不是主要問題,只要引入的新風(fēng)量使室內(nèi)二氧化碳濃度達(dá)到或接近自然狀態(tài),氧氣問題就不必?fù)?dān)心。
以下通過一個實(shí)例計(jì)算,進(jìn)一步說明以二氧化碳濃度代表室內(nèi)空氣新鮮度的科學(xué)性。
假設(shè)有兩人在密閉的空間體積為45立方米(房內(nèi)面積為15平方米,層高為3米)休息。已知,室內(nèi)氧氣的本底濃度為21%,二氧化碳為0.032%。人每小時吸入的氧氣為0.0146立方米,呼出的二氧化碳為0.013立方米。氧氣可供安全呼吸的濃度限值為18%。室內(nèi)二氧化碳表征新鮮度的一級指標(biāo)為0.07%,室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為0.1%。
根據(jù)已知條件可知:45立方米空間體積室內(nèi)可供呼吸的氧氣為:
45立方米×(21-18)%=1.35立方米
兩人在室內(nèi)休息時,氧氣濃度達(dá)到安全呼吸值18%的時間為:
1.35立方米÷(0.0146立方米/小時?人×2人)=46.2小時
同樣空間體積的室內(nèi)二氧化碳濃度從本底值到室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的增加量為:
45立方米×(0.1-0.032)%=0.0306立方米
兩人在室內(nèi)休息時,二氧化碳濃度達(dá)到室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值0.1%的時間為:
0.0306立方米÷(0.013立方米/小時?人×2人)=1.17小時
從以上計(jì)算結(jié)果可以得知,兩人在密閉的空間體積為45立方米的室內(nèi)休息,度過1.17小時,室內(nèi)空氣二氧化碳的濃度已到了室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限值。按上述計(jì)算方法,度過0.66小時,室內(nèi)空氣二氧化碳的濃度就達(dá)到了0.7%的空氣新鮮度一級指標(biāo)。
從上述計(jì)算結(jié)果還可以得知,同樣密閉的空間體積為45立方米的室內(nèi)的氧氣,可供兩人安全呼吸的時間為46.2小時。
由此可見,關(guān)注室內(nèi)空氣中二氧化碳的濃度變化情況,即時引入室外新風(fēng),保證室內(nèi)空氣的新鮮度是十分重要的。而氧氣濃度問題就不必?fù)?dān)心。
研究證明,相對封閉的室內(nèi),當(dāng)有人時,二氧化碳的增加量對人體健康造成的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧氣相對減少對人體造成的影響。引進(jìn)新風(fēng)的方法,是提高空氣新鮮度的最為經(jīng)濟(jì)的方法。
人在室內(nèi)的活動量增大時,其單位時間呼出的二氧化碳濃度成倍增加。人在大運(yùn)動時呼出的二氧化碳濃度達(dá)到0.074立方米/小時,為靜止時的5.7倍。按上述計(jì)算理論,人在大運(yùn)動時需要的新風(fēng)量也應(yīng)該為靜止時的5倍以上。因此,健身房、室內(nèi)體育場館中,當(dāng)有人在進(jìn)行訓(xùn)練活動時,應(yīng)該引入足夠的新風(fēng)量以保持室內(nèi)空氣的新鮮狀態(tài)。
上述的計(jì)算是針對完全密閉的室內(nèi)而言的。實(shí)際上,在一般建筑中,建筑不可能達(dá)到完全的密閉狀態(tài)。此外,人員進(jìn)出、開啟門窗都會大大地降低室內(nèi)的二氧化碳濃度。因此,實(shí)際新風(fēng)量可以低于上述計(jì)算值。
《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,室內(nèi)新風(fēng)量的限值為30立方米/小時?人。
我國《旅館建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》(GJG62-1990)指出,旅館建筑按建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備設(shè)施條件,分為不同的建筑等級。
十八、什么叫有條件通風(fēng)?
(1)保持室內(nèi)氧氣平衡。
大自然中有取之不盡、用之不竭的氧氣。一度有人試圖用人工發(fā)生氧氣的方法向室內(nèi)充氧以解決缺氧的問題,后來發(fā)現(xiàn)這是個既不經(jīng)濟(jì)又不可行的方法。引入新風(fēng),能簡捷地保持室內(nèi)氧氣平衡,滿足人們呼吸的要求,多余的氧氣對人體是無用的。
(2)降低二氧化碳濃度。大氣中二氧化碳與氧氣濃度的比例是相對穩(wěn)定的。引入足夠的新風(fēng)可以使室內(nèi)已經(jīng)升高的二氧化碳濃度回復(fù)到接近大自然的水平。
(3)保持室內(nèi)空氣新鮮度。
任何人工凈化的方法都不能復(fù)制自然空氣的新鮮度。引入的新風(fēng)具有原版的自然空氣的基本組分,能保持室內(nèi)空氣新鮮度??照{(diào)與密閉的建筑隔斷了人與自然的親近與交流,引入新風(fēng),能彌補(bǔ)這方面的缺陷。
(4)形成正壓。引入新風(fēng)能使室內(nèi)空氣形成正壓,以抵御室外污染的空氣進(jìn)入室內(nèi),保持室內(nèi)的潔凈度。正壓環(huán)境對保持室內(nèi)的潔凈度是至關(guān)重要的。
(1)全氣候,100%地持續(xù)不斷地引入新風(fēng),使室內(nèi)空氣的新鮮度與室外保持一致;
(2)將室外的空氣污染物拒之門外,使引新風(fēng)的空氣質(zhì)量達(dá)到室內(nèi)空氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn);
(3)始終保持室內(nèi)空氣潔凈衛(wèi)生狀態(tài)。如有突發(fā)污染源(如吸煙、烹調(diào)、聚會、噴灑氣霧劑等)產(chǎn)生,則系統(tǒng)使室內(nèi)空氣在1小時內(nèi)達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
全新風(fēng)潔凈原理、正壓氣流組織、合理計(jì)算換氣量是今是全新風(fēng)潔凈系統(tǒng)的三大設(shè)計(jì)原則。
(1)持續(xù)不斷地向室內(nèi)引入潔凈的新鮮空氣,不開窗,使室內(nèi)空氣的新鮮度與室外保持一致;
(2)引入戶外新風(fēng)的同時,進(jìn)行除塵、除菌、除有害氣體的“三除”處理,使室內(nèi)空氣品質(zhì)優(yōu)于室外;
(3)使室內(nèi)保持正壓狀態(tài),有效地排出室內(nèi)污濁空氣,阻止室外污染的空氣通過建筑的縫隙進(jìn)入室內(nèi)。發(fā)揮新風(fēng)效應(yīng),既要注重新風(fēng)的量,更要注重新風(fēng)的質(zhì)。引入低污染的新風(fēng),同時減少或者消除新風(fēng)處理、傳遞和擴(kuò)散過程中的污染。為此要做到以下幾點(diǎn):
①合理選擇新風(fēng)取風(fēng)口的位置;
②加強(qiáng)新風(fēng)過濾,改變通常只做粗放過濾的觀念;
③提倡新風(fēng)直接入室,縮短新風(fēng)年齡,減少途徑污染。入室新風(fēng)年齡越小,途徑污染越少,新風(fēng)品質(zhì)越好,對人的有益作用越大。
合理的氣流組織即是合理布置送排風(fēng)口,充分將新鮮空氣送入工作區(qū),減少送風(fēng)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,從而提高空氣品質(zhì)。對于集中式全空氣系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng);對大空間,可以設(shè)置崗位送新風(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(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),這樣才能發(fā)揮新風(fēng)效應(yīng);對分散式的分體式空調(diào)房間采用雙向新風(fēng)換氣機(jī)有利于改善室內(nèi)空氣品質(zhì),同時有利于節(jié)能。