暖通空調技術在室內空氣環境品質控制中的應用

宋清弟

(福建省第五建筑工程公司362000)

    室內空氣環境是人們生活和工作中最重要的環境之一。良好的室內空氣環境大部分時候應是一個為室內成員認可的舒適的環境，能夠為室內成員提供新鮮宜人，激發活力并且對健康無負面影響的高品質空氣，以滿足人體舒適和健康的需要。而實現良好的室內空氣環境品質的重要手段是合理地運用暖通空調措施。

1.影響室內空氣品質的因素

    1.1建筑因素

    (1)室內污染源

    普遍認為室內污染源主要來源于以下4個方面：①建筑圍護結構及其表層材料；②室內環境狀況；③室內人員數量及其活動情況；④暖通設備及系統。對于建筑結構表層材料中有害物質的散發機理、散發規律、定量計算及抑制和測量方法已有一些研究成果，但不是很完善。隨著研究的進一步深人將有利于控制室內的空氣污染。

    (2)室外環境的影響

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

    1.2非建筑因素

    (1)新風問題

    由于設計或運行不當引起的新風問題包括新風量及新風清潔度兩個方面。新風量是空調設計中有關室內空氣品質考慮最多的一個問題，在空調發展不同階段，相應的通風標準也不同。傳統的觀念認為，新風是為了清除人所產生的生物污染，所以房間的最小新風量的確定僅由每人的最小新風量指標確定。然而，隨著科技的發展，發現現代建筑中的裝演材料、家具、某些辦公用品及通風空調系統本身就是污染源，并且其氣味遠遠超過人所產生的。

新風清潔程度近來也受到人們的關注。這主要源于室外環境的逐步惡化，空氣污染嚴重，新風質量下降。

    (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.改善室內空氣品質的暖通空調技術措施

    總的來說改善室內環境應該從以下三個方面：一是建筑設計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量和加強新風與回風的過濾，三是切實保證空調系統的正確設計和嚴格的運行管理與維護。

    2.1建筑材料的選擇

    建筑和暖通人員需要轉變觀念，建立新意識，在設計一開始就要慎重選材，考慮建筑因素污染，建立衛生空調觀點，改變對空氣的單一熱濕處理，加入生物化學處理，積極開發新技術和新產品。在設計中考慮送風實效，采用縮短送風鳳管和通風效率高、新風接近人的氣流組織形式。

    2.2空調系統的應用

    (1)舒適空調與各種空調器

    隨著我國經濟的發展，人們生活水平不斷提高，對室內舒適性的要求也提到日程上來。除一些地區為了滿足必須的采暖需要外，其他地區對夏季室內溫濕度也有要求，使得包括窗式空調、分體式空調、柜式空調以及多聯式空調在內的各種房間空調器，得到迅猛發展，這類空調型式也稱為冷劑式空調。這些空調器是人們創造舒適的暖濕環境的產物，它們價格低廉，安裝方便，適應性強，發展迅速。可是，這些空調器除窗式空調器可以吸入少量室外新鮮空氣外，其它沒有新風功能。對于比較密閉的房間來說，不另設新風系統，均不能保證室內空氣的清新。

    對于住宅、一般辦公室小房間，使用此類空調器并注意適當開窗通風，既可保證室內具有舒適的溫濕度，又可保證室內空氣新鮮。對于會議室、商場超市、餐飲娛樂場所的包間，由于人員較多，且房間比較密閉，使用此種空調器時，必須另設新風與排風系統，確保室內通風換氣，保證人體健康。當然，即使不設置空調，也應設置新、排風系統，且此新、排風系統應全年運行。

    (2)過濾與新風

    ①過濾

    對于舒適空調系統，一般只設置初效過濾器或中效過濾器，中效過濾器可以保證對人體可吸入顆粒物的過濾；對于凈化空調系統，除設初效過濾器、中初過濾器外，還設置亞高效過濾器、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，均可降低室內有害物的濃度，使各種有害物濃度低于衛生標準。但是，它們不能解決人體必需的新鮮空氣。

    ②新風

    在許多有關室內空氣品質調查結論都提到新風量供應不足。有的在空調系統的改造中加大了新風量，這自然有利于改善室內空氣品質。前面已經提到在ASHRAE新標準中新風量要求按人體和稀釋室內污染所需來確定。問題是新風往往受到空調系統污染而質量變壞，在這種情況下，即使增大新風量也難以改變室內空氣品質。另外，由于送入的空氣中混有相當比例的回風，而一般過濾器難以清除回風中所含有的低濃度VOC氣體和細菌等，從這一角度看，減少回風和加大新風量甚至采用全新風系統，有利于改善室內空氣品質。

    (3)風機盤管加新風系統

    風機盤管加新風系統屬于集中空調系統，被稱為空氣一一水系統。雖然如此，該種空調系統的工作情況卻相當于采用房間空調器，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。如在新風機組設備上配備加濕裝置，還可保證室內適宜的濕度。

    該系統調節靈活，可以滿足不同房間室內環境要求，但該系統也存在一些問題：風機盤管只能配備簡單的初效過濾器，對室內懸浮顆粒處理能力有限；風機盤管容易產生噪聲而影響室內環境；新風口采氣位置應保證周圍空氣清潔，采集口面積應合理；應有相應的排風系統，避免因排風不良或排風設置不當，致使新風通風得不到保證。

    (4)全空氣空調系統

    全空氣空調系統可以完成對全年空調系統提出的各種功能要求，包括：供給足夠量的新鮮空氣，實現對某房間或空間的溫度、濕度、潔凈度和空氣氣流流動速度等進行調節與控制。就是說，全空氣空調系統可心實現對建筑的熱濕控制以及空氣品質的全面控制，同時，也為充分利用自然能源，進行全新風運行提供條件，只不過常常因各種原因，在設計、施工安裝運行上存在欠缺，從而不能滿足使用要求。

    ①雙風機全空氣空調系統

    雙風機全空氣空調系統，設有送風機和回風機，通過調節新風閥、排風閥和混合閥，實現對房間提供足夠的新鮮空氣，甚至全新風運行。

    ②單風機全空氣空調系統

    單風機全空氣空調系統，只設有送風機，通過調節新風閥，回風閥，實現對房間提供新鮮空氣。必須注意，對于單風機全空氣空調系統來說，如果不另設排風系統，僅靠門窗縫隙排風，可能供給的新風量有限，一般不超過總送風量的l0％～15％；因此，最好設有排風裝置，不但可以加大新風量的供給，而且在過渡季節可以全新風運行，充分利用自然能源。

    ③變風量全空氣空調系統

    為了適應室內的負荷變化，全空氣系統采用變風量。變風量全空氣空調系統的主要問題是隨著風量的減少，新風量也按比例隨之減少，這樣滿足不了室內額定的新風量要求。

    2.3通風的有效性與室內空氣品質

    改善室內空氣品質的方法很多，最根本的是從源頭上去解決，比如禁止采用散發污染物的建筑材料、裝飾材料，減少家具及設備器具的污染物放散等。但改進熱濕處理設備，增加生物化學處理功能，提高凈化過濾器性能，配備監控手段和計算機調控等通風空調裝置與系統功能的改進和提高也是十分必要的。

    2.4空調系統噪聲控制若干問題

    空調系統是用來創造良好室內空氣環境的重要工具，但若設計不當，室內噪聲級超標，便會成為室內環境品質的破壞者。針對一個空調系統(尤其是全空氣空調系統)，實現室內溫度、濕度設計標準，有時并不難以做到，而噪聲控制常常是令設計人員棘手的問題。

    (1)消聲器的設置位置

    在某些工程中，將消聲器設于組合空調箱內，或將消聲器遠離空調機房，這些做法使消聲器的作用難以發揮出來。空調機房內噪聲會透射入回風管道，通過回風管道進入房間。所以消聲器設置最合適的位置是管道穿機房處。一般在空調設計中為了控制再生噪聲，常將主風道流速控制在8m／s以內，接風口的管道控制在5m／s以內。而對管道再生噪聲，一部分是通過風口傳至室內的，同時氣流通過風口容易產生哨聲，所以一般常將風口風速控制在4m／s以內，對于演播室常控制在2．5m／s以內。當系統阻力不平衡時，個別風口風速超過規定的流速，就會出現哨聲現象。所以，風系統阻力不平衡也是噪聲產生的一個原因。

    (2)回風管上是否設消聲器

    氣流在管道內流動時，噪聲存在著衰減，當氣流方向與聲波傳播方向一致時，使聲波衰減系數變小，反之使聲波衰減系數加大。氣流方向相反時取負值。由于空調管道風速為低速風，氣流方向及速度對噪聲的衰減影響不大。所以，氣流方向對回風管道是否設消聲器影響不大，且全空氣系統空調設計中常采用集中回風方式，回風口離機房較近，管道自然衰減量相對較少，則回風管上設消聲器的必要性增大。

    (3)消聲器設置注意事項

    ①消聲器的設置應考慮管道與消聲器的再生及衰減因素；

    ②空調系統的氣流方向對消聲器的設置影響不大；

    ③現有的空調機房常用240磚墻作為圍護結構，基本能滿足機房的隔聲要求，(演播室等特殊場合除外)；

    ④根據噪聲的疊加特性，為了滿足室內噪聲要求，可盡量降低室內最大一臺電機的功率。

3.結語

    改善室內空氣品質是一項綜合工程，其中暖通空調系統是非常重要的影響因素，暖通空調技術的進步可以有效地改善室內空氣品質。

參考文獻

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(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)