淺析室內空氣品質(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 計算機科學計算技術的發展，利用CFD對室內空氣流動進行數值模擬的方法應運而生。數值模擬方法通過求解質量、動量、能量、氣體組份質量守恒方程和粒子運動方程，得到室內各個位置的風速、溫度、相對濕度、污染物濃度、空氣年齡等參數，從而分析評價通風換氣效率、熱舒適和污染物排除效率等。由于數值模擬方法具有周期短、費用低等特點，并且能夠預先進行，因此這一方法近十年來得到了長足的發展。隨著計算機運算速度的提高、計算流體模型的完善，數值模擬方法將會成為IAQ客觀評價的有效工具。室內空氣品質 1室內空氣品質（Indoor air quality）的概念 　　室內空氣品質不同于室內污染，最初關于室內空氣品質的定義是指一系列污染物濃度指標，然而，隨著研究的不斷深入，人們發現單個的污染物濃度指標不能準確的反映室內空氣質量的優劣，污染物濃度低的室內人們仍然感覺到很難受，因此室內空氣品質的好壞還與居住者的主觀感受、心理和生理條件緊密相關。 ：所謂品質就是反映滿足人們要求的程度，如人們滿意就是高品質，不滿意就是低品質。英國的CIBSE（Charted Institute of Building Services Engineers）認為：如果室內少于50％的人能夠覺察到任何氣味，少于20％的人感覺不舒服，少于10％的人感覺黏膜刺激，并且少于5％的人在不足2%的時間內感到煩躁，那么此時的室內空氣是可以接受的，這兩者的共同點就是將室內空氣品質完全變成了人的主觀感受。 　　在ASHRAE標準621989R中，它考慮了室內污染物濃度指標和人體主觀感受兩方面的因素，提出了可接受的室內空氣品質（acceptable indoor air quality）和感受到可接受室內空氣品質（acceptable perceived indoor air quality）概念。可接受的室內空氣品質定義為：空調中的絕大多數人對空氣沒有表示不滿意，并且空氣中沒有已知放入污染物達到了可能對人體健康產生嚴重威脅濃度。感受到可接受室內空氣品質定義為：空調房中的絕大多數人沒有因為氣味和刺激而表示不滿，它是可接受的室內空氣品質的必要條件，不是充分條件，有些氣體如CO、氡、γ射線等，對人體危害非常大，但無刺激，故僅僅用感受到可接受室內空氣是不夠的。 2室內空氣品質產生的原因 　　20世紀70年代石油危機襲擊西方各國，許多建筑為了節能都減少空調系統的新風量，同時加強了房間密閉程度。另外現代建筑裝修更加豪華，裝修材料更加多樣化，并且這些裝修材料都釋放化學污染物，這也進一步導致了室內空氣品質的惡化。 　　在過去的20年中，長期生活和工作在現代建筑的人們普遍感到頭昏、鼻塞、喉干、胸悶、精神不佳、關節不適等，當走出室內時，不適癥狀明顯減輕。室內人員為何出現不明癥狀？室內為何引起與之有關的過敏性肺炎、氣喘病、加濕器熱病、軍團病、溶劑性腦病等被稱為沒有起因的病癥？嚴峻的事實引起了專家學者的廣泛關注，并很快提出了病態建筑（Sick Building）和病態建筑綜合癥（Sick Building Syndrome） 的概念。根據世界衛生組織（WHO）1983年定義：病態建筑綜合癥是因為建筑物使用而產生的癥狀。包括眼睛發紅、流鼻涕、嗓子痛、困倦、頭痛、惡心、頭暈、皮膚瘙癢等。大量調查研究表明，人們超過80％的時間都在室內度過，由于室內空氣品質的原因，人們的身心健康和工作效率受到了很大影響，一些現代密閉寫字樓的工作人員受到影響尤其明顯。與此同時，由室內空氣品質間接引起的社會問題也受到廣泛的關注。另一方面，為了改善室內空氣品質，需要增加建筑和空調系統的初投資和維護費用 由于以上種種原因，人們已經認識到了解決室內空氣品質問題重要性和緊迫性，IAQ問題已成為建筑環境領域內的一個研究熱點。 3影響室內空氣品質的因素 　　a)室內污染源 　　室內空氣中的污染來源是多方面的，人體呼出的代謝物，人體通過呼吸，說話等活動排到室內空氣的病原體，物體燃燒的各種污染產物，如煙葉的燃燒。建筑物自身造成的污染。如地基中散發的氡，混凝土中的氨氣都是建筑物自身產生的污染物。建筑裝修材料造成的污染。如建筑板材中散發的甲醛，VOC。油漆散發的苯及其同系物。 　　b)空調設備引起的室內污染 　　美國國家職業安全與衛生研究所（NDSH）對529個建筑進行評估，其中280座建筑物通風不合格，占調查總數的53%。其中最嚴重的問題是新風量不夠，其次是幾乎空調設備的所有組成構件都是污染源和臭味源。主要是過濾器，空調設備在加濕，減濕等空氣處理過程中，特別是室外濕度較大，在降濕，減濕時，表冷器表面凝水積塵，滴水盤排水不暢，極易污染室內空氣，系統中的部件如帆布接頭，法蘭連接處等極易積塵和發霉，發生微生物污染，寫字樓等辦公地點采用風機盤管加獨立新風系統，盤管濕表面常常成為室內的細菌源，氣味源。此外，由于空調系統維護不良發生空氣污染問題，有的空調系統使用多年未曾檢修和清理，導致盤管積垢，空氣處理機內細菌和微生物叢生。 　　c)室外引起的污染 　　室外環境與室內是有聯系的，室外的污染必然影響室內，室外在沒有工業污染的條件下，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的影響較大。同時發現室內的一系列污染所造成的VOC總是高于室外。國外室內空氣品質研究的現狀 1國外的研究現狀 　　歷史上旨在減少室外空氣污染的努力可以追溯到14世紀，以當時英國倫敦的煙霧法為代表。現代空氣污染問題的研究源于1952年的倫敦煙霧事件，經過50多年的研究，人們對空氣污染的成因、影響因素和代表性危害都有了全面地認識。同時，控制空氣污染的方法或措施也不斷完善，并形成了與室外空氣污染控制相關的產業。 　　室內空氣質量問題可以追溯到遠古時代，以原始人類將火種引入洞穴，引起洞穴煙塵污染為標志。采用科學的辦法對待室內空氣問題的歷史至少可以追溯到20世紀上半葉，1939年美國成立了工業衛生協會（AIHA），這標志著生產環境對人體健康的影響已受到社會關注。對非生產場所，如住宅、辦公室、會議室、教室、醫院、旅館、圖書館、候車（機、船）廳等室內空氣的關注始于20世紀60年代的北歐和北美，正是在那個時期提出了室內空氣質量（IAQ）的概念。當時，促使人們關注室內空氣質量問題的原因主要有兩個：一是隨著環境保護工作的開展和環境科學的發展，人們的環境意識不斷加強；二是空調開始普及，為了節省能源，建筑物密閉程度不斷提高，門窗開啟時間越來越短。同時各種化學制品也開始涌入室內，導致室內化學污染物濃度提高，于是長期在室內滯留的人群常常感到不適。正是那時逐漸出現了“病態建筑綜合癥（SBS）”和“軍團病”等新問題和概念。人們逐漸發現室內空氣污染與哮喘和肺癌等疾病的發病率的上升有著密切關系，并注意室內環境質量不一定比室外好，甚至比室外更糟。 　　圍繞室內空氣質量的系統研究最初主要著眼于室內與室外空氣質量的關系，以及室內空氣污染物對人體健康的影響。1965年，荷蘭學者Biersteker等進行了世界上第一個系統的、大規模的室內與室外空氣質量的關系。他們以鹿特丹60個住戶為對象，測定了室內、外SO2和煙塵的關系，獲得了空氣污染事件期間的室內環境相對安全性、抽煙對于室內氣溶膠生成、室內SO2衰減與建筑物新舊程度的關系等重要信息。這一研究表明室內與室外空氣質量存在顯著的差異，并且揭示室內空氣質量對人體健康的影響可能超過室外。隨后，關于室內與室外空氣質量關系的研究一直未停止過，而且涉及面越來越寬。通過這些研究，人們對各種條件下，不同污染物的室內與室外關系有了全面的認識，并建立了一系列室內與室外空氣質量關系的模