建筑环境学论文(浅议室内空气品质研究现状与发展).docx

浅议室内空气品质研究现状与发展摘要：本文介绍了室内空气品质目前的有关研究现状。从室内空气品质的定义影响因素、提高室内空气品质的相关措施及室内空气品质研究的发展展望等方面评述了国内外有关研究工作。关键字：室内空气品质 ，研究现状，未来展望1 前言现代人平均有80一90 的时间在室内度过，并经确切的测定证明室内空气中的污染物浓度要高于室外25倍。而如今人们对于生存环境，尤其是室内生产环境和生活环境的要求不断提高，室内空气质量IAQ(Indoor Air Quality)的问题已引起各有关学科领域的广泛重视和关注。如何改善室内空气品质，创造一种卫生、健康、舒适的室内空气环境，也成为一个迫在眉睫的问题。2 IAQ问题日益引起关注的缘由2.1 IAQ是影响劳动生产率的重要因素研究表明，室内空气污染物主要有：二氧化碳、一氧化碳、甲醛、挥发性有机化合物、氡、石棉、可吸人粉尘、烟气、细菌等。一些污染物，如细菌、一氧化碳、氡、石棉等直接影响人员的健康，甲醛、粉尘、烟气等会导致人体极不舒适，甚至厌恶，这些感觉会导致生产率的下降。调查显示，建筑物使用时间越长，人们对室内空气品质的不满意率越高，生产率的下降也就越多。有些室内污染物的浓度虽然没有超过权威机构制定的上限值，但室内人员仍可以感受到这种低浓度污染，低浓度污染决定了空气的新鲜度，影响室内空气品质的可接受程度。2.2 病态建筑综合症(SBS)的出现为了降低空调能耗，人们一方面提高建筑物的气密性和热绝缘性，同时降低室内最小新风量标准，导致了室内有害物由于得不到新风稀释而浓度提高，以致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“病态建筑综合症”。世界卫生组织(WHO)估计，目前世界上有将近30的新建和整修的建筑物受到SBS的影响，大约有20-30 的办公室人员常被SBS症状所困扰。2.3 现代人生活和工作形态的改变据统计，人们平常有80 的时问处于室内，而室内某些污染物浓度又超过室外，因此，人们对IAQ问题日益重视。一个成年人平均呼吸次数为10-15min。每次需要0.5升空气，以平均70岁寿命来计算，每个人一生要用27万m 3空气。这些空气进入人体内，在总表面积为60-80m 2的肺泡里，经物理扩散进入体内交换。可以想象在如此长的暴露时间、如此大的接触面积下，室内空气品质状况对人们身体健康影响何等巨大。人们不知不觉地、无奈地吸入这些污染物，在其长期的干扰下，心理上、精神上受到不良影响，导致植物神经系统的紊乱，免疫力减退，造成行为和器官功能的变化，所遭受的潜在危害是无法估量的。3 室内空气品质研究状况3.1 室内空气品质的定义在美国供暖制冷空调工程师学会颁布的标准ASHRAE621989R中，可接受的室内空气品质定义如下：空调房间中绝大多数人没有对室内空气表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体产生严重健康威胁的浓度。感受到的可接受的室内空气品质定义如下：空调空间绝大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满。尽管当前各国学者对IAQ的定义仍存在偏差，但基本上都认同ASHRAE621989R中的两类定义。3.2 室内空气品质的影响因素3.2.1 室内污染源室内空气中的污染来源是多方面的，但可认为室内空气污染源不外乎4个方面：(1) 建筑维护结构及其表层材料；(2) 室外环境；(3) 室内人员数量及其活动情况；(4) 暖通空调设备及系统。所有这些都成为室内空气的污染源，影响着室内空气品质。3.2.2 室外环境的影响通风空调系统引入的新风来源于室外，室外的环境污染必定影响着室内空气品质。ASHRAE standard 62一l999对不同建筑物空调用室外空气均有明确的标准，只有符合标准的新风才能起到清新室内空气的作用，如室外空气中的污染物浓度超过室内控制指标，在这种环境下，直接引入的新风不仅不能起到稀释污染物的作用，还会恶化室内空气质量。3.2.3空调系统对入室空气的影响美国明尼苏达大学和加州伯克利大学劳伦斯实验室论文指出：空调系统往往成为入室空气的污染源，其中最严重的问题是新风量不够。赫尔辛基人学对空气处理机和空调系统作了认真的实验测定，结果指出，几乎所有组成构件都是污染源和臭味源，其中包括过滤器、盘管、热回收器、风机和消声器，其恶化结果最严重的是过滤器(纤维型)。此外，不同的通风方式和气流组织方式，对稀释和排除室内空气污染物的效果不同，也会影响到室内空气品质。3.3改善室内空气品质的措施 3.3.1消除和控制室内污染源室内空气异味是“可感受的室内空气品质”的主要因素。注重建筑物围护结构及表层材料的选取，使用绿色环保型建筑材料，并使有害物充分挥发后再使用。控制异味的来源，减少使用能产生各种VOC的粘合剂，减少室内吸烟和燃烧过程。在污染物比较集中的地域或是房间，采用局部排风或过滤吸收的方法，防止污染物的扩散。3.3.2 发挥通风有效性通风的有效性主要是指：供给足够的新风量，恰当的送风量，理想的送排风布局，提高通风效率。发挥通风有效性，既要注重新风的量，更要注重新风的质。合理确定新风口的位置，采集高品质的新风，尽量减少或者消除新风处理、传递和扩散中的污染。采用合理的通风方式和气流分布方式，传统的全空间通风方式是目前在实践中应用最广的一种，主要包括混合式以及置换式通风。混合式通风使室内环境尽可能均匀，送风与周围环境混合后再到达人的活动区域，其对人的热感觉和空气品质的改善程度是较差的。置换式通风能够提供较好的空气品质，特别是房间内没有额外的受热污染源时是如此。但若设计不合理，则在置换式通风的房间内，由于对吹风感的抱怨和房间垂直温度差异造成的局部不适度会提高。因此，全空间通风方式不能同时为所有人提供可接受的热感觉和室内空气品质，就有必要采用个体化调节方式在更大程度上来满足室内人员的不同需要。3.3.3空调设备的优化设计目前使用的空气过滤器只能过滤灰尘，还不具备清除有害气体和细菌的功能，可是无论室内外空气都含有VOC气体和细菌类，所以可在空调机组中增设一个杀菌器，用于杀菌消毒，提高入室空气的品质。空调设计中的气流组织进行CFD模拟，判断送风到达室内各点时间的长短，评估室内空气的新鲜度，从而优化设计方案，合理组织气流。对微生物污染的控制，除了强调对室内相对湿度控制及采取相应的技术措施外，还应减少空调系统的潮湿面积，控制细菌的生长繁殖。这就需要优化设备结构设计防止尘埃和湿气在设备表面的积累。同时，还应该加强空调系统的维护，定期清洗设备，及时更换滤料，保证室内空气的新鲜度。3.3.4建筑设计要遵循生态环境的设计原理从建筑设计考虑遵循生态环境的设计原理，考虑建筑总平面规划，城市微气候的改善，建筑材料满足室内空气质量标准，尽可能利用自然能源或是采用最少的能源来达到人们生活、工作所需的舒适环境，这也是解决建筑室内空气质量的根本措施 。人工生态环境是建筑、人与自然的有机平衡系统，具有类似生态系统的功能与特征，它以传统技术和高新技术为手段，最充分且最经济地利用能源与材料，使环境少废少污，同时具有良好的室内条件和较强的生物气候调节能力，以满足人对舒适生活的要求，从而也保证了建筑具有良好的室内空气品质。3.3.5 完善我国关于IAO的相关规范我国在借鉴国外的基础上出台了自己的一些标准，暖通空调的规范标准不仅对保证产品、程质量有着极为重要的作用，而且是改善室内空气品质的措施及方法的一个重要依据。由于历史原因，中国暖通空调产品或工程质量与世界发达国家存在一定差距，标准、规范的制定工作显得尤为重要。中国暖通空调标准规范的建设工作任重而道远。4 IAO的未来发展与展望4.1 IAQ的评价方法和手段的研究目前IAO在评价方法和手段上的一个主要研究重点即是室内气流组织及状态的确定和通风换气效果的评价，目前这方面的研究热点是运用数值模拟方法作为手段和工具来进行研究。近20年来，CFD(Computational Fluid Dmami )技术已开始被应用于建筑通风空调设计领域。由于数值模拟方法具有周期短、费用低等特点，并且能够预先进行，因此目前被看成是室内空气品质评价最有希望的一种有效工具。目前国外数值模拟方法在暖通空调领域应用较多，并已取得了相当大的进展。国内对数值模拟方法开展的研究和应用也在逐渐增加，但总体看国内这方面的工作还刚刚开始。4.2 IAQ相关标准、法规的制定目前，在室内空气品质法律诉讼事件中，涉及空调系统的案例最多，法院的判决表明建筑通风设备引起的空气品质问题最为严重，同时在系统设计、施工中所出现的问题也是影响室内空气品质的一个重要因素。因此应制定保证室内空气品质的相关的法规和标准，使建筑和空调产品设备从设计到施工、运行管理都有明确的质量保证和法规依据。暖通空调方面的标准是改善和评估室内空气品质的一个重要依据，美国ASHRAE标准621989实际上已成为人们最为熟悉的达到可接受的室内空气品质的指南，它几乎被所有的建筑法规所采用，也被绝大多数工程师作为通风空调系统的设计基础。但由于室内空气品质所涉及的是室内低浓度污染，绝大多数污染物不会超过有关标准的上限值，即使有时超过也不会超过很多，因此评价室内空气品质并不是一个简单的合格不合格的问题，而是一个满意的程度，因此用一般卫生检疫的方法是无法评价的，也不能揭示出室内空气品质中存在的问题，由于各国的国情不同，室内污染特点不一样。人种、文化传统与民族特性不同，造成对室内环境的反应和接受程度上的差异不能直接套用国外的评价方法。所以应在参照美国标准及其实施情况的基础上，从我国的国情出发，尽快建立起我国的室内空气品质的标准。这标准应该是强制性法规，具有指令性作用，这标准不但应该为设计方、施工方、供货方提供依据，也应该为业主和大楼租赁者提供更多的综合信息。4.3 小结直至目前为止，室内空气品质的研究及标准大部分是基于常识，只有小部分是基于科学 ，今后的研究中仍然需要在理论上充分认识室内空气品质问题的本质。改善室内空气品质是一个系统工程，也将是一个长期的任务，并非一时可以彻底解决的，需要不断地努力。目前的问题不在于能否达到良好的室内空气品质，而在于如何以有效的途径，合理的能耗提供合适的室内空气品质。 参考文献1 李先庭，杨建荣，王欣，室内空气品质研究现状与发展【期刊论文】-暖通空调2 沈晋明，室内空气品质的评价【期刊论文】-暖通空调3 李东启，汤鸿，室内环境空气质