《建筑外环境》-第二章

第一节室内空气环境概述

良好的空气品质应该是“空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害物质浓度指标，且处于这种空气中的绝大多数人（≥80％）对此没有表示不满意”。一、室内空气品质标准目前，我国有关室内空气品质的标准主要有：《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325—2001）、《室内空气质量标准》（GB／T18883—2002）及有关室内建筑装饰装修有害物质限量的规范。

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》规定了民用建筑工程验收时室内环境污染物浓度必须满足表2-1的要求。

《室内空气质量标准》中的控制项目包括室内空气中与人体健康相关的物理、化学、生物和放射性等污染物控制参数，要求室内空气应无毒、无害、无异常嗅味（表2-2）。下一页返回第一节室内空气环境概述上一页下一页返回二、影响室内空气品质的因素（一）室内空气自身污染造成室内空气的污染物主要有：VOC、CO2、CO、飘尘、细菌、甲醛、氮氧化物NOx、SO2、O3、尼古丁等。室内装修和装饰材料的大量使用是引起室内空气品质变差的一个重要原因。（二）空气中微生物污染室内空气中的微生物种类很多，主要包括细菌、酵母菌、霉菌、病菌和噬菌体等，其大小不一，对人体的危害很大，它们的繁殖能力强，繁殖速度快，是影响室内空气品质的一个很重要的因素。（三）不合理空调系统加重污染暖通空调系统和室内空气品质密切相关，合理的空调系统及其管理能够大大改善室内空气品质，反之，也可能产生和加重室内空气污染。第一节室内空气环境概述（四）厨房燃烧产物污染厨房烹饪使用煤、天然气、液化石油气和煤气等燃料，会产生大量含有CO、CO2、NOx、SO2

等气体及未完全氧化的烃类—羟酸、醇、苯并呋喃及丁二烯和颗粒物。再者烹调本身也会产生大量的污染物。（五）室内人员产生的污染室内人员可能产生的污染除了吸烟以外，还有人体自身由于新陈代谢而产生的各种气味。这些新陈代谢的废弃物主要通过呼出气、大小便、皮肤代谢等带出体外。（六）室外因素（１）固定污染源：工厂污水的排放，生活污水的排放，工厂废气的排放。（２）逸散面污染源：营建工地，扫街道，裸露的绿化带。（３）移动污染源：机车、汽车、柴油车排放废气，炼油厂运输，加油站的散布。上一页下一页返回第一节室内空气环境概述三、室内空气污染控制方法（一）污染物源头治理从源头治理室内空气污染，是治理室内空气污染的根本之法，主要方法有：（１）消除室内污染源。（２）减小室内污染源散发强度。（３）污染源附近局部排风。（二）通新风通新风是改善室内空气品质的一种行之有效的办法，新风量的确定需从以下几方面考虑：（１）以室内CO2允许浓度为标准的必要换气量。（２）以O2为标准的必要换气量。（３）以消除臭气为标准的必要通风。上一页下一页返回第一节室内空气环境概述（三）空气净化目前空气净化的方法主要有：过滤器过滤、活性炭吸附有害物质、纳米光催化降解VOCS、臭氧法、紫外线照射法、等离子体净化和其他净化技术。（四）植物净化绿色植物除了能够美化室内环境外，还能改善室内空气品质。另外有些植物还可以作为室内空气污染物的指示物，例如贴梗海棠在0.5×10－6的臭氧中暴露半小时就会有受害反应，香石竹、番茄在浓度为(0.05～0.1)×10－6的乙烯下几个小时，花萼就会发生异常现象。上一页返回第二节室内空气通风原理与设备

建筑通风就是把建筑物室内污浊的空气直接或净化后排至室外，再把新鲜空气补充进来，从而保持室内的空气环境符合卫生标准的需要，这一过程便称之为“通风”。通风是改善室内空气环境的一种重要手段。通风包括从室内排除污浊的空气和向室内补充新鲜的空气两个方面。前者称为“排风”，后者称为“送风”或“进风”，如图2-1及图2-2所示。下一页返回第二节室内空气通风原理与设备一、自然通风利用室外冷空气与室内热空气相对密度的不同，以及建筑物迎风面和背风面风压的不同而进行换气的通风方式，称为自然通风。（一）风压作用下的自然通风风压作用下的自然通风，是利用室外空气流动（风力）的一种作用压力造成的室内外空气交换。建筑物四周的空气静压由于受到室外气流作用而有所变化，称为风压(图2-3)。建筑物周围的风压分布与建筑物本身的几何造型和室外风向有关。当风向一定时，建筑物外围护结构上各点的风压值可用下式表示：上一页下一页返回第二节室内空气通风原理与设备（二）热压作用下的自然通风热压作用下的自然通风，是指利用室内外空气温度的不同而形成的密度差来完成室内外空气交换的。当室内空气的温度高于室外时，室外空气的密度较大。某建筑物如图2-4所示，在外墙一侧的不同标高处开设窗孔a和b，高差为h；假设窗孔外的空气静压力分别为pa、pb，窗孔内的空气静压力分别为pa′、pb′。下面用Δpa

和Δpb分别表示窗孔a和b的内外压差；室内外空气的密度和温度分别表示为ρn、tn和ρｗ、tw，且tn＞tw，ρn＜ρｗ。若先将上窗孔b关闭、下窗孔a开启：下窗孔a两侧空气在压力差Δpａ作用下流动，最终将使得pa等于pa′，即室内外压差Δpa为零，空气便停止流动。这时上窗孔b两侧必然存在压力差Δpb，按静压强分布规律可以求得Δpb：上一页下一页返回第二节室内空气通风原理与设备把上式移项整理后可得到：把称为热压。热压的大小与室内外空气的温度差（密度差）、进排风和窗孔之间的高差有关。在室内外温差一定的情况下，提高热压作用动力的唯一途径是增大进、排风窗孔之间的垂直高度。（三）风压和热压同时作用下的自然通风在风压和热压的同时作用下，建筑物外围结构上各窗孔的内外空气压力值Δp，应该是各窗孔的余压与室外风压之差。可用下式表示：上一页下一页返回第二节室内空气通风原理与设备二、机械通风机械通风是指依靠风机所产生的压力而强制空气流动。根据通风系统的作用范围不同，机械通风可划分为局部通风和全面通风两种。（一）局部通风局部通风系统的作用范围仅限于个别地点或局部区域，它包括了局部排风系统和局部送风系统两种。１．局部排风系统局部排风系统是指在局部工作地点将污浊空气就地排除，以防止其扩散的排风系统。它由局部排风罩、排风管道、空气净化装置、排风机、排风帽等部分组成。２．局部送风系统局部送风系统是指向局部地点送入新鲜空气或经过处理的空气，以改善该局部区域的空气环境的系统。它又分为系统式(图2-5)和分散式两种。上一页下一页返回第二节室内空气通风原理与设备（二）全面通风全面通风系统是对整个房间进行通风换气，用新鲜空气把整个房间的有害物浓度冲淡到最高允许浓度以下，或改变房间内的温度、湿度。全面通风所需的风量大大超过局部通风，相应的设备比较庞大。可分为全面送风、全面排风和联合通风三大类。全面机械送风系统由进风百叶窗、过滤器、空气加热器（冷却器）、通风机、送风管道和送风口等组成。全面机械排风系统由排风口、排风管道、空气净化设备、通风机等组成，适用于污染源比较分散的场合（图2-6）。联合通风是指机械通风和自然通风相结合的通风方式。上一页下一页返回第二节室内空气通风原理与设备三、除尘设备（一）除尘系统除尘系统（图2-7）是用吸气罩１将车间局部产尘的污浊空气，通过风管２、除尘器５和通风机３，经风帽４排到大气。除尘器是用来将车间内排出的空气中含有大量的灰尘进行收集，以免使排出的空气污染周围环境，其排放浓度必须符合排放标准。（二）常用除尘设备及特点常用除尘设备根据除尘机理可分为机械除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘器；此外，还有电除尘器。其中旋风除尘器构造简单、运转费用低、维护管理工作量少，应用最为广泛。湿式除尘器是使含尘气体通过与液滴和液膜的接触，使尘粒加湿、凝聚而增重从气体中分离的一种除尘设备。上一页返回第三节洁净室与洁净空调系统一、洁净室洁净室是指经过空气净化和温湿度处理及建筑内装饰等特殊处理，对室内空气的温度、湿度、压力、噪声、含尘浓度等参数可根据需要进行控制的密闭性较好的空间。洁净室按其用途分为工业洁净室和生物洁净室。（一）工业洁净室工业洁净室以无生命微粒（包括无机性微粒和有机性微粒）的控制为对象。主要控制无生命微粒对工作对象的污染，其内部一般保持正压。工业洁净室主要控制参数为温度、湿度、风速、洁净度等。

工业洁净室适用于精密工业、电子工业、航天工业、化学工业、原子能工业、印刷工业和照相工业等。下一页返回第三节洁净室与洁净空调系统（二）生物洁净室生物洁净室以有生命微粒的控制为对象，又可分为一般生物洁净室与生物安全洁净室。（1）一般生物洁净室。主要控制有生命微粒（例如单细胞藻类、菌类、原生动物、细菌和病毒等）对工作对象的污染。（2）生物安全洁净室。要求控制的室内参数基本上与一般生物洁净室相同，主要控制有生命微粒对环境和人体的污染，不同的是室内的要求静压比周围的环境低一定数值（即负压度）。上一页下一页返回第三节洁净室与洁净空调系统二、空气洁净系统空气洁净系统主要由新风预处理系统、循环风处理系统组成。新风预处理系统即是对新风进行集中预处理（包括过滤净化和温湿度处理），再分别送入各个洁净室的系统形式。由于满足室内温湿度要求的空调处理风量一般很小，所以，只需要部分循环风与新风混合后进行热湿处理，其余的循环风过滤净化后送入洁净室。风量必须满足洁净度级别的需要。空气洁净系统必须对空气进行预过滤、中间过滤、末端过滤等。

在空气洁净系统中，除设置各级过滤器，往往还设置其他洁净设备，如空气吹淋室、气闸室、洁净工作台等。上一页下一页返回第三节洁净室与洁净空调系统三、洁净室的气流组织洁净室气流组织的主要目的是供给足量的清洁空气，稀释并替换室内所产生的污染物质，使室内的洁净度保持在允许范围之内。洁净室的气流组织形式主要有非单向流和单向流两种类型。（一）非单向流洁净室的气流组织非单向流也称为乱流，乱流洁净室的气流流型不规则，工作区气流不均匀，并有涡流。乱流洁净室只要求对室内空气起稀释作用，适用于1000级（每升空气中≥0.5μｍ粒径的尘粒数平均值不超过35粒）以下的空气洁净系统。

图2-8为非单向流洁净室的气流组织示意图。上一页下一页返回第三节洁净室与洁净空调系统（二）单向流洁净室的气流组织单向流洁净室又称为层流洁净室。根据气流流动方向又可分为垂直向下和水平平行两种。它的作用是利用活塞原理使干净的空气沿着房间四壁向前推压，把含尘浓度较高的空气挤压出室内，使洁净室的尘埃浓度保持在允许范围内。单向流洁净室适用于100级（每升空气中≥0.5μｍ粒径数平均值不超过3.5粒）以上的洁净系统。

图2-9为单向流洁净室的气流组织示意图。上一页下一页返回第三节洁净室与洁净空调系统四、净化空调系统净化空调系统是在一般空气调节系统的基础上发展充实而形成的，与一般空调系统相比，主要区别有：空气过滤要求不同、气流组织不同、换气次数不同、室内压力的控制不同。（一）净化空调系统的划分净化空调系统的划分常需考虑使用时间及运行班次、洁净度级别和容量大小、工艺性质、室内温度条件、负荷特性以及风管的布置等原则。（二）净化空调系统的形式选择要选择出合理的净化空调系统，必须根据生产工艺要求、建筑物的性质、空调负荷变化情况以及室内温度、湿度、气流速度、压力、洁净度等控制参数的要求，提出可行性方案，通过技术经济比较后确定。上一页返回表2-1民用建筑工程室内环境