高層建筑空調系統(tǒng)及其對空氣品質的控制

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隨著城市建設步伐的加快、各種建筑裝飾材料的大量投放使用、城市人口密度的增加、汽車擁有量的不斷上升等，給城市空氣帶來了新的污染源也增加了污染強度，致使室內、外環(huán)境空氣品質都有不同程度的惡化。以往民用建筑中采用的傳統(tǒng)空調系統(tǒng)是以室內空氣的溫度、濕度和速度為控制主體，人們在室內環(huán)境中工作和生活逐步領受了“空調病”的危害?，F(xiàn)在民用建筑中的空調系統(tǒng)應該立足開發(fā)舒適性防病害的“健康空調系統(tǒng)”，承擔對室內空氣品質的優(yōu)化控制任務。

　　1室內空氣品質的分析

　　在自然狀態(tài)下，理想的空氣為干空氣和水蒸汽的混合物。干空氣的組成基本穩(wěn)定，其中：氮約占75.55％，氧約占23.10％，二氧化碳約占0.05％，其它稀有氣體約占1.30％。隨著人類生存環(huán)境的改變，現(xiàn)代建筑中實際影響室內空氣品質的因素增多，涉及多個單項指標。有學者已提出：“病態(tài)建筑綜合癥”這一概念，說明至今有些物質對人類健康的危害程度還不為人類充分認識。如何修訂室內空氣品質綜合性評價指標，如何有效控制當今室內空氣品質帶給人類健康的負面影響，都需進行深入、認真的研究。

　　1.1影響室內空氣品質的因素

　　室內污染物種類繁多，大體可分為對健康有害的顆粒、氣體和蒸氣。其來源又可分為三個渠道，包括：室內建筑材料、設備、設施、生活用品以及各種生物活動；室外空氣對室內的滲透；不衛(wèi)生或受污染的暖通空調系統(tǒng)。

　　1.2危害室內空氣的代表性因子

　　幾十年來人們對各種污染源、污染強度對人類健康的影響程度及應采取的對策進行了大量的研究，獲得了很多有用的資料，相繼制定了室內空氣品質評價指標的國家標準和空調運行管理規(guī)程，但該項研究具有永久性和可持續(xù)性。目前，世界上普遍關注的具有代表性的危害室內空氣品質的因子是：甲醛、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、懸浮顆粒、浮游微生物。表1中列出了環(huán)境評價中的等級劃分。國內學者參考國家標準規(guī)定的室內污染物最高允許濃度，分四級提出了表2所示的評價標準序列建議值。

　　2室內空氣品質的優(yōu)化控制

　　所謂室內空氣品質的優(yōu)化控制，即合理利用能源的空氣調節(jié)裝置，自動控制調節(jié)產生品質相對優(yōu)良的室內空氣以給人們提供更舒適的環(huán)境。

　　為此，人類應該充分重視利用空調機除塵粒、供新風，逐步開發(fā)制氧、空氣除臭、滅菌、離子化、排除或吸收室內有害氣體等項目。設計制造出具有舒適性、防病害的健康空氣自動調節(jié)系統(tǒng)。

　　2.1健康空調實施優(yōu)化控制的基本要素

　?。?）按需要自動調整室內空氣的溫度、濕度；

　?。?）工作通風：合理確定新風、排風、回風量，保證室內有合適的壓力；

　?。?）置換通風：危害室內空氣品質的代表性因子濃度超標時，能自動排風并供應新風；

　?。?）能按要求過濾新風、回風塵粒和吸收有害氣體；

　?。?）氣流組織設計合理，保證新風能均勻地送到人員活動區(qū)域；

　?。?）具有除臭、防毒、抗菌、殺菌功能；

　?。?）具有按需處理空氣離子和制氧功能；

　?。?）具有超靜音健康設計，系統(tǒng)噪音限制在允許值以下。

　　上述8點基本要素是從舒適、防病毒、健康的角度提出來的。設計健康空調系統(tǒng)時需嚴格參照國家的行業(yè)設計規(guī)范、標準，在提高空調系統(tǒng)的能效比，加強系統(tǒng)安全運行及防范能力（如，在高層民用建筑中采用中央空調系統(tǒng)進行防、排煙措施）等方面進行深入研究與探索。

　　2.2空調機的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

　　在民用高層建筑中使用的空調機可分為兩大類：一是房間空調器，為一房一套空調設備；二是集中空調機，整棟建筑采用一套中央空調系統(tǒng)設備（近幾年市場上出現(xiàn)的戶式中央空調機，因設備安裝占地問題，不太適合在高層建筑中投放使用）。

　　傳統(tǒng)的空調器安裝簡單且使用方便靈活，但噪聲較大，除窗式空調器有小量新風外，分體式空調器完全沒有新風與排風，不能清除室內空氣中的有害物質，室內空氣品質較差。近幾年國內外不少生產空調機的企業(yè)相繼研制開發(fā)了新型房間空調器。

　　傳統(tǒng)的集中空調機在采集、過濾新風方面比傳統(tǒng)的房間空調器優(yōu)越，比較容易實現(xiàn)對室內空氣品質的整體優(yōu)化控制，較適合在高層建筑中使用。根據(jù)多項可行性研究的結論，就企業(yè)來說，目前房間空調器的利潤減少了，隨著高層建筑不斷落成給集中空調機帶來了更大的市場和利潤空間；對用戶來說，購置裝有集中空調的住宅，初投資每平方米需增加約250～400元不等，但可省去房間空調器的投資，并且一年四季可享受集中空調提供的衛(wèi)生熱水。有資料表明，使用集中空調用戶所需的運行費用是使用房間空調運行費用的三分之二。在高層建筑中采用中央空調機實施對室內空氣品質的優(yōu)化控制理應是當前的發(fā)展趨勢。

　　3結束語

　　隨著人類生存環(huán)境的變化，新污染源的出現(xiàn)，有害物質及其對人類健康影響程度的測試，優(yōu)化控制要素的完善，室內空氣品質評價標準的修訂，空調系統(tǒng)成為建筑物中最大耗能系統(tǒng)。應如何開發(fā)利用能源，如何加快對室內空氣品質實施優(yōu)化控制，設計制造現(xiàn)代的健康空調系統(tǒng)等，都是當前很重要的研究課題。筆者堅信人類必將采用先進的科學技術給自己營造出一個舒適健康的室內空氣環(huán)境。