高層建筑空調(diào)系統(tǒng)及其對空氣品質(zhì)的控制

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隨著城市建設(shè)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(qiáng)度，致使室內(nèi)、外環(huán)境空氣品質(zhì)都有不同程度的惡化。以往民用建筑中采用的傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)是以室內(nèi)空氣的溫度、濕度和速度為控制主體，人們在室內(nèi)環(huán)境中工作和生活逐步領(lǐng)受了“空調(diào)病”的危害?，F(xiàn)在民用建筑中的空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)該立足開發(fā)舒適性防病害的“健康空調(diào)系統(tǒng)”，承擔(dān)對室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)化控制任務(wù)。

　　1室內(nèi)空氣品質(zhì)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(nèi)空氣品質(zhì)的因素增多，涉及多個單項指標(biāo)。有學(xué)者已提出：“病態(tài)建筑綜合癥”這一概念，說明至今有些物質(zhì)對人類健康的危害程度還不為人類充分認(rèn)識。如何修訂室內(nèi)空氣品質(zhì)綜合性評價指標(biāo)，如何有效控制當(dāng)今室內(nèi)空氣品質(zhì)帶給人類健康的負(fù)面影響，都需進(jìn)行深入、認(rèn)真的研究。

　　1.1影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的因素

　　室內(nèi)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(nèi)建筑材料、設(shè)備、設(shè)施、生活用品以及各種生物活動；室外空氣對室內(nèi)的滲透；不衛(wèi)生或受污染的暖通空調(diào)系統(tǒng)。

　　1.2危害室內(nèi)空氣的代表性因子

　　幾十年來人們對各種污染源、污染強(qiáng)度對人類健康的影響程度及應(yīng)采取的對策進(jìn)行了大量的研究，獲得了很多有用的資料，相繼制定了室內(nèi)空氣品質(zhì)評價指標(biāo)的國家標(biāo)準(zhǔn)和空調(diào)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(guān)注的具有代表性的危害室內(nèi)空氣品質(zhì)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(nèi)學(xué)者參考國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的室內(nèi)污染物最高允許濃度，分四級提出了表2所示的評價標(biāo)準(zhǔn)序列建議值。

　　2室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)化控制

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

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

　　2.1健康空調(diào)實施優(yōu)化控制的基本要素

　?。?）按需要自動調(diào)整室內(nèi)空氣的溫度、濕度；

　?。?）工作通風(fēng)：合理確定新風(fēng)、排風(fēng)、回風(fēng)量，保證室內(nèi)有合適的壓力；

　?。?）置換通風(fēng)：危害室內(nèi)空氣品質(zhì)的代表性因子濃度超標(biāo)時，能自動排風(fēng)并供應(yīng)新風(fēng)；

　?。?）能按要求過濾新風(fēng)、回風(fēng)塵粒和吸收有害氣體；

　　（5）氣流組織設(shè)計合理，保證新風(fēng)能均勻地送到人員活動區(qū)域；

　　（6）具有除臭、防毒、抗菌、殺菌功能；

　　（7）具有按需處理空氣離子和制氧功能；

　?。?）具有超靜音健康設(shè)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(shè)計健康空調(diào)系統(tǒng)時需嚴(yán)格參照國家的行業(yè)設(shè)計規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，在提高空調(diào)系統(tǒng)的能效比，加強(qiáng)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(diào)系統(tǒng)進(jìn)行防、排煙措施）等方面進(jìn)行深入研究與探索。

　　2.2空調(diào)機(jī)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

　　在民用高層建筑中使用的空調(diào)機(jī)可分為兩大類：一是房間空調(diào)器，為一房一套空調(diào)設(shè)備；二是集中空調(diào)機(jī)，整棟建筑采用一套中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備（近幾年市場上出現(xiàn)的戶式中央空調(diào)機(jī)，因設(shè)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(diào)器安裝簡單且使用方便靈活，但噪聲較大，除窗式空調(diào)器有小量新風(fēng)外，分體式空調(diào)器完全沒有新風(fēng)與排風(fēng)，不能清除室內(nèi)空氣中的有害物質(zhì)，室內(nèi)空氣品質(zhì)較差。近幾年國內(nèi)外不少生產(chǎn)空調(diào)機(jī)的企業(yè)相繼研制開發(fā)了新型房間空調(diào)器。

　　傳統(tǒng)的集中空調(diào)機(jī)在采集、過濾新風(fēng)方面比傳統(tǒng)的房間空調(diào)器優(yōu)越，比較容易實現(xiàn)對室內(nèi)空氣品質(zhì)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(jié)論，就企業(yè)來說，目前房間空調(diào)器的利潤減少了，隨著高層建筑不斷落成給集中空調(diào)機(jī)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(diào)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(diào)器的投資，并且一年四季可享受集中空調(diào)提供的衛(wèi)生熱水。有資料表明，使用集中空調(diào)用戶所需的運行費用是使用房間空調(diào)運行費用的三分之二。在高層建筑中采用中央空調(diào)機(jī)實施對室內(nèi)空氣品質(zhì)的優(yōu)化控制理應(yīng)是當(dāng)前的發(fā)展趨勢。

　　3結(jié)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(zhì)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(nèi)空氣品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)的修訂，空調(diào)系統(tǒng)成為建筑物中最大耗能系統(tǒng)。應(yīng)如何開發(fā)利用能源，如何加快對室內(nèi)空氣品質(zhì)實施優(yōu)化控制，設(shè)計制造現(xiàn)代的健康空調(diào)系統(tǒng)等，都是當(dāng)前很重要的研究課題。筆者堅信人類必將采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)給自己營造出一個舒適健康的室內(nèi)空氣環(huán)境。