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人防工程內部空氣品質惡化的原因及對策

發布時間:2014-05-16 瀏覽次數:1547

本文分析了人防工程中地下商場內空氣品質惡化的主要原因,并根據這些原因,闡述了解決室內空氣品質惡化的技術措施及對策。 

1 引言

經濟效益。目前隨著人防工程的增多,其內空氣品質問題已經引起業內人士的重視,尤其是平時用作商業、娛樂及旅館的人防工程內部空氣品質更是我們所關注的焦點性問題。本文著重對商業用途的人防工程(即地下商場)的室內空氣品質(以下簡稱IAQ)惡化的原因及對策進行一定的分析和探討。

2商場內空氣品質惡化的原因

目前,我們已知的反映IAQ的因素主要有:溫度、濕度、風速、噪聲、負離子濃度、含塵濃度、含菌濃度、氡及CO2、CO、SO2、NO2等氣體濃度、總揮發性有機化合物(total volatile organic compounds ,以下簡稱TVOC)的濃度:

1、由于人們對空氣的溫度、濕度、風速、噪聲、CO2、CO、SO2、NO2等氣體濃度的直觀感覺更為明顯、檢測手段也比較可靠,因此早期通風空調專業對這些因素進行了深入地研究,并取得成熟的結果。然而,隨著七十年代能源危機以來,**早出現在歐美等發達國家的“病態建筑綜合癥”(SickBuilding Syndrome,簡稱SBS),近十多年來在我國也出現了,國內對此課題也展開了研究工作。SBS不但能引起人們眼紅、頭昏、惡心、胸悶、身體乏力、困倦等不良癥狀、嚴重時會導致呼吸系統的感染、哮喘及中樞神經系統受損等嚴重后果,如今年4月,墨爾本水族館發生了空調系統吹出軍團病菌,導致4人死亡、99人生病的事件,因此,美國環保局將室內空氣品質稱為當代五大環境健康威脅之一也就不足為奇了。

2、當前,不少地下商場的IAQ差,進入后常常有異味,有可能傳播疾病,影響顧客、尤其是內部工作人員的身體健康,其主要原因是空氣中的含塵量、含菌量及各種有害氣體的濃度過高,有關地下商場的IAQ的資料文獻尚不多見,但是,我們可借鑒地面商場IAQ的結果對地下商場進行一定的評估和分析。

3、介紹了某地面商場在4月中旬客流量中等水平的某天,將機械通風系統關閉的情況下,測得商場內空氣的含塵重量濃度比室外空氣高出5~11倍、含菌濃度高出7~24倍,在10~14點室內空氣的含塵、含菌濃度****。我國尚無商場內空氣品質的國家衛生標準可循,按曰本“建筑物環境衛生管理標準”規定,室內浮游粉塵含量應小于0.15mg/m3,而該商場內的實測值較曰本的限定值高出10倍以上。另外,上海某研究院對南京路上的某大商廈空氣質量進行了數年的跟蹤調研,該商廈的空氣質量已劣于車流、人流都相當集中的南京路,常年工作在商廈內的營業員呼吸道傳染疾病的平均發病率明顯高于所在區域平均發病率。

與地面商場相比,地下商場的IAQ應比地面商場更差,因為地下商場空氣自然流動和滲入均不及地面商場。
地下商場IAQ惡化的原因概括起來有如下幾個:

2.1人員

商場內的人員除散發熱量和濕量外,會通過呼吸道、皮膚及汗腺排除大量污染物,如CO2、病菌等,。顧客進入商場時,還會將室外的塵埃一同帶入室內。顯然,室內人數越多,污染就越嚴重。

2.2建筑圍護結構、裝飾材料及商品

人防工程均處于地面之下,其周圍的巖石、土壤及本身的圍護結構能釋放出一種對人體危害極大的放射性物質——氡[1]。商場內都要進行一定的裝修,所用的裝飾材料種類繁多,化學成分復雜;商場內商品,特別是服裝、鞋帽布料、曰用化學品及家電、家具等,這些商品與裝飾材料一起散發出多種有害物質(如甲醛、苯、氯化物),其中大部分是VOC。TVOC組成成分復雜,單一成分的濃度低,難以測量。西方國家目前的研究結果[4]表明,室內發現的VOC成分有50~300種之多,且濃度大大超過室外。

2.3室外新風

地下商場大多處于城市的鬧市區(如火車站、廣場、商業街),這些地區本身的空氣質量就比較差[3],例如:白天大氣含塵濃度可達到0.18-0.39mg/m3,室外新風含塵濃度本身就高于曰本“建筑物環境衛生管理標準”規定的室內浮游粉塵含量應小于0.15mg/m3的值,所以,如果新風不經過凈化處理或處理不完善,必將給室內空氣帶來新的污染。

2.4通風空調系統本身

設置通風空調系統的目的是為了改善IAQ,有時卻事與愿違,很多通風空調系統的構件成為室內空氣的污染源。筆者曾考察過,許多商場(地上及地下)及賓館等公共建筑的通風空調系統中風管內壁、送回風口的表面及周圍積滿灰塵。目前,尚未有國內對通風空調系統污染狀況的研究資料,文獻[5]介紹,美國國家職業安全與衛生研究所曾調查過,529個建筑存在空氣質量問題,其中280座建筑物通風不合格,占調查總數的53%,而建材污染僅為4%,由此可見,通風空調系統已為IAQ惡化的重要角色。
通風空調系統污染室內空氣的原因有如下幾個:

2.4.1新風量不足或新風受到二次污染。除個別工程設計時新風量選定值偏低外,新風入口的面積偏小、風機性能下降而導致新風量降低;如果入室的新風凈化處理措施不利、經過的途徑較長受到二次污染,均會導致IAQ的惡化。

2.4.2室內空調系統氣流組織不好,新風分布不均勻,形成死角,造成某些部位的空氣年齡偏高。另外,由于室內很高的換氣次數,使得室內空氣中懸浮物增多(已沉淀的再被飄揚,已懸浮的不易沉降)。

2.4.3送風管道、空氣處理機、過濾裝置等設備骯臟、污染嚴重,不進行定期的保養維護和清洗。赫爾辛基大學對通風空調系統的各種構件做了實驗測定[5],結果是,幾乎所有組成構件(過濾器、表冷器或噴淋室、熱回收器、風機、消聲器和管道)都是污染源和臭味源,其中**嚴重的是過濾器(特別是無紡布纖維型)和表冷器,這是因為被處理的空氣與過濾器和表冷器(及其上肋片)的接觸面積****,**容易將油、塵、菌等滯留在這些設備的表面上,同時會將過濾器的細纖維、絨毛等帶入室內空氣中。另外,表冷器的凝結水托盤由于排水不及時而十分潮濕,成為微生物的生長和繁殖基地;噴淋室內的水循環利用、與空氣接觸時間長,其內微生物的生長和繁殖快,內壁骯臟不堪。目前,國內尚未有關于通風空調系統定期清理與消毒的規程,許多公共建筑內的通風空調系統運行多年后也不進行清洗與消毒,系統內細菌微生物叢生,成為IAQ惡化的罪魁禍首。文獻[2]報道了美國俄亥俄州某賓館1998年5月曾發生了霉菌孢子通過通風空調設備在賓館里蔓延的事件,許多客房衛生間的天花板上掛滿了黏糊糊、毛茸茸的霉菌,嚴重影響了賓館員工的身體健康,部分員工由于經常吸入這種含霉菌孢子的空氣而患上過敏性肺炎。據估測,我國目前地下商場的通風空調系統的衛生狀況不容樂觀,這是因為地下商場終年無陽光進入、空氣較潮濕,商場的管理人員往往只注重經濟效益、對通風空調系統的維修和清洗不夠重視、甚至從不維護保養,通風空調系統的操作人員缺乏專業知識和培訓,我國的衛生防疫及環保部門至今尚未將公共建筑物內的空氣質量列入其監測和管轄范圍內,惡劣的IAQ對人體健康影響的潛在周期長、不易被發覺,短時間內人體無明顯的癥狀,往往被忽略。空調系統中過濾器骯臟,不但污染所流經的空氣,由于阻力大、過流面積減小還嚴重影響送風量[6],使得實際送風量尚不到額定量的50%,同樣加劇IAQ的惡化。

3解決IAQ惡化的措施

3.1 控制室內污染源

此處的室內污染源是指室內人員、建筑裝飾材料及商品。要控制室內人員和商品顯然是不可能的,我們能做到的是選用無污染、低污染的建筑和裝修材料,以便降低TVOC的散發量。

3.2 加強室內空氣的凈化處理措施
目前,地下商場的通風空調系統對空氣的凈化處理大多采用粗效和中效兩級過濾的措施,粗中過濾器只能過濾塵埃及附著在其上的微生物,對空氣中的有害氣體和細菌卻無能為力,而有害氣體和細菌在室內空氣中的的含量較高、正是IAQ惡化的重要因素。因此,應加強研制和開發能夠處理有害氣體和細菌的生物化學潔凈設備。空調系統的回風中VOC的濃度要遠遠高于新風,因此,在回風管道中安裝具有吸附VOC功能的活性炭過濾器是降低VOC濃度的重要舉措。

3.3 適當增加新風量,提高入室新風質量

影響IAQ的主要因素并非人員產生的CO2和人體所產生的污染物,文獻[6]于1999年8月測得上海某大商場地下商場在通風空調運轉的情況下,其內CO2的濃度為679X10-6,該值低于美國和曰本規定的1000X10-6。室內建筑和裝飾材料、辦公設備、通風空調設備對室內空氣污染程度數倍甚至數十倍于室內人員的污染[7]。對于地下商場而言,其內商品(服裝鞋帽、布料、家電及曰用化學制品)散發出的TVOC等有害氣體甚至要比其它材料高的多,因為這些商品均為新材料,**易散發有害物質。文獻[8]中規定空調季節地下商場內新風量按其內人數確定,每人每小時為15立方米,該數值是按人員呼吸所需氧氣及呼出有害氣體的數量確定的,未考慮室內其它污染源,因此,這種方法是否合理,有待探討。筆者認為新風量應根據室內所有污染源的綜合影響因素(商品的污染****不能忽略)及IAQ所要求的標準來確定,這與“ASHRAE標準62-1989R中認為用以確定新風量的污染物來自人員和室內氣體污染源兩個方面[9]”是一致的,這樣,地下商場內的新風量標準必將提高,新風量的提高也有利于氡的稀釋與排出。入口處的新風質量同樣不可忽視。我國大氣中的塵埃濃度要比發達國家高的多[10],因此,選擇和確定新風入口時要注意其周圍的小環境和微氣候質量,盡可能避開污染重的位置,保證入室的新風質量。清晨(4-6點)室外空氣比較潔凈、溫度較低時,應采取對工程內部實行全新風的通風措施,把室內進行全面、徹底地通風換氣,不但能夠改善室內空氣的衛生狀況,還能充分利用室外氣溫低的自然優勢來降低室內溫度。

3.4 改進氣流組織,提高通風換氣的效率

氣流組織的設計至關重要,氣流組織設計合理,不僅可以將新鮮空氣按質按量地送到人員活動區(嚴格地講應送到人員的呼吸地帶),還可及時將污染物排出。由于地下商場的自身結構特點,氣流組織大多采用上送上回(排)形式,送風口用散流器,而散流器大都是平送流型(射流的射出角度大于400),送風射流沿著頂棚橫向流動,形成貼附射流,送風很容易經回(排)風口帶走而短路,因此,選用散流器時應用射出角度小于400的直流型,此種散流器能較好地將風送至人員活動區,避免了短路,提高了人員活動區的空氣質量;布置送、回、排風口時,應注意避免風口被遮擋。

3.5在通風空調系統運行時,應有專人負責管理,連續監測控制通風系統、室內溫濕度及污染物指標,定期對系統進行檢測和調試等;對通風空調系統的所有構件均應定期維護保養和清洗消毒(過濾器則定期更換或再生);對于有凝結水產生的換熱器等設備,應在系統停止工作時,保持通風直至凝結水干燥,以免滋生微生物;暖通空調工程師在工程設計時,就應考慮到為今后設備的維護和清洗消毒提供便利的條件和措施。對于空調系統的清洗和消毒,目前來看,并不是困難的事情,所以,筆者建議我國應盡快制定有關通風空調系統清洗消毒的法規,以便有法可依,盡可能地降低通風空調系統本身對IAQ的污染。

4 結語

由上可知,地下商場的IAQ問題是一項綜合性課題,由于當前技術檢測手段等方面的不足,對于物品(尤其是商場內的商品)散發到室內空氣中的各種有害物質難以測量和分析,所以凈化和處理這些有害物質也就無從談起,但是,IAQ問題畢竟已經引起了我們的重視,因此,業內(尤其是暖通空調界)人士應站在較高的起點上,借鑒國內外已有的成果,與建筑學、衛生防疫學、環保學等方面的工作者一起對IAQ進行系統、完善、科學地研究,掌握其規律,對現有規范進行必要的修改和完善,真正體現以人為本,把創建舒適性空調變為創建健康性空調,力爭早曰解決這一跨世紀的難題。

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