从全面通风的角度分析改善室内空气环境的综合措施

从全面通风的角度分析改善室内空气环境的综合措施

文章从全面通风的基本理论出发，针对影响室内空气中有害物浓度的三个主要因素：有害物散发量、送风空气中有害物浓度及通风量，具体分析了居住及商业建筑中主要的室内有害物散发源、影响送风空气中有害物浓度的主要因素、确定全面通风量需要考虑的问题，以及在现有条件下从建筑设计、施工、管理、通风空调系统运行等多方面改善室内空气品质的综合措施。同时，结合“可持续建筑”的理念，阐明作者对建筑节能与保证室内空气环境之间关系的看法，并以国内、外现有的“绿色建筑”评估体系为依据，分析全面通风过程中值得推广的节能措施。

关键词：绿色建筑全面通风室内空气品质

1. 影响室内空气环境的主要因素

现代建筑对于人类不仅仅意味着一个遮风避雨的场所，更为重要的是要提供一个健康舒适的工作、生活环境。同时，从上个世纪末开始，随着“绿色建筑”概念的深入人心，人们对建筑与自然、生态环境的融合以及降低建筑物对能源和资源的消耗等问题出了更加具体和科学的要求。室内空气环境是衡量室内环境的重要因素，而健康、舒适则是对室内空气环境的两个基本要求。前者目的在于保证室内环境不对人类造成危害，因此往往需要从生理学、病理学等角度研究室内空气环境对人体各种机能的影响，例如研究各种有毒、有害物质浓度与人体疾病间的关系；后者目的是控制室内环境符合人们愉悦的感觉，因此则更注重从生理和心理学的角度去研究各种因素对人类舒适感的影响，不同人群对各种室内空气热湿环境的满意程度等。

在室内空气热湿环境舒适性方面，各国学者和工程技术人员已经开展了很多卓有成效的工作，工程中也已有很多手段来保持房间的温、湿度及空气流速在一个令人满意的范围内。而随着各种新型材料在建筑、装修及制造方面的应用，房屋密闭性能的提高，各种通风空调设备的使用等，室内空气中各种有害物质带来的健康问题则日益成为引人注目的焦点问题。迄今为止，通风是改善室内空气品质的主要技术手段。其中民用建筑中最为常用的是全面通风方式，即将相对洁净的空气送入室内，以稀释室内有害物质、调节室内温湿度，同时将被污染的空气排出。这一过程符合全面通风基本方程式[1]：

Ly0dτ+xdτ-Lydτ=Vfdy

其中，L---全面通风量，m3/s；

y0---送风空气中有害物浓度，g/ m3；

x ---有害物散发量，g/s；

y---在某一时刻室内空气中有害物浓度，g/ m3；

Vf---房间体积，m3；

dτ---某一段无限小的时间间隔，s；

dy ---在dτ时间内房间内浓度的增量，g/ m3。

对公式变换后，可得出通风量L一定时，任意时刻室内有害物的浓度：

y2=y1exp(-τL/Vf)+(x/L+y0)[1-exp(-τL/Vf)]

由上式可见，随着通风时间τ的增加，室内空气中有害物初始浓度y1的影响会逐渐削弱，影响室内空气中有害物浓度的主要因素为：有害物散发量x、送风空气中有害物浓度y0及通风量L。因此，要保证室内空气环境符合健康的要求，应当从这三个方面来分析造成污染的原因及解决问题的方法。

室内各种有害物的散发量,主要取决于室内相应的有害物源。这些有害物散发源包括产生：

1.建筑及装修材料、家具、地毯、家用织物等。这些材料在生产及安装过程中使用的有机溶剂

和粘接剂会散发出甲醛、苯等有机挥发性气体。石材及砖头、土壤等建筑材料是室内放射性

物质氡的主要来源。这些材料同时也是形成细小的可吸入固体颗粒物的主要因素之一。

2.各种室内的燃烧设备、烹饪过程及人员吸烟。固体或气体燃料及香烟的燃烧过程会产生CO2、

CO、SO2、NOx及烟尘，另外研究表明这也是产生甲醛的原因之一[2]。烹饪过程则会产生

苯并芘。

3.由于设计、施工或管理等原因，使得有些室内供水系统或通风空调设备中会滋生各种细菌，

例如会导致类似肺炎或其它呼吸系统疾病的军团菌。这些细菌常常与藻类等其它微生物共生

于冷却塔、生活热水系统或潮湿的空气处理机组内，一旦它们进入到室内就很容易随气流在

建筑物内部传播。另外，室内空气过于潮湿也会在卫生间、家具表面、墙体表面滋生各种真

菌、霉菌。

4.建筑物内部不完善的排水系统。生活污水及废水中携带的大量悬浮物、有机物发酵后会产生

可燃、有毒及刺激性气体，同时生活污水中还携带有大量病毒和病菌，尤其象医院这样病患者集中的场所。如果建筑物内部由于排水管系中的有害气体未及时排除等原因导致管道中压力增大，或由于施工、使用等原因使得排水不畅、管道中压力波动过大，都会使室内用水器具上用于防止有害气体溢出的水封等设施失去作用，污染室内空气。

5.另外，复印机等办公设备产生的臭氧；宠物身上产生的皮屑、毛发、细菌；人体新陈代谢产

生的CO2、体味或病患者所携带的各种细菌或病毒，也是室内空气的污染源。

送风空气中有害物浓度主要取决于建筑物周边空气环境及送风所经过的通道。一般来讲，室外空气优于室内，CO2浓度低，O2含量较高。但在一些大中城市中心，由汽车尾气所带来CO2、CO、NO x、烟尘，由建筑施工所带来的可吸入颗粒物，由植物所带来的可引起过敏症状的花粉，由工业排放所带来的各种有害气体及粉尘，使得室外空气质量达不到大气环境质量标准的要求。另外，对于采用集中机械通风或空调的建筑，设备及管道当中产生的污染物质也是影响送风空气中有害物浓度的直接因素。而在以自然通风为主的居住建筑中，通过近距离相对的门窗、内天井、中庭、公共风道、公共垃圾道等进入房间的空气则有可能成为污染物和疫病传入室内。

全面通风量的大小，则主要决定于自然通风口的面积及室内外风压、热压值，或设计者人为确定的机械通风系统中风机功率及管道特性。在送风空气质量好的情况下，增大通风量，向房间送入更多的新鲜空气，无疑会尽快降低室内有害物的浓度，但若采用机械通风的方法，需要消耗更多的能量，不符合绿色建筑的节能要求，因此应当尽量考虑采用自然通风的方法或利用可再生能源和新能源。文献[3]和[4]中都将利用自然通风作为创造健康、舒适室内环境，同时降低能耗的有效手段，并对利用自然通风的建筑在气流组织、建筑构造等方面提出了一些具体的要求和措施。尤其是在2003年春夏，中国突如其来地受到了SARS的袭击，一些医院的通风设施成为了可能造成病毒传播的途径，完全采用室外新风的自然通风方式再次成为人们关注的焦点。

2.从多方面采取综合措施，改善室内空气品质

由上述分析可以看出，影响建筑物室内空气品质的因素是多方面的，因此在实际工程中应当结合建筑的具体特点，从多方面采取综合措施来保证室内空气符合健康舒适的要求。

首先，应当尽可能减少室内污染源，从而降低污染物的散发量。从建筑工程本身来看，设计、施