空气品质与生活健康
引 言
•“空气品质与生活健康”是一直关注的大问题
•长期以来利用自然通风改善室内居住状态，积累了丰富经验，形成了各种的乡土建筑
•80年代以来，由舒适性空调向健康节能空调发展。对室内空气品质高度关注，目的创造一种卫生、健康、舒适和充满活力的室内空气环境。
空气品质问题的由来
•70年代末石油危机，为尽快降低建筑能耗采用：
•加强建筑物的气密性
•提高热绝缘性
•降低室内最小新风量标准
•次优温度控制
•室内有害物浓度提高，长期在室内 工作的人们，出现眼、喉刺激、鼻塞、头痛、头晕、恶心、胸闷、乏力、皮肤干燥、 嗜睡、烦躁等症状，统称为“建筑病综合症”（Sick Building Syndrome）.
室内空气品质真正起因
•IAQ诱发的深层次问题：
•为什么传统建筑，自然通风建筑不会出现IAQ问题？
•为什么空调建筑要采用最小新风量？
•为什么要采用一次回风，二次回风，甚至无新风的家用空调？
•因为全新风空调能耗太大！
•为什么空调能耗太大？
目前思路局限性
•现代建筑强调功能第一，外表第一：忽略建筑本体作用（热工性能与通风）
•使用期限缩短：降低造价，提高设备费用
•不合理的冷、热源
•偏重热湿交换效率
•传统的空调设计思路
•不合适的气流技术
•错误的污染控制观念
目前控制误区
•室内环境控制长期存在的问题：
•千方百计提高热湿处理效率
•重视舒适热环境，忽视空气品质
•重视室内污染，但不考虑室内多种长期低浓度污染
•偏激的节能措施
目前研究局限性
•局限于热舒适，忽视了身心健康
•只考虑一时感觉，难以涉及常期感受
•研究方法主要偏重于物理学方面，还不能全面考虑到生理学和心理学方面
•使得热舒适理论不完善，控制技术有缺陷
目前技术局限性
•不合理的技术标准、规范、导则
•错误设计、不合适承建和不良的维护
•将室内空气品质简单地认为一个通风问题（ASHRAE的最大的教训之一）
•改善室内空气品质实际上是一个系统工程，并不是单一的措施或方法能奏效（多因子，多途经地诱发了室内空气品质问题）
现代人生活和工作方式的改变
•如今人们在室内时间常超过80%，密闭或通风不良的室内某些污染物浓度超过室外。
•呼吸道是人免疫力最弱的途径。一个成年人平均呼吸次数为10～15min-1，每次需要0.5升 空气，以平均70岁寿命来计算，每个人一生要用27万m3空气。这些空气进入人体内， 在总表面积为60～80m2的肺泡里，经物理扩散进入体内交换
•心理上、精神 上长期受到不良影响，导致植物神经系统的紊乱，免疫力减退，造成在行为上和器官功能 上的变化，所遭受的潜在危害是无法估量的。
IAQ 的室内污染源
一. 颗粒污染物：包括来源于各种居室用品或生物体的尘埃、短纤维和毛发等；
二. 建筑装饰材料、涂料和家用化学品释放的VOC（有机挥发化合物），如甲醛、苯、氯化烃等；
三. 生物类污染物：包括来自于腐败物和宠物的代谢产物的细菌、霉菌、病毒，使抵抗力弱的人染病，花粉和尘螨会引发过敏体质人的过敏反应；
四. 人体自身污染：包括身体散发的异味以及少数病患者出入公共场所，通过空气交叉传染。
五. 氡及其衰减子体，放射性物质，直接诱发癌症，它的来源是砖头材料、土壤等；
六. 厨房油烟、厕所气味、臭氧
室内污染源的特点
•民用建筑空气品质问题不同于工业污染
•污染物种类繁多；
•污染物浓度低；
•作用时间长；
•作用体分布广。
•室内空气品质的评价方法、处理方法、控制策略等方面与工业污染有很大的区别。
我们的宗旨
•应造就一个人类长期进化以来早已适应的良好环境，而不是创造一个所谓¡°舒适¡±¡°健康¡±
的环境要人们去适应
•当舒适标准与健康要求产生矛盾时，应该优先服从健康要求
•需要寻求更好的技术途径解决热舒适、空气品质和节能间的矛盾
相关法规
•《室内空气质量标准》GB/T18883-2002 2003-03-01实施
•《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2001 2002-01-01实施
•《旅游旅馆建筑热工与空气调节节能设计规范》GB50189-1993
•《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001 2001-10-01实施
•公共场所卫生标准GB9663~9673-2002共11项
解决室内空气品质的理想化思路
§只要用“国标”来控制材料污染，就可解决室内空气品质问题？
§绿（无污染）建材满足健康要求？
§只能达到“不致病”的控制目标
§达到满意的室内空气品质？
§只有“可接受室内空气品质” 的思路才能解决问题。
解决室内空气品质问题的新思路
l室内空气品质问题是由多因素多途径诱发的，不可能由单一方法所解决的。
l室内空气品质问题正是多种长期低浓度污染综合作用。
l室内空气品质问题是不可能靠常规的思路所解决的。
l但大多自然通风室内无建筑病综合症。
解决室内空气品质问题的新思路
•将来IAQ问题重点不在于室内材料污染
•改善IAQ问题关键使室内保持室外状态
•好空调应象一扇窗，送风象吹进的自然风
•如果空调本身不产生污染
•新鲜空气经过空调不丧失固有气味。
•改变新风输送方式，改变空调处理方式
改善室内空气品质措施
•评价：认识、检测、评价
•减量：消除污染源降低污染发生量，如建筑材料，生物污染，通风空调系统
•自净：直接清除室内污染物
•稀释：新风量与通风量，降低或排除室内污染物
自然通风
•通风与气流分布对空气品质的影响，其有效性表现为：
1. 进入室内新风直接进入呼吸区
2. 室内空气更新快
3. 室内污染物被迅速转移出去
自然通风
•建筑朝向、间距及建筑的布局
•建筑朝向尽量使其纵轴垂直于夏季主导风向
•南方建筑常常利用穿堂风，我国利用穿堂风进行自然通风历史悠久
•建筑间距不仅要考虑后排建筑日照外，还要考虑其通风
•当居室净高低于2.55米时，室内各高度水平的二氧化碳浓度超过卫生标准，其垂直分布主要积聚在1.2米至1.4米的高度，即人体坐立时呼吸带的位置上。
•这类居室需要加强通风，空调期间应定期开窗通风换气。
气流分布的定性分析
l自然通风风速小、流向变换不定、气象条件随时变化，通路多，很难用仪器实测
l自然通风局限性：
l1 难以预测其运行情况
l2 难以控制
l3 可用设计工具太少（示踪气体， CFD模拟）
l自然通风无法满足时，只能采用机械通风
1）排风口尽量靠近有害物源或有害物浓度高的区域——迅速排出有害物
2）送风口尽量靠近人员活动区域——保障人员健康
3）尽量使室内气流分布均匀、减少涡流——避免有害物积聚
以上原则结合实际情况，设计室内气流分布
•CFD（Computational fluid Dynamics）技术在IAQ领域的应用，数值模拟方法通过求解质量、动量、能量、气体组分质量守恒方程和粒子运动方程，得出气流流场
•对设计的建筑结构条件下对自然通风进行模拟，给出在此条件下各设计室内的温度分布和速度场。
•可得到室内各个位置的风速、温度、相对湿度、污染物浓度、空气年龄等参数，从而分析
评价通风换气效率、热舒适和污染物排除效率等。
•周期短、费用低，并且能够预先进行。
“通风效率”和“换气效率”评价指标
•从发挥通风空调效应，进行有效通风，提高室内空气品质出发提出来的。利用室外新风稀释与排除室内有害气体或气味，是保证室内空气品质的基本措施，有效通风是提高室内空气品质的关键。
•人们受到的影响跟各种污染物浓度、种类、作用时间之间的关系，还与空间参数有关。过去用换气次数来反映；现在采用了空气年龄、换气效率、通风效能系数等概念和方法研究室内空气品质。
室外污染源
•室外污染源过去主要是可吸入颗粒物
•室外污染源现包括汽车尾气中所含的氮氧化物，工业和民用锅炉排除的SO2，CO和可吸
入颗粒物等。
•发展中国家较发达国家严重
•吸入微粒污染无法用新风稀释解决
•特定场合微生物污染：如军团病
不合适的换气次数
•加大新风量
•室外空气质量恶劣，室外空气中的某些质量指标已超过室内空气质量的控制指标，引入过多的新风不仅不能起到稀释作用，而且还会恶化室内空气品质。
•换气次数选择的优化问题：
•国外：在能耗和IAQ间取得平衡
•我国：还要加上对室外空气质量的考虑
空气污染的危害
通风与净化
•通风换气对多数污染物来说优于净化器
•不适宜通风换气的场合：
–室外焓与室内差别过大，通风造成过大的能量损失时
–室外严重污染（沙尘暴）
•解决通风空调系统污染应做减法（消除自身污染），不应做加法（盲目增加净化、消毒装置）
•空调从诞生起以解决“人的生物污染”为目标
•国内室内材料性污染成为关注新热点
•国外已解决了材料污染，改善室内空气品质下一个目标又是生物性污染
•对致病与致敏提出更高要求，重视空调污染
•正确有效地消除通风空调系统负面效应，不应采用一些不合适的消毒或净化的措施
•理性化对待IAQ与生活健康
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