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空调系统设计与室内空气品质

更新日期:09-01-05 点击:

摘要:近年来,随着人民生活水平的提高,室内空气品质越来越受到人们的重视。很多国内外专家都开始研究如何创造健康建 筑,避免病态建筑的产生。影响室内空气品质的因素很多,本文主要从民用建筑空调系统设计方面,探讨如何防止病态建筑产生,提高室内空气品质,从而使人们享 受舒适现代生活的同时,不会被病态建筑综合症侵挠。文章在全面通风、新风量标准、新风处理和新风质量、空调系统运行工况及节能措施等方面展开了讨论,探讨 了空调系统设计对室内空气品质的影响。

1 引言

        有 关室内空气品质的研究可追溯到20世纪初,当时,人们已开始采用通风的方法来改善室内空气环境。制冷空调系统的出现,为人们创造了舒适的空调环境。70年 代的全球能源危机使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验,节能降耗成为空调系统设计的关键环节。节能措施之一就是减少入室新风量,但是这一措施引起 了室内空气环境恶化,出现了“病态建筑综合症”。80年代以来,制冷空调步入一个新的发展阶段,标志之一就是由舒适性空调向健康空调的变革。

        室内空气品质是现代建筑科学的前沿研究课题,它涉及医学卫生、建筑环境工程和建筑设计等方面,研究的目的是创造一种卫生、建康、舒适的室内空气环境。

        国内外许多学者对不同建筑的室内空气品质进行调查研究发现,大约53%的建筑(280个)中室内空气品质问题在于不合适的通风[1]。对空调系统设计来讲,影响IAQ的因素主要有:新风量不足、新风质量、气流组织、空调系统的二次污染等。

        本文主要从民用建筑空调系统设计方面,探讨如何防止病态建筑的产生,提高室内空气品质,从而使人们享受舒适现代生活而不会被病态建筑综合症侵扰。本文主要探讨了全面通风、新风处理和新风质量、运行工况、节能措施等。

2 全面通风

        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带来的健康问题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。民用建筑中最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[2]:

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 此可见,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。

        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。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