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空调系统设计对室内空气品质的影响
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内容提示： 近年来，随着人民生活水平提高，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扰。文章在新风量标准、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，指出空调系统设计
摘要： 近年来，随着人民生活水平提高，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扰。文章在新风量标准、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，指出空调系统设计对室内空气品质的影响。笔者迫切希望广大设计人员加强预防病态建筑的意识，及时参考国内外新技术研究资料，结合实际工程，优化系统设计，从而为提高室内空气品质打下良好的基础。
关键词： 空调系统 室内空气品质 新风质量 二次污染
引言
近年来，随着人民生活水平提高，室内空气品质IAQ(Indoor Air Quality)越来越受到人们的重视。因为人类与建筑的关系是非常密切的，人的一天中大约有80%的时间是在建筑物中度过的。人们的生活质量、工作效率及身体健康程度都与建筑内环境相关。随着空调系统大量应用于建筑，极大地提高了室内舒适度，但也暴露出许多问题。很多国内外专家都开始研究如何创造健康建筑(Healthy Building)，避免病态建筑(Sick Building)的产生。所谓健康建筑，就是空调系统运行良好，并且用较低能耗，保证优良的室内空气品质和舒适环境。与之相反的建筑，被称为“病态建筑”。而“病态建筑综合症” (Sick Building Syndrome)，具体地讲，这类建筑轻者能引起人们头脑发昏、嗜睡、眼睛受到刺激、呼吸系统不适，严重的会导致疾病的传染，造成各种各样的健康问题。影响室内空气品质的因素很多，从其性质来讲,大至可分为三类。第一类是化学的,其成份多为挥发性的有机物，即VOC(Volatile Organic Compounds)。这些污染主要来自装修使用的各种建筑材料、装饰材料等。第二类是物理方面的,主要来自室外及室内的电器设备,成份为噪声、电磁辐射、光污染等;第三类是生物的,主要是细菌滋生等。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是由于不合适的通风[1]。对空调系统设计来讲，影响IAQ的原因主要有：新风量不足、新风质量、气流组织、空调系统的二次污染、噪音等问题。（参考《建筑中文网》）
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的同时，不会被病态建筑综合症侵扰。文章在以下几个方面展开讨论：
新风量标准
新风处理和新风质量
气流组织
运行工况
节能措施
新风量标准
新风对于提高室内空气品质有非常积极的作用，它可以稀释和带走在室内产生的污染物。目前国内尚无室内空气品质评价标准。美国ASHRAE标准62-1999给出的可接受室内空气品质(Acceptable Indoor Air Quality)定义为室内已知的污染物没有达到权威机构所确定的有害浓度,处于该空气中的绝大多数人员(≥80%)没有感到不满意[2]。它的定义包括了主、客观评价两个方面，比较适合我国国情。该标准还规定，由于人们对绝大多数气味适应很快,所以最小通风量的确定是依据已适应者(室内人员)而不是未适应者(来访者)。
按照现行规范，空调系统新风量的标准是取人员最小新风量和维持房间正压所需新风量中的较大值，并不应小于总送风量的10%[3]。
关于人员新风标准，国内外标准不径相同。美国ASHRAE标准62-1999给出了不同建筑物中人员新风量的标准，比以前版本提高了很多。例如办公室人员新风标准为36m3/h.p，人员最大密度为14.3m2/人（7人/100m2）。北京市建筑设计院设备专业技术措施中，普通办公室人员新风标准为25m3/h.p，按照国内办公室人员密度大约为6～10m2/人（10～16人/100m2）。有文献提出人员新风标准应为33～42m3/h.p。文献[4]实测了7幢办公楼的新风量发现，人员数量波动性比较大，所以人均新风量差别比较大。但是按面积平均却相差不大，新风量实测值为2.2～3.92m3/h.m2。实际工程设计中，就目前我国办公室人员密度来讲，维持房间正压所需新风量一般小于人员最小新风量，笔者认为新风标准应为25～30m3/h.p（2.5～5m3/h.m2）。
因为室内人员的数量难以估计准确，所以笔者认为制定新风量标准时，应该参考国外标准，根据建筑物功能，给出新风量标准，同时也要给出人员密度指标。
许多专家提出应该考虑建筑污染，通风量应为人员和消除室内污染两部分之和。但室内污染程度难以估计，所以新风量标准如何修改，目前尚无定论。
新风量不是越大越好，有文献认为新风量从25%到100%，对病态建筑综合症而言并没有什么区别，所以提高新风量的同时，要注重新风的处理与品质。
新风处理与新风质量
室外空气首先要经过滤除尘，然后再通过加热或冷却等手段，达到所需参数。新风过滤对维护室内空气品质极为重要。一般空调系统应设置两级过滤，第一级过滤采用效率30%的粗效过滤器，第二级过滤采用效率为65%～85%的中效过滤器。对于净化空调机组，应采用三级过滤，除初中效过滤器外，还要增加亚高效过滤器。
需要指出的是，目前新风过滤主要考虑室外颗粒污染物的除去,而室内空气品质涉及到的除室外固体污染物外,还有室外气态污染物。因此,新风处理还必须考虑室外气体污染物的过滤和吸附,从而使新风质量达到应有的标准。
空气过滤器的清洗和更换是目前空调运行管理的难点，尤其是常用的玻璃纤维过滤器无法清洗，而无纺布过滤器只能清洗数次。与超声波配合的静电除尘器可以获得很高的除尘效率并且不使粉尘积存在电极上，通过机械装置可实现自动清灰。应该成为今后的发展和研究方向。空气过滤器应设置自动清灰装置，以减轻人工清洗的维护工作量和防止灰尘的二次飞扬污染。简单的方法是安装过滤器阻力声光报警装置，以便监督及时清洗。
室外空气的质量只要不处于工业区，一般不会有太大问题。如果新风入口靠近装卸码头或高速公路，应装设一氧化碳检测器，当室外空气质量较差时，以减少进入建筑物的室外新风量。工程设计中新风吸入口要避免污染，百叶窗应加防水罩等措施，防止雨水或雪水渗入新风引入口污染过滤器。新风口应该与排风口保持一定距离，或在不同方向设置，不要被冷却塔飘逸的水滴污染。新风开口面积应满足全新风运行要求。
有文献提出空气龄的概念，指出入室新风空气龄越小，途径污染越少，新风品质越好，对人的作用越大。空调系统设计时，要加强新风过滤，提高入室新风的效率，缩短新风途径，减少室内空气停留时间，保证入室新风的品质。有人提出新风口和排风口采用“随风转向风帽”，通过风向标，能灵活地将风口始终迎向或背向风吹来的方向，从而有效地利用风压的正压或负压，达到节能目的。
高品质的新风要直接送入室内，而不能只送到吊顶内。良好的室内空气品质不仅与新风有关，很大程度上与空调系统气流组织有关。
气流组织
空调系统设计的气流组织对IAQ影响很大，气流组织设计合理,不仅可以将新鲜空气按质按量地送到人员活动区,还可及时将污染物排出。如果设计不当，容易造成送、回风短路，房间内有空气滞留区。
工程设计中受各种条件限制，房间气流组织大多采用上送上回形式,送风散流器大都是平流型(射流的射出角度大于40°),送风形成贴附,很容易经回风口带走而短路。因此,选用散流器时应用射出角度小于40°的直流型，这种散流器能较好地将风送至人员活动区，避免了短路，提高了人员活动区的空气质量。布置送、回风口时，应尽量布置合理，避免产生房间死角。例如旅馆标准客房的卧式安装风机盘管，因为条件限制，只能位于门口上方位置，建议侧送风口采用双层或三层百叶送风口，以便通过调节水平、垂直叶片，改变送风倾角和射流扩散角，达到减少空气滞留区的面积，以保证室内空气品质。
如果有条件的话，尽量采用上送下回的形式，因为对工作区来讲，这种送风形式比上送上回系统排除污染物的能力强。
作为设计人员，设计理念应该从空调为建筑服务，转变到“以人为本”的观点上来。在风口布置、风量选择、风速确定等方面改善空气分配，满足工作区需求，及时消除污染物。
运行工况
目前，空调系统的二次污染问题日益突出，国内外研究重点已经转移到研究建筑结构与通风空调系统的二次污染。所谓二次污染是由于空调系统自身问题如盘管、凝水盘、水封、加湿器、长期处于高湿度下的空气过滤器所引起的局部积尘和高湿度（一次污染），或建筑结构与材料吸潮积尘导致细菌大量定植、繁殖，产生大量有害的代谢物，大大降低了空气品质的可接受性，使人过敏，危害健康（二次污染）。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200512/1302.htm
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