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人防工程内部空气品质恶化的原因及对策

作者:LunWen 来源:中华论文网-免费论文下载 加入时间:2005-9-20

摘要:本文分析了人防工程中地下商场内空气品质恶化的主要原因,并根据这些原因,阐述了解决室内空气品质恶化的技术措施及对策。 1 引言


人防工程不仅要为战时功能服务,体现其战备效益,而且平时要开放,用于商业、娱乐、旅馆、存储、车库等公益事业,最大限度地发挥其社会和经济效益。目前随着人防工程的增多,其内空气品质问题已经引起业内人士的重视,尤其是平时用作商业、娱乐及旅馆的人防工程内部空气品质更是我们所关注的焦点性问题。本文着重对商业用途的人防工程(即地下商场)的室内空气品质(以下简称IAQ)恶化的原因及对策进行一定的分析和探讨。

2商场内空气品质恶化的原因


目前,我们已知的反映IAQ的因素主要有:温度、湿度、风速、噪声、负离子浓度、含尘浓度、含菌浓度、氡及CO2、CO、SO2、NO2等气体浓度、总挥发性有机化合物(total
volatile organic compounds
,以下简称TVOC)的浓度[1]。由于人们对空气的温度、湿度、风速、噪声、CO2、CO、SO2、NO2等气体浓度的直观感觉更为明显、检测手段也比较可靠,因此早期通风空调专业对这些因素进行了深入地研究,并取得成熟的结果。然而,随着七十年代能源危机以来,最早出现在欧美等发达国家的“病态建筑综合症”(Sick
Building
Syndrome,简称SBS),近十多年来在我国也出现了,国内对此课题也展开了研究工作。SBS不但能引起人们眼红、头昏、恶心、胸闷、身体乏力、困倦等不良症状、严重时会导致呼吸系统的感染、哮喘及中枢神经系统受损等严重后果,如今年4月,墨尔本水族馆发生了空调系统吹出军团病菌,导致4人死亡、99人生病的事件,因此,美国环保局将室内空气品质称为当代五大环境健康威胁之一也就不足为奇了[2]。


当前,不少地下商场的IAQ差,进入后常常有异味,有可能传播疾病,影响顾客、尤其是内部工作人员的身体健康,其主要原因是空气中的含尘量、含菌量及各种有害气体的浓度过高,有关地下商场的IAQ的资料文献尚不多见,但是,我们可借鉴地面商场IAQ的结果对地下商场进行一定的评估和分析。文献[3]介绍了某地面商场在4月中旬客流量中等水平的某天,将机械通风系统关闭的情况下,测得商场内空气的含尘重量浓度比室外空气高出5~11倍、含菌浓度高出7~24倍,在10~14点室内空气的含尘、含菌浓度最高。我国尚无商场内空气品质的国家卫生标准可循,按日本“建筑物环境卫生管理标准”规定,室内浮游粉尘含量应小于0.15mg/m3,而该商场内的实测值较日本的限定值高出10倍以上。另外,上海某研究院对南京路上的某大商厦空气质量进行了数年的跟踪调研,该商厦的空气质量已劣于车流、人流都相当集中的南京路,常年工作在商厦内的营业员呼吸道传染疾病的平均发病率明显高于所在区域平均发病率。

与地面商场相比,地下商场的IAQ应比地面商场更差,因为地下商场空气自然流动和渗入均不及地面商场。

地下商场IAQ恶化的原因概括起来有如下几个:

2.1人员


商场内的人员除散发热量和湿量外,会通过呼吸道、皮肤及汗腺排除大量污染物,如CO2、病菌等,。顾客进入商场时,还会将室外的尘埃一同带入室内。显然,室内人数越多,污染就越严重。

2.2建筑围护结构、装饰材料及商品


人防工程均处于地面之下,其周围的岩石、土壤及本身的围护结构能释放出一种对人体危害极大的放射性物质——氡[1]。商场内都要进行一定的装修,所用的装饰材料种类繁多,化学成分复杂;商场内商品,特别是服装、鞋帽布料、日用化学品及家电、家具等,这些商品与装饰材料一起散发出多种有害物质(如甲醛、苯、氯化物),其中大部分是VOC。TVOC组成成分复杂,单一成分的浓度低,难以测量。西方国家目前的研究结果[4]表明,室内发现的VOC成分有50~300种之多,且浓度大大超过室外。

2.3室外新风


地下商场大多处于城市的闹市区(如火车站、广场、商业街),这些地区本身的空气质量就比较差[3],例如:白天大气含尘浓度可达到0.18-0.39mg/m3,室外新风含尘浓度本身就高于日本“建筑物环境卫生管理标准”规定的室内浮游粉尘含量应小于0.15mg/m3的值,所以,如果新风不经过净化处理或处理不完善,必将给室内空气带来新的污染。

2.4通风空调系统本身


设置通风空调系统的目的是为了改善IAQ,有时却事与愿违,很多通风空调系统的构件成为室内空气的污染源。笔者曾考察过,许多商场(地上及地下)及宾馆等公共建筑的通风空调系统中风管内壁、送回风口的表面及周围积满灰尘。目前,尚未有国内对通风空调系统污染状况的研究资料,文献[5]介绍,美国国家职业安全与卫生研究所曾调查过,529个建筑存在空气质量问题,其中280座建筑物通风不合格,占调查总数的53%,而建材污染仅为4%,由此可见,通风空调系统已为IAQ恶化的重要角色。

通风空调系统污染室内空气的原因有如下几个:


2.4.1新风量不足或新风受到二次污染。除个别工程设计时新风量选定值偏低外,新风入口的面积偏小、风机性能下降而导致新风量降低;如果入室的新风净化处理措施不利、经过的途径较长受到二次污染,均会导致IAQ的恶化。


2.4.2室内空调系统气流组织不好,新风分布不均匀,形成死角,造成某些部位的空气年龄偏高。另外,由于室内很高的换气次数,使得室内空气中悬浮物增多(已沉淀的再被飘扬,已悬浮的不易沉降)。


2.4.3送风管道、空气处理机、过滤装置等设备肮脏、污染严重,不进行定期的保养维护和清洗。赫尔辛基大学对通风空调系统的各种构件做了实验测定[5],结果是,几乎所有组成构件(过滤器、表冷器或喷淋室、热回收器、风机、消声器和管道)都是污染源和臭味源,其中最严重的是过滤器(特别是无纺布纤维型)和表冷器,这是因为被处理的空气与过滤器和表冷器(及其上肋片)的接触面积最大,最容易将油、尘、菌等滞留在这些设备的表面上,同时会将过滤器的细纤维、绒毛等带入室内空气中。另外,表冷器的凝结水托盘由于排水不及时而十分潮湿,成为微生物的生长和繁殖基地;喷淋室内的水循环利用、与空气接触时间长,其内微生物的生长和繁殖快,内壁肮脏不堪。目前,国内尚未有关于通风空调系统定期清理与消毒的规程,许多公共建筑内的通风空调系统运行多年后也不进行清洗与消毒,系统内细菌微生物丛生,成为IAQ恶化的罪魁祸首。文献[2]报道了美国俄亥俄州某宾馆1998年5月曾发生了霉菌孢子通过通风空调设备在宾馆里蔓延的事件,许多客房卫生间的天花板上挂满了黏糊糊、毛茸茸的霉菌,严重影响了宾馆员工的身体健康,部分员工由于经常吸入这种含霉菌孢子的空气而患上过敏性肺炎。据估测,我国目前地下商场的通风空调系统的卫生状况不容乐观,这是因为地下商场终年无阳光进入、空气较潮湿,商场的管理人员往往只注重经济效益、对通风空调系统的维修和清洗不够重视、甚至从不维护保养,通风空调系统的操作人员缺乏专业知识和培训,我国的卫生防疫及环保部门至今尚未将公共建筑物内的空气质量列入其监测和管辖范围内,恶劣的IAQ对人体健康影响的潜在周期长、不易被发觉,短时间内人体无明显的症状,往往被忽略。空调系统中过滤器肮脏,不但污染所流经的空气,由于阻力大、过流面积减小还严重影响送风量[6],使得实际送风量尚不到额定量的50%,同样加剧IAQ的恶化。

3解决IAQ恶化的措施

3.1 控制室内污染源


此处的室内污染源是指室内人员、建筑装饰材料及商品。要控制室内人员和商品显然是不可能的,我们能做到的是选用无污染、低污染的建筑和装修材料,以便降低TVOC的散发量。

3.2 加强室内空气的净化处理措施


目前,地下商场的通风空调系统对空气的净化处理大多采用粗效和中效两级过滤的措施,粗中过滤器只能过滤尘埃及附着在其上的微生物,对空气中的有害气体和细菌却无能为力,而有害气体和细菌在室内空气中的的含量较高、正是IAQ恶化的重要因素。因此,应加强研制和开发能够处理有害气体和细菌的生物化学洁净设备。空调系统的回风中VOC的浓度要远远高于新风,因此,在回风管道中安装具有吸附VOC功能的活性炭过滤器是降低VOC浓度的重要举措。

3.3 适当增加新风量,提高入室新风质量


影响IAQ的主要因素并非人员产生的CO2和人体所产生的污染物,文献[6]于1999年8月测得上海某大商场地下商场在通风空调运转的情况下,其内CO2的浓度为679X10-6,该值低于美国和日本规定的1000X10-6。室内建筑和装饰材料、办公设备、通风空调设备对室内空气污染程度数倍甚至数十倍于室内人员的污染[7]。对于地下商场而言,其内商品(服装鞋帽、布料、家电及日用化学制品)散发出的TVOC等有害气体甚至要比其它材料高的多,因为这些商品均为新材料,最易散发有害物质。文献[8]中规定空调季节地下商场内新风量按其内人数确定,每人每小时为15立方米,该数值是按人员呼吸所需氧气及呼出有害气体的数量确定的,未考虑室内其它污染源,因此,这种方法是否合理,有待探讨。笔者认为新风量应根据室内所有污染源的综合影响因素(商品的污染绝对不能忽略)及IAQ所要求的标准来确定,这与“ASHRAE标准62-1989R中认为用以确定新风量的污染物来自人员和室内气体污染源两个方面[9]”是一致的,这样,地下商场内的新风量标准必将提高,新风量的提高也有利于氡的稀释与排出。入口处的新风质量同样不可忽视。我国大气中的尘埃浓度要比发达国家高的多[10],因此,选择和确定新风入口时要注意其周围的小环境和微气候质量,尽可能避开污染重的位置,保证入室的新风质量。清晨(4-6点)室外空气比较洁净、温度较低时,应采取对工程内部实行全新风的通风措施,把室内进行全面、彻底地通风换气,不但能够改善室内空气的卫生状况,还能充分利用室外气温低的自然优势来降低室内温度。

3.4 改进气流组织,提高通风换气的效率


气流组织的设计至关重要,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(严格地讲应送到人员的呼吸地带),还可及时将污染物排出。由于地下商场的自身结构特点,气流组织大多采用上送上回(排)形式,送风口用散流器,而散流器大都是平送流型(射流的射出角度大于400),送风射流沿着顶棚横向流动,形成贴附射流,送风很容易经回(排)风口带走而短路,因此,选用散流器时应用射出角度小于400的直流型,此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、排风口时,应注意避免风口被遮挡。


3.5在通风空调系统运行时,应有专人负责管理,连续监测控制通风系统、室内温湿度及污染物指标,定期对系统进行检测和调试等;对通风空调系统的所有构件均应定期维护保养和清洗消毒(过滤器则定期更换或再生);对于有凝结水产生的换热器等设备,应在系统停止工作时,保持通风直至凝结水干燥,以免滋生微生物;暖通空调工程师在工程设计时,就应考虑到为今后设备的维护和清洗消毒提供便利的条件和措施。对于空调系统的清洗和消毒,目前来看,并不是困难的事情,所以,笔者建议我国应尽快制定有关通风空调系统清洗消毒的法规,以便有法可依,尽可能地降低通风空调系统本身对IAQ的污染。

4 结语


由上可知,地下商场的IAQ问题是一项综合性课题,由于当前技术检测手段等方面的不足,对于物品(尤其是商场内的商品)散发到室内空气中的各种有害物质难以测量和分析,所以净化和处理这些有害物质也就无从谈起,但是,IAQ问题毕竟已经引起了我们的重视,因此,业内(尤其是暖通空调界)人士应站在较高的起点上,借鉴国内外已有的成果,与建筑学、卫生防疫学、环保学等方面的工作者一起对IAQ进行系统、完善、科学地研究,掌握其规律,对现有规范进行必要的修改和完善,真正体现以人为本,把创建舒适性空调变为创建健康性空调,力争早日解决这一跨世纪的难题。

参考文献

[1]耿世彬,等防护工程通风,南京:工程兵工程学院,2000.3

[2]办公室会杀人吗?美国《商业周报》,2000.6.12

[3]黄绪镜百货商场空调设计,北京:中国建筑工业出版社,1992.9

[4]朱能,等空调系统在病态建筑中的特征分析,暖通空调,1999,29(2):11-15

[5]马仁民国外非工业建筑室内空气品质研究动态,暖通空调,1999,29(2):38-41

[6]潘毅群,等上海某大商场空气品质调查,暖通空调,2000,30(3):18-20

[7]冯雅,等室内空气质量及研究进展,第九届全国暖通空调技术信息网大会论文集,1999.7

[8]国家标准,人民防空工程设计规范,北京:中国计划出版社,1996.5

[9]李先庭,等室内空气品质研究现状与发展,暖通空调,2000,30(3):36-40

[10]许钟麟,等改善室内空气品质的重要手段――新风过滤处理的新概念,暖通空调,1999,27(3):5-9