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文檔簡介

1第五章

建筑空氣品質(zhì)1第五章

建筑空氣品質(zhì)2課程內(nèi)容室內(nèi)空氣品質(zhì)簡介室內(nèi)空氣污染源和污染途徑室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法與指標室內(nèi)空氣污染物對人體健康的影響室內(nèi)空氣污染的去除方法2課程內(nèi)容室內(nèi)空氣品質(zhì)簡介3為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?人們有超過90%的時間是在室內(nèi)度過的室內(nèi)空氣環(huán)境比室外還要重要1.室內(nèi)空氣品質(zhì)簡介3為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?人們有超過90%的時間是在室內(nèi)4SBS-SickBuildingSyndrome

病態(tài)建筑綜合癥:現(xiàn)代都市病

癥狀頭痛、惡心疲乏、失眠、記憶力衰退皮膚、粘膜有刺激感(眼紅、流淚、咽干等)呼吸紊亂特點離開病態(tài)建筑一段時間后即恢復正常只有癥狀,難以進行醫(yī)學確診,無法確定病源4SBS-SickBuildingSyndrome

病態(tài)5BRI:BuildingRelativeIllness

建筑關(guān)聯(lián)病

可由醫(yī)學認定的病原體所引起的特定疾病,可進行醫(yī)學確診,如:過敏性肺炎過敏性鼻炎哮喘軍團病有機塵中毒肺癌5BRI:BuildingRelativeIllnes6室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的原因強調(diào)節(jié)能導致的建筑密閉性增強和新風量減少新型合成材料在現(xiàn)代建筑中大量應用散發(fā)有害氣體的電器產(chǎn)品的大量使用傳統(tǒng)集中空調(diào)系統(tǒng)的固有缺點以及系統(tǒng)設計和運行管理的不合理廚房和衛(wèi)生間氣流組織不合理室外空氣污染中國1.6億m2/年的竣工面積使得室內(nèi)空氣質(zhì)量問題顯得尤為重要!6室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的原因強調(diào)節(jié)能導致的建筑密閉性增強和新風量7室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的危害

危害居住者健康降低勞動效率

1985年美國數(shù)據(jù),每年因呼吸道感染每年損失醫(yī)療費用達150億美元每年缺勤損失高達590億美元7室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的危害危害居住者健康8(1)NIOSH的調(diào)查(2)WHC的調(diào)查問題種類 數(shù)量(%)數(shù)量(%)新風量不足2525271052內(nèi)部污染物771616512外部污染物48101259建筑材料204272微生物污染26560.4無IAQ問題611232924(1)NIOSH(美國國立勞動安全衛(wèi)生研究所)1987年發(fā)表的對484所辦公建筑物的調(diào)查結(jié)果(2)WHC(加拿大衛(wèi)生和福利機構(gòu))1990年發(fā)表的對1362所辦公建 筑物的調(diào)查結(jié)果8(1)NIOSH的調(diào)查9正常大氣組分常量組分符號含量(ppm)氮氣N2780840.00氧氣O2209460.00氬氣Ar9340.00氖氣Ne18.18氦氣He5.14氪氣Kr1.14氫氣H20.502.室內(nèi)空氣污染源和污染途徑9正常大氣組分常量組分符號含量(ppm10室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源

大氣的易變量組分 符號 含量(ppm)

水蒸氣 H2O130000

二氧化碳 CO2350

甲烷 CH41.67

一氧化碳 CO0.19

臭氧 O30.04

氨氣 NH30.004

二氧化氮 NO20.001

二氧化硫 SO20.001

一氧化氮 NO0.000510室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源大氣的易變量組分11室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源

燃料的燃燒、交通工具、工業(yè)企業(yè)、城市垃圾等造成的:NOx、SOx、H2S、懸浮顆粒物、煙霧等地層放射性污染被污染的水11室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源燃料的燃燒、交通工具12室內(nèi)空氣污染物的來源之二:

室內(nèi)來源

生產(chǎn)工藝工程:有機溶劑的蒸汽、燃燒產(chǎn)生的有毒氣體、刺激性氣體、生產(chǎn)性粉塵等

人員活動廚房燃燒產(chǎn)物衛(wèi)生間污染設計或管理不良的HVAC系統(tǒng)

化學品污染建材、裝修材料、日用化學產(chǎn)品家具和辦公用品12室內(nèi)空氣污染物的來源之二:

室內(nèi)來源生13家居活動污染13家居活動污染14建材、裝修材料、日化產(chǎn)品14建材、裝修材料、日化產(chǎn)品15空調(diào)設備與管道污染過濾器表冷器風道風機15空調(diào)設備與管道污染過濾器表冷器風道風機16室內(nèi)污染物的來源16室內(nèi)污染物的來源17污染物類型

CO2與其他有害氣體:新陳代謝氣味:汗液蒸發(fā)、呼吸、有機物排泄、微生物分解、氨 氣等懸浮顆粒物人體呼吸道排氣污染149種:CO2、氨、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等病毒、細菌室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

人體生物污染17污染物類型室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

18室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

人體生物污染

人體其他污染物皮膚排泄物:CO2、CO、丙酮、苯、甲醛、甲烷、皮屑(英國:占室內(nèi)灰塵的90%)、毛發(fā)等衣服上的灰塵、細菌

煙草的煙氣:尼古丁、甲醛、CO等18室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

人體生物污染人體其19IAQIndoorAirQuality

室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價

兩種思路機械論強調(diào)室內(nèi)空氣成分與濃度,采用一系列污染物濃度指標來進行評價。IAQ問題成為單純的物理化學問題。但低濃度條件下,儀器無法測定時就無能為力。人是標準的提供者,只影響被評價區(qū)域受關(guān)注的權(quán)重。人數(shù)和位置一定,IAQ的評價就與人無關(guān)。強調(diào)人的感覺提出“感知的空氣品質(zhì)”(PerceivedAirQuality)理由:多種污染物存在的條件下,組分比例構(gòu)成不同,各種組分對人的感覺的影響也會產(chǎn)生變化;空氣成分相同條件下,溫、濕度不同會導致人對IAQ的感覺不同問題復雜化:空氣組分與感知的空氣品質(zhì)是什么關(guān)系?3.室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法與指標19IAQIndoorAirQuality

室內(nèi)空氣20感知的空氣品質(zhì)丹麥工業(yè)大學P.O.Fanger的定義(1989):品質(zhì)反映了人們要求的程度,如果人們對空氣滿意,就是高品質(zhì);反之,就是低品質(zhì)。從純主觀感受出發(fā)。

ASHRAE62-1989:良好IAQ是空氣中沒有已知的污染物達到公認的權(quán)威機構(gòu)所確定的有害濃度指標,并且處于這種空氣中的絕大多數(shù)人(≥80%)對此沒有表示不滿意主觀感受與客觀評價結(jié)合。

ASHRAE62-1989R:可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì):同上可接受的感知室內(nèi)空氣品質(zhì):必備條件,非充分條件20感知的空氣品質(zhì)丹麥工業(yè)大學P.O.Fanger的定義(121室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法

方法1:測量室內(nèi)污染物濃度客觀評價問題:用什么作為代表性的污染物?(測什么?)低濃度下的測量受到儀器精度的限制方法2:調(diào)查問卷主觀評價問題:主觀評價結(jié)果往往與客觀評價結(jié)果矛盾:客觀測量值遠遠低于控制標準,但主觀感覺不好客觀測量值可能有些問題,但主觀感覺并不差人們感覺不舒服的原因很多,不知道哪些是IAQ的問題(熱環(huán)境、顏色、照度、工作壓力等也有影響)。21室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法方法1:測量室內(nèi)污染物濃度客22室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法

室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)(IEQIndoorEnvironmentQuality)

大量研究證明,引起病態(tài)建筑綜合癥的并非某一種室內(nèi)污染物的單獨作用,也并非完全由室內(nèi)空氣中的污染物所致,而是多種因素的綜合作用。室內(nèi)空氣品質(zhì)、舒適度、噪聲、照明、社會心理壓力、工作壓力、工作區(qū)背景等因素對室內(nèi)人員生理和心理上的單獨和綜合的作用。22室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)(IEQIndo23室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標

閾值純客觀指標,與暴露水平(暴露時間與暴露劑量)有關(guān)閾值的種類時間的加權(quán)平均閾值:8h工作日或35h工作周加權(quán)平均濃度,在該濃度下日復一日停留的人員幾乎均無有害影響。使用最廣泛的閾值。短期暴露極限閾值:15分鐘暴露無害。最高極限閾值:瞬間暴露無害。時間的加權(quán)平均閾值確定的困難低濃度污染物對人體的長期影響難以確定多種低濃度有害物的共同作用難以確定23室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標閾值純客觀指標,與暴24室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標氣體污染物濃度:體積濃度(ppm)、質(zhì)量濃度(mg/m3)放射性氣體濃度(Bq/m3),1Bq/m3表示1m3氣體中,每秒有1個放射性原子核發(fā)生衰變。懸浮顆粒物質(zhì)量濃度:mg/m3

計數(shù)濃度:粒/cm3

微生物撞擊法:菌落形成單位(CFU)/m3

沉降法:個(菌落)/皿24室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標氣體污染物濃度:體積濃度(p25空氣污染的主觀評價指標

氣味人們往往根據(jù)氣味評判空氣質(zhì)量鼻子的特征比任何測量儀表都靈敏嗅覺有時間適應性:難以定量個體有差異,難以作為客觀標準鼻子的靈敏度隨空氣的溫濕度改變

P.O.Fanger的研究結(jié)論為:IAQ隨空氣焓值的降低而提高。25空氣污染的主觀評價指標氣味26溫濕度和IAQ滿意度的關(guān)系26溫濕度和IAQ滿意度的關(guān)系27鼻子感覺的生理基礎(chǔ)27鼻子感覺的生理基礎(chǔ)28鼻子感覺的生理基礎(chǔ)嗅覺溫覺化學感覺28鼻子感覺的生理基礎(chǔ)嗅覺溫覺化學感覺29空氣污染的主觀評價指標感知負荷(sensoryload),表征室內(nèi)污染源的強弱,olf定義:一個標準人引起的感知污染負荷被稱為1olf,而其他類型的人或者家具等污染源均被等效為不同數(shù)量的標準人,表征成標準人后不同的污染源可以進行簡單的疊加室內(nèi)有3個標準人和4個等效標準人的家具,則該室內(nèi)的感知污染負荷為7olf。感知空氣品質(zhì)PAQ(PerceivedAirQuality),表示在一定的通風量情況下人對室內(nèi)污染源的感覺,pol定義:在一個空間內(nèi),1olf的感觀負荷的源,在通風量1L/s下的感知空氣品質(zhì),1pol=1olf/(L/s)比pol小的常用單位是dp,1dp=0.1pol。

不滿意率29空氣污染的主觀評價指標感知負荷(sensoryload30典型氣味、成分和來源氣味特點化學成分典型氣味源臭雞蛋氣味H2S精煉廠、污水廠、垃圾場肥料氣味、牲口圈氣味主要為硫化物:二甲基硫化物、二甲基二硫化物下水道、堆制肥料、垃圾場爛卷心菜氣味甲基硫醇水果工廠、精練廠、化工廠洋蔥味丙烷天然氣t-丁基魚腥味胺顏料廠、污水廠、堆肥汗味、體味有機酸,如苯基乙酸衣物霉味醌亞胺、C6-C10氧化物殺蟲劑、空調(diào)系統(tǒng)、顏料廠30典型氣味、成分和來源氣味特點化學成分典型氣味源臭雞蛋氣味31氣味的評價指標

氣味濃度C:閾值稀釋倍數(shù)(D/T)可感閾可識別閾(比可感閾的污染物濃度高2~5倍)以大部分人(50%)受試者能夠識別出的稀釋倍數(shù)作為氣味濃度的識別閾值氣味強度I

對空氣品質(zhì)的不滿意百分比PD

對空氣品質(zhì)的可接受度ACC(-1~1)31氣味的評價指標氣味濃度C:閾值稀釋倍數(shù)(D/T)32室內(nèi)空氣品質(zhì)標準中國:規(guī)定了室內(nèi)污染物濃度的上限。除污染物濃度外,均考慮了溫濕度、風速、噪聲、照明等影響,相當于反映了部分IEQ水平公共場所衛(wèi)生標準,GB16153-1996室內(nèi)空氣質(zhì)量標準,國標號GB/T18883-2002民用建筑室內(nèi)污染環(huán)境控制規(guī)范,GB50325-2001室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量國家標準,GB18580-2001室內(nèi)空氣中甲醛衛(wèi)生標準GB/T16127住房內(nèi)氡濃度控制標準,GB/T16146室內(nèi)空氣中細菌總數(shù)衛(wèi)生標準,GB/T17093室內(nèi)空氣中二氧化碳衛(wèi)生標準,GB/T17094室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標準,GB/T17095室內(nèi)空氣中氮氧化物衛(wèi)生標準,GB/T17096室內(nèi)空氣中二氧化硫衛(wèi)生標準,GB/T17097國外:給出了感知空氣品質(zhì)不滿意率與新風量的關(guān)系歐洲:CENCR1752美國:ASHRAE6232室內(nèi)空氣品質(zhì)標準中國:規(guī)定了室內(nèi)污染物濃度的上限。除污染33民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2001)

民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境指標Ⅰ類民用建筑工程:住宅、宿舍、醫(yī)院病房、老年建筑、幼兒園、學校教室等建筑工程;

II類民用建筑工程:旅店、辦公樓、文化娛樂場所、書店、圖書館、展覽館、體育館、商場(店)、公共交通工具等候室、醫(yī)院候診室、飯館、理發(fā)店等公共建筑工程。33民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2001)民用建筑工34用大氣質(zhì)量指數(shù)法對室外空氣的綜合品質(zhì)進行客觀評價污染物分指數(shù)算術(shù)疊加指數(shù)綜合指數(shù)多種污染物衡量標準

室外空氣質(zhì)量標準(參考)實測濃度標準上限34用大氣質(zhì)量指數(shù)法對室外空氣的綜合品質(zhì)進行客觀評價多種污染35國家環(huán)保局的中國大氣空氣質(zhì)量分級

評價客觀 級別 綜合指數(shù)I 說明

I 0~0.49清潔,適宜人類生活

II 0.5~0.99未污染,污染物不超標,人類生活正常

III 1.0~1.49輕污染,至少有1個指標超標,敏感者 受害。

IV 1.50~1.99中污染,2-3個指標超標,人群健康 明顯受害,敏感者受害嚴重。

V 2.00重污染。3-4個指標超標,人群健康 明顯受害,敏感者可能死亡。35國家環(huán)保局的中國大氣空氣質(zhì)量分級 評價客觀361998年全國主要城市空氣污染算術(shù)疊加指數(shù)(年均值)SO2

,氫氧化物,懸浮顆粒物361998年全國主要城市空氣污染算術(shù)疊加指數(shù)(年均值)SO37空氣污染物的種類及其危害

氣體污染物

CO2

氨揮發(fā)性有機化合物VOC

氣味分子污染

懸浮顆粒物-可吸入顆粒物

微生物(病毒、細菌、塵螨)

其它(油煙、煙草煙霧、臭氧等)4.室內(nèi)空氣污染對人健康的影響37空氣污染物的種類及其危害氣體污染物4.室內(nèi)空氣污染對38CO2

常用指標

室內(nèi)來源主要為人體代謝過程:人體呼出的空氣中約占4%,與人體代謝率有關(guān);兒童為成年人的50%。排出CO2越多,同時排出其它代謝廢氣也越多。有機物燃燒過程:炊事、抽煙在室外空氣中的濃度

CO2為300-400ppm,O2為209460ppm

目前居住建筑的控制標準高級客房:700ppm

普通居住空間:1000ppm

過渡空間:2000ppm38CO2常用指標室內(nèi)來源39CO2

常用指標

作用一般濃度下,無毒,無臭。超過700ppm,敏感者能覺察到人體的其它代謝污染;超過1000ppm,較多人感到不舒服;超過10,000ppm,呼吸深度顯著增加;超過40,000ppm(4%),出現(xiàn)呼吸困難,頭痛、頭暈,意識水平降低;超過100,000ppm(10%),窒息死亡。為什么測CO2作指標?易測反映了其它人體代謝污染物產(chǎn)生的水平不能反映其它過程產(chǎn)生污染物的水平39CO2常用指標作用40CO2作為空氣污染的指標濃度及其意義(日本)濃度ppm 意義

7l0 連續(xù)在室的可容許值

1000 一般場合的可容許值

1500 通風換氣計算用的上限值

2000-5000不良狀態(tài)

5000以上非常不良狀

40000—50000

呼吸中樞神經(jīng)受刺激,呼吸急促加深(4-5%) 連續(xù)呼吸10分鐘,則發(fā)生強烈的呼吸 困難,頭疼18%以上 致命的40CO2作為空氣污染的指標濃度及其意義(日本)濃度ppm41氨

特性:無色,有強烈刺激性氣味。堿性物質(zhì),可感覺最低濃度為5.3ppm。來源:冬季施工過程中在混凝土中添加氨水作為防凍劑,釋放期較長,危害大。裝飾材料中的添加劑和增白劑,釋放期較短,危害較小。41氨特性:無色,有強烈刺激性氣味。堿性物質(zhì),可感覺最低濃42氨

危害濃度超過0.5~1.0mg/m3時,對人的口、鼻粘膜及上呼吸道有很強的刺激作用,造成流淚、咳嗽、呼吸困難嚴重可發(fā)生呼吸窘迫綜合癥;通過三叉神經(jīng)末梢反射作用引起心臟停搏和呼吸停止;通過肺泡進入血液,破壞運氧功能。防止污染措施禁止使用氨作防凍劑42氨危害43氡(Rn):Radon

氡是一種無色、無味、自然界唯一的天然放射性惰性氣體,由鐳蛻變產(chǎn)生。在放射療法中可用作輻射源,在科研中可用于制造中子。它最穩(wěn)定的同位素是Rn222。半衰期為3.82天。原子序數(shù)86;熔點-71℃;沸點-61.8℃;比重(固態(tài))4。來源地基土壤中有鐳?;◢弾r、水泥、石膏、部分天然石材中含有鐳。天然氣中含有氡。43氡(Rn):Radon氡是一種無色、無味、自然界唯一的44氡(Rn):Radon

危害物理性危害易擴散,溶于水和脂肪。極易進入人體呼吸系統(tǒng)造成放射性損傷。肺癌的第二大誘因,潛伏期15年以上。防護建材局與衛(wèi)生部1993年的天然石材的放射性控制標準:A類可居室內(nèi)使用,C類只能在外表面使用表面涂層可阻擋氡的逸出;加大通風換氣次數(shù),降低室內(nèi)氡氣濃度。44氡(Rn):Radon危害45VOC

(VolatileOrganicCompounds)

常見種類數(shù)10種到上百種,主要由脂肪族碳水化合物,芳香族碳水化合物組成。例如酒精類、甲醛、甲苯、四氯化碳等,主要對人體的呼吸器官和神經(jīng)器官有影響。根據(jù)沸點不同可分50---100℃VVOC(VeryVOC)100---260℃VOC260---400℃SVOC(Semi-VOC)400℃以上POM(Particulateorganicmatter)45VOC(VolatileOrganicCompou46VOC

(VolatileOrganicCompounds)

特點單獨濃度不高,但多種微量VOC的共同作用不可忽視。長期低劑量釋放,對人體危害大。引起頭痛、惡心等癥狀。

來源:各種漆、涂料、膠粘劑、阻燃劑、防水劑、防腐劑、防蟲劑室內(nèi)建材家具46VOC(VolatileOrganicCompou47VOC

(VolatileOrganicCompounds)影響IAQ的主要是VVOC、VOC和SVOC

由于VOC種類很多,難以檢測和分類,世界衛(wèi)生組織WHO在1987年給出了一個室內(nèi)總VOC(TVOC)的含量不能超過0.3mg/m3的上限值;我國民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境指標TVOC指標為0.5mg/m3

。疑問:IAQ差

超標,濃度指標合適嗎?47VOC(VolatileOrganicCompou48甲醛(HCOH)

特點無色,有強烈刺激性氣味。水溶液為福爾馬林大氣中平均濃度0.005-0.01mg/m3,低于0.03mg/m3,新裝修賓館可達0.85mg/m3,控制標準為0.12mg/m3

來源工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學煙霧建筑材料:地毯、人造板、泡沫樹脂保溫板***裝修材料:膠粘劑、涂料***日化產(chǎn)品:清潔劑、消毒劑、液化石油氣48甲醛(HCOH)特點49甲醛

危害濃度0.1mg/m3有異味影響

0.6mg/m3以上刺激粘膜(眼、呼吸道等),產(chǎn)生變態(tài)反應(眼紅、流淚、咽干等)、惡心、胸悶等。

6.5mg/m3以上引起肺炎、肺水腫,甚至導致死亡。有致畸、致癌作用。對神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、肝臟都有危害。釋放特性釋放期長,3-15年。高溫、高濕條件下甲醛散發(fā)力度加大。49甲醛危害50氣味分子污染

影響空氣的新鮮度和IAQ的可接受性。低濃度污染,不會超過權(quán)威機構(gòu)的上限值。分子的重量為1m微粒的1/1010倍,擴散速度極快,難以控制。因此源控制最重要。來源廚房、衛(wèi)生間人體生物污染煙草煙霧低濃度VOC和其它有氣味的污染物50氣味分子污染影響空氣的新鮮度和IAQ的可接受性。51包括煙氣、大氣塵埃、纖維性粒子及花粉直徑為10~100m的微粒稱作總懸浮顆粒物(TotalSuspendParticle,簡稱TSP)直徑小于10m(PM10)的微粒稱為可吸入顆粒物,可吸入并沉積在呼吸道中,造成矽肺和肺癌直徑小于2.5m(PM2.5)的微粒稱為細微粒,會進入肺泡粒徑分布(按質(zhì)量計)大氣塵中PM10占72%工業(yè)過程產(chǎn)塵,PM10占30%室內(nèi)可吸入顆粒物以細微粒為主,幾乎都是PM10粒徑<7.0μm的粒子占95%以上粒徑<3.3μm的粒子占80%~90%以上粒徑<1.1μm的粒子占50%~70%,懸浮顆粒物51包括煙氣、大氣塵埃、纖維性粒子及花粉懸浮顆粒物52不同粒徑的顆粒物對人體的影響d>20md=4~20md<4m52不同粒徑的顆粒物對人體的影響d>20md=4~20m53

來源

室外來源花粉、交通生產(chǎn)過程大氣污染室內(nèi)來源人員活動、抽煙石棉建材

SVOC顆粒

附加危害成為病毒、細菌的傳播附著物

VOC附著物一、二次揚塵和室內(nèi)濕度過低是其產(chǎn)生的主要原因。避免揚塵、增強過濾、控制濕度等方式以及控制產(chǎn)生源等手段來避免污染懸浮顆粒物53來源懸浮顆粒物54微生物

病毒和細菌附于懸浮顆粒物上傳播,是傳染病的來源霉菌:滋生于潮濕陰暗的土壤、水體、空調(diào)設備中軍團病(legionnaires'disease):一種大葉性肺炎1976年在美國費城的賓西法尼亞美軍軍團會議的參加者中發(fā)生的軍團病是典型的例子。死亡率高達15-20%。軍團肺原菌是一種普遍存在的嗜水性需氧細菌:Legionella,可通過風道、給水系統(tǒng)進入室內(nèi)空氣。軍團菌霉菌真菌SARS冠狀病毒54微生物病毒和細菌軍團菌霉菌真菌SARS冠狀病毒55與空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)的急性傳染病1976年美國首次發(fā)現(xiàn)軍團菌病以來,許多國家和地區(qū)都相繼有該病的散發(fā)及爆發(fā),多次爆發(fā)與空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔有關(guān)。

WHO的資料表明:從發(fā)現(xiàn)至今,全球已經(jīng)發(fā)生50起爆發(fā)流行案例,病死率在5%~30%之間。遍布歐洲、美洲、大洋州、亞洲。美國調(diào)查估計:1.5-2萬感染/年。全球由于空調(diào)引起的20多起感染2000人,死亡130多人。55與空調(diào)系統(tǒng)有關(guān)的急性傳染病1976年美國首次發(fā)現(xiàn)軍團菌56微生物

塵螨

適宜環(huán)境20-30℃,75-85%,空氣不流通場所可引起哮喘、過敏性鼻炎、過敏性皮炎孳生地:純毛地毯、床墊控制方法:通風換氣,保持清潔顯微鏡下的塵螨56微生物塵螨顯微鏡下的塵螨57煙草煙霧:

最常見的室內(nèi)空氣污染

危害:刺激和臭味香煙煙氣的典型組成成分(mg/支):成分主流煙氣二次煙氣燃過的煙草350400全部顆粒2045尼古丁11.7一氧化碳2080二氧化碳6080氧化氮0.010.08丙稀醛0.08-----產(chǎn)生煙氣時間20s550s57煙草煙霧:

最常見的室內(nèi)58臭氧

臭氧(O3):一種刺激性氣體,主要來自室外的光化學煙霧。室內(nèi)的電視機、復印機、激光印刷機、負離子發(fā)生器等在使用過程中也都能產(chǎn)生臭氧。性質(zhì):可氧化空化合物而還原,可殺菌;可被橡膠、塑料等吸附。臭氧對眼睛、粘膜和肺組織都具有刺激作用,能破壞肺的表面活性物質(zhì),并能引起肺水腫、哮喘等。標準0.16mg/m358臭氧臭氧(O3):一種刺激性氣體,主要來自室外的光化學59污染物的控制方法“堵源”─建筑設計與施工特別是圍護結(jié)構(gòu)表層材料的選用中,采用VOC等有害氣體釋放量少的材料;“節(jié)流”─切實保證空調(diào)或通風系統(tǒng)的正確設計、嚴格的運行管理和維護,使可能的污染源產(chǎn)污量降低到最小程度;“稀釋”─保證足夠的新風量或通風換氣量,稀釋和排除室內(nèi)氣態(tài)污染物。這也是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的基本方法?!扒宄暴げ捎酶鞣N物理或化學方法如過濾、吸附、吸收、氧化還原等將空氣中的有害物清除或分解掉。5.室內(nèi)空氣污染的去除方法59污染物的控制方法“堵源”─建筑設計與施工特別是圍護結(jié)構(gòu)60空氣凈化方法和原理空氣過濾吸附方法紫外燈殺菌靜電吸附納米材料光催化等離子放電催化臭氧消毒滅菌利用植物凈化空氣60空氣凈化方法和原理空氣過濾61過濾器主要功能:處理空氣中的顆粒污染。常見誤解:過濾器像篩子一樣,只有當懸浮在空氣中的顆粒粒徑比濾網(wǎng)的孔徑大時才能被過濾掉。其實,過濾器和篩子的工作原理大相徑庭。過濾器過濾照片5.1空氣過濾去除懸浮顆粒物61過濾器主要功能:處理空氣中的顆粒污染。過濾器過濾照片5.625.1空氣過濾器原理①擴散:由于擴散作用,d<0.2μm的粒子明顯偏離其流線,與濾材相遇,被捕獲。②中途攔截:d>0.5μm的粒子擴散效應不明顯,但可能因為尺寸較大而和過濾器纖維碰上。③慣性碰撞:具有比較大慣性的、比較重(d>0.5μm)的粒子通常難于繞過過濾器纖維而和纖維直接接觸,從而被捕獲。④靜電捕獲:粒子或者過濾器纖維被有意帶上電荷,這樣靜電力就可在捕獲粒子中起重要作用。⑤篩子過濾:直徑大的粒子。625.1空氣過濾器原理①擴散:由于擴散作用,d<0.263過濾器總效率和不同作用的效果和粒徑的關(guān)系曲線中途攔截慣性碰撞擴散效果篩子效果總效果篩子碰撞攔截63過濾器總效率和不同作用的效果和粒徑的關(guān)系曲線中途攔截慣性64幾種常見過濾器的示意圖初效過濾器中效過濾器高效過濾器高效袋式過濾器64幾種常見過濾器的示意圖初效過濾器中效過濾器高效過濾器高效65過濾效率單級過濾器的效率為:過濾器阻力過濾器的容塵量過濾器主要性能指標65過濾效率過濾器主要性能指標665.2吸附方法吸附是由于吸附質(zhì)和吸附劑之間的吸附力(范德華力)而使吸附質(zhì)聚集到吸附劑表面的一種現(xiàn)象,分為:物理吸附,常見吸附質(zhì)和吸附劑之間不發(fā)生化學反應;對所吸附的氣體選擇性不強;吸附過程快,參與吸附的各相之間瞬間達到平衡;吸附過程為低放熱反應過程,放熱量比相應氣體的液化潛熱稍大;吸附劑與吸附質(zhì)間吸附力不強,在條件改變時可脫附對分子量小的化合物作用不明顯化學吸附空氣中的污染物在吸附劑表面發(fā)生化學反應對分子量小的化合物作用顯著665.2吸附方法吸附是由于吸附質(zhì)和吸附劑之間的吸附力(范67吸附對于室內(nèi)VOCs和其他污染物是一種比較有效而又簡單的消除技術(shù)。目前比較常用的吸附劑是活性炭物理吸附固體材料吸附能力的大小取決于固體的比表面積(即1g固體的表面積),比表面積越大,吸附能力越強。

5.2吸附方法67吸附對于室內(nèi)VOCs和其他污染物是一種比較有效而又簡單的68活性炭纖維:20世紀60年代發(fā)展起來的一種活性炭新品種含大量微孔,其體積占了總孔體積的90%左右,因此有較大的比表面積:多數(shù)為800~1500m2/g!與粒狀活性炭相比,活性炭纖維吸附容量大,吸附或脫附速度快,再生容易,不易粉化,不會造成粉塵二次污染。對無機氣體如SO2、H2S、NOx等和有機氣體如(VOCs)都有很強的吸附能力,特別適用于吸附去除10-9~10-6g/m3量級的有機氣體,在室內(nèi)空氣凈化方面有廣闊的應用前景。68活性炭纖維:20世紀60年代發(fā)展起來的一種活性炭新品種69活性炭的吸附性能物質(zhì)名稱飽和吸附量(%) SO2 10 Cl215 CS215 C6H6(苯) 24 O3

能還原為O2烹調(diào)臭味 30廁所臭味 3069活性炭的吸附性能物質(zhì)名稱飽和吸附量(%70化學吸附普通活性炭對分子量小的化合物(如氨、硫化氫和甲醛)吸附效果較差,故一般采用浸漬高錳酸鉀的氧化鋁作為吸附劑進行化學吸附。浸漬高錳酸鉀的氧化鋁和活性炭對一些空氣污染物吸附效果比較表吸附量(%)NO2NOSO2甲醛HS甲苯浸漬高錳酸鉀的氧化鋁1.562.858.074.1211.11.27活性炭9.150.715.351.552.5920.9670化學吸附普通活性炭對分子量小的化合物(如氨、硫化氫和甲醛715.3紫外燈殺菌(UltravioletGermicidal

Irradiation,UVGI)紫外輻照殺菌是常用的空氣中殺菌方法,在醫(yī)院已被廣泛使用。紫外光譜分為UVA(320-400nm)、UVB(280-320nm)和UVC(100-280nm),波長短的UVC殺菌能力較強。185nm以下的輻射會產(chǎn)生臭氧。一般紫外燈安置在房間上部,不直接照射人,空氣受熱源加熱向上運動緩慢進入紫外輻照區(qū),受輻照后的空氣再下降到房間的人員活動區(qū),在這一過程中,細菌和病毒會不斷被降低活性,直至滅殺。紫外燈殺菌需要一定的作用時間,一般細菌在受到紫外燈發(fā)出的輻射數(shù)分鐘后才死亡。715.3紫外燈殺菌(UltravioletGermi72

5.4靜電吸附

屏蔽板激化纖維7000V直流電壓激化纖維空氣725.4靜電吸附屏蔽板激化纖維7000V直流電壓735.4靜電吸附(雙級)Howahigh-voltageelectronicaircleanerworks.ELECTRONICALLYCLEANEDAIRCIRCULATEDBACKTHROUGHYOURBUILDINGELECTRICALLYCHARGEDPLATESATTRACTPARTICLESLIKEMAGNETSELECTRONICALLYCHARGEDWIRESZAPPARTICLESAIRFLOWPRE-FILTERSCREENSTAGE1:CHARGINGSECTIONSTAGE2:COLLECTIONSECTION塵埃病毒細菌花粉Smoke真菌電子凈化格柵735.4靜電吸附(雙級)Howahigh-volt74導帶價帶TiO2

是一種N型半導體,有很強的氧化性和還原性。在光化學反應中,以TiO2

作催化劑,在太陽光尤其是紫外線的照射下,使得TiO2固體表面生成空穴(h+)和電子(e-),空穴使H2O氧化,電子使空氣中的O2還原,在此過程中,生成OH基團。OH基團的氧化能力很強,可使有機物(VOC)被氧化、分解,最終分解為CO2

和H2O。5.5光催化降解VOCsH2OVOCs74導帶價帶TiO2是一種N型半導體,有很強的氧化性和75光催化納米材料TiO2甲醛光降解反應中的主要氧化還原反應:氧化反應:

還原反應:原理總結(jié):HCHO+H2O+4h++O2+4e- HCOOH+2H++2h++O2+4e- CO2+4H++O2+4e-

2H2O+CO2

75光催化納米材料TiO2甲醛光降解反應中的主要氧化還76光催化材料UV燈(關(guān))微生物VOCsUV燈(開)氧化反應還原反應降解甲醛反應過程:REPLAY光催化降解VOCs及微生物原理圖76光催化材料UV燈(關(guān))微生物VOCsUV燈(開)氧化反應77

光源要求一般在紫外光照射下VOCs才會發(fā)生光催化降解光催化反應器中采用的光源多為中壓或低壓汞燈。紫外光譜分為:

UVC(100-280nm)UVB(280-320nm)UVA(320-400nm)

殺菌紫外燈波長一般在UVC波段,特別在254nm附近。77光源要求一般在紫外光照射下VOCs才會發(fā)生光催化降解78不同方法空氣凈化效果比較0.07次/h78不同方法空氣凈化效果比較0.07次/h79光催化材料高壓電高壓放電平板電極平板電極帶電粒子沖擊電場應力及其熱效應UV光催化微生物VOCs5.6等離子體放電催化

利用高能電子(5eV~20eV)轟擊反應器中的氣體分子(NOx,SOx,O2和H2O等);經(jīng)過激活、分解和電離等過程產(chǎn)生氧化能力很強的自由基(·OH、·HO2)、原子氧(O)和臭氧(O3)等,這些強氧化物質(zhì)可迅速氧化掉NOx和SO2,在H2O分子作用下生成HNO3和H2SO4,把VOCs分解為H2O和CO2

。79光催化材料高壓電高壓放電平板電極平板電極帶電粒子沖擊電場80

等離子體放電催化消除微生物污染稀釋比為1:1000情況下未經(jīng)放電處理的細菌生長跡象稀釋比為1:1000情況下經(jīng)(8kV)放電處理的細菌生長跡象80等離子體放電催化消除微生物污染稀釋比為1:1000情81光催化和等離子放電催化的優(yōu)點

廣譜:可消除空氣中的多種污染物如VOCs、無機有害物以及微生物等;安全:催化劑無毒、無腐蝕,主要最終產(chǎn)物為CO2、水等無害氣體;穩(wěn)定:無需再生,可連續(xù)工作;節(jié)能:反應所需能耗低。81光催化和等離子放電催化的優(yōu)點廣譜:可消除空氣中的多種污825.7臭氧殺菌消毒

臭氧,一種刺激性氣體,是已知的最強的氧化劑之一,其強氧化性、高效的消毒作用使其在室內(nèi)空氣凈化方面有著積極的貢獻。

臭氧的主要應用在于滅菌消毒,它可即刻氧化細胞壁,直至穿透細胞壁與其體內(nèi)的不飽和鍵化合而殺死細菌,這種強的滅菌能力來源于其高的還原電位。

名稱分子式標準電極電位V名稱分子式標準電極電位V臭氧O32.07二氧化氯ClO21.50雙氧水H2O21.78氯氣Cl21.36高錳酸離子MnO21.67常見的滅菌消毒物質(zhì)的還原電位表825.7臭氧殺菌消毒名稱分子式標準電極電位名稱分子式標準83

空氣中殺菌消毒所需時間

紫外照射、納米光催化、等離子體放電催化和臭氧殺菌所需時間一般都為數(shù)分鐘。83空氣中殺菌消毒所需時間845.8利用植物凈化空氣美國宇航局科學家威廉發(fā)現(xiàn)綠色植物對居室和辦公室的污染空氣有很好的凈化作用:24小時照明條件下,蘆薈吸收了1m3空氣中90%的醛;90%的苯在常青藤中消失;龍舌蘭則可吞食70%的苯、50%的甲醛和24%的三氯乙烯;吊蘭能吞食96%的一氧化碳,86%的甲醛。威廉的實驗證實:

綠色植物吸入化學物質(zhì)的能力來自于盆栽土壤中的微生物,而不主要是葉子。與植物同時生長在土壤中的微生物在經(jīng)歷代代遺傳后,其吸收化學物質(zhì)的能力還會加強。845.8利用植物凈化空氣美國宇航局科學家威廉發(fā)現(xiàn)綠色植物855.8利用植物凈化空氣

可以作為室內(nèi)空氣污染物的指示物的植物:紫花苜蓿:在SO2濃度超過0.3ppm時,接觸一段時間,就會出現(xiàn)受害的癥狀;貼梗海棠:在0.5ppm的臭氧中暴露半小時就會有受害反應;香石竹、番茄:在濃度為0.05~0.1ppm的乙烯下幾個小時,花萼就會發(fā)生異?,F(xiàn)象855.8利用植物凈化空氣可以作為室內(nèi)空氣污染物的指示物86空氣凈化方法總結(jié)物理污染化學污染微生物污染普通過濾吸附靜電除塵要了解“病情”,對癥下藥。目前,空氣凈化方法產(chǎn)品宣傳中大多為“包治百病”?,F(xiàn)實世界中無萬能“靈丹妙藥”。86空氣凈化方法總結(jié)物理污染化學污染微生物污染普通過濾吸附靜87思考題

請比較不同室內(nèi)空氣凈化方法的優(yōu)缺點。

根據(jù)公式(5-2),請繪出PD-ACC的關(guān)系曲線?

在SARS肆虐期間,為安全起見,一些人在空調(diào)系統(tǒng)中放置紫外燈殺毒滅菌,你對此有何評價?

在空調(diào)系統(tǒng)里面釋放臭氧殺菌的方法是否可行?87思考題請比較不同室內(nèi)空氣凈化方法的優(yōu)缺點。88本章參考文獻JohnDS,JonathanMS,JohnFM.IndoorAirQualityHandbook.the1stedition.NewYork:McGraw-HillCompanies,Inc.,2001YinpingZhang,RuiYang,AmodelofphotocatalyticaircleanerforanalyzingtheperformanceofremovingVOCsinindoorairanditsapplications,AtmosphericEnvironment,Vol.37,2003,pp.3395-3399.楊學昌、柯銳、夏天、周遠翔,納米TiO2等離子體放電催化空氣凈化技術(shù)的研究,電工電能新技術(shù),2004年01期楊學昌、周遠翔等,納米二氧化鈦等離子體放電催化殺菌的試驗研究,電工電能新技術(shù),2004年02期88本章參考文獻JohnDS,JonathanMS89第五章

建筑空氣品質(zhì)1第五章

建筑空氣品質(zhì)90課程內(nèi)容室內(nèi)空氣品質(zhì)簡介室內(nèi)空氣污染源和污染途徑室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法與指標室內(nèi)空氣污染物對人體健康的影響室內(nèi)空氣污染的去除方法2課程內(nèi)容室內(nèi)空氣品質(zhì)簡介91為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?人們有超過90%的時間是在室內(nèi)度過的室內(nèi)空氣環(huán)境比室外還要重要1.室內(nèi)空氣品質(zhì)簡介3為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?人們有超過90%的時間是在室內(nèi)92SBS-SickBuildingSyndrome

病態(tài)建筑綜合癥:現(xiàn)代都市病

癥狀頭痛、惡心疲乏、失眠、記憶力衰退皮膚、粘膜有刺激感(眼紅、流淚、咽干等)呼吸紊亂特點離開病態(tài)建筑一段時間后即恢復正常只有癥狀,難以進行醫(yī)學確診,無法確定病源4SBS-SickBuildingSyndrome

病態(tài)93BRI:BuildingRelativeIllness

建筑關(guān)聯(lián)病

可由醫(yī)學認定的病原體所引起的特定疾病,可進行醫(yī)學確診,如:過敏性肺炎過敏性鼻炎哮喘軍團病有機塵中毒肺癌5BRI:BuildingRelativeIllnes94室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的原因強調(diào)節(jié)能導致的建筑密閉性增強和新風量減少新型合成材料在現(xiàn)代建筑中大量應用散發(fā)有害氣體的電器產(chǎn)品的大量使用傳統(tǒng)集中空調(diào)系統(tǒng)的固有缺點以及系統(tǒng)設計和運行管理的不合理廚房和衛(wèi)生間氣流組織不合理室外空氣污染中國1.6億m2/年的竣工面積使得室內(nèi)空氣質(zhì)量問題顯得尤為重要!6室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的原因強調(diào)節(jié)能導致的建筑密閉性增強和新風量95室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的危害

危害居住者健康降低勞動效率

1985年美國數(shù)據(jù),每年因呼吸道感染每年損失醫(yī)療費用達150億美元每年缺勤損失高達590億美元7室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的危害危害居住者健康96(1)NIOSH的調(diào)查(2)WHC的調(diào)查問題種類 數(shù)量(%)數(shù)量(%)新風量不足2525271052內(nèi)部污染物771616512外部污染物48101259建筑材料204272微生物污染26560.4無IAQ問題611232924(1)NIOSH(美國國立勞動安全衛(wèi)生研究所)1987年發(fā)表的對484所辦公建筑物的調(diào)查結(jié)果(2)WHC(加拿大衛(wèi)生和福利機構(gòu))1990年發(fā)表的對1362所辦公建 筑物的調(diào)查結(jié)果8(1)NIOSH的調(diào)查97正常大氣組分常量組分符號含量(ppm)氮氣N2780840.00氧氣O2209460.00氬氣Ar9340.00氖氣Ne18.18氦氣He5.14氪氣Kr1.14氫氣H20.502.室內(nèi)空氣污染源和污染途徑9正常大氣組分常量組分符號含量(ppm98室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源

大氣的易變量組分 符號 含量(ppm)

水蒸氣 H2O130000

二氧化碳 CO2350

甲烷 CH41.67

一氧化碳 CO0.19

臭氧 O30.04

氨氣 NH30.004

二氧化氮 NO20.001

二氧化硫 SO20.001

一氧化氮 NO0.000510室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源大氣的易變量組分99室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源

燃料的燃燒、交通工具、工業(yè)企業(yè)、城市垃圾等造成的:NOx、SOx、H2S、懸浮顆粒物、煙霧等地層放射性污染被污染的水11室內(nèi)空氣污染物的來源之一:室外來源燃料的燃燒、交通工具100室內(nèi)空氣污染物的來源之二:

室內(nèi)來源

生產(chǎn)工藝工程:有機溶劑的蒸汽、燃燒產(chǎn)生的有毒氣體、刺激性氣體、生產(chǎn)性粉塵等

人員活動廚房燃燒產(chǎn)物衛(wèi)生間污染設計或管理不良的HVAC系統(tǒng)

化學品污染建材、裝修材料、日用化學產(chǎn)品家具和辦公用品12室內(nèi)空氣污染物的來源之二:

室內(nèi)來源生101家居活動污染13家居活動污染102建材、裝修材料、日化產(chǎn)品14建材、裝修材料、日化產(chǎn)品103空調(diào)設備與管道污染過濾器表冷器風道風機15空調(diào)設備與管道污染過濾器表冷器風道風機104室內(nèi)污染物的來源16室內(nèi)污染物的來源105污染物類型

CO2與其他有害氣體:新陳代謝氣味:汗液蒸發(fā)、呼吸、有機物排泄、微生物分解、氨 氣等懸浮顆粒物人體呼吸道排氣污染149種:CO2、氨、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等病毒、細菌室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

人體生物污染17污染物類型室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

106室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

人體生物污染

人體其他污染物皮膚排泄物:CO2、CO、丙酮、苯、甲醛、甲烷、皮屑(英國:占室內(nèi)灰塵的90%)、毛發(fā)等衣服上的灰塵、細菌

煙草的煙氣:尼古丁、甲醛、CO等18室內(nèi)空氣污染物的來源之三:

人體生物污染人體其107IAQIndoorAirQuality

室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價

兩種思路機械論強調(diào)室內(nèi)空氣成分與濃度,采用一系列污染物濃度指標來進行評價。IAQ問題成為單純的物理化學問題。但低濃度條件下,儀器無法測定時就無能為力。人是標準的提供者,只影響被評價區(qū)域受關(guān)注的權(quán)重。人數(shù)和位置一定,IAQ的評價就與人無關(guān)。強調(diào)人的感覺提出“感知的空氣品質(zhì)”(PerceivedAirQuality)理由:多種污染物存在的條件下,組分比例構(gòu)成不同,各種組分對人的感覺的影響也會產(chǎn)生變化;空氣成分相同條件下,溫、濕度不同會導致人對IAQ的感覺不同問題復雜化:空氣組分與感知的空氣品質(zhì)是什么關(guān)系?3.室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法與指標19IAQIndoorAirQuality

室內(nèi)空氣108感知的空氣品質(zhì)丹麥工業(yè)大學P.O.Fanger的定義(1989):品質(zhì)反映了人們要求的程度,如果人們對空氣滿意,就是高品質(zhì);反之,就是低品質(zhì)。從純主觀感受出發(fā)。

ASHRAE62-1989:良好IAQ是空氣中沒有已知的污染物達到公認的權(quán)威機構(gòu)所確定的有害濃度指標,并且處于這種空氣中的絕大多數(shù)人(≥80%)對此沒有表示不滿意主觀感受與客觀評價結(jié)合。

ASHRAE62-1989R:可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì):同上可接受的感知室內(nèi)空氣品質(zhì):必備條件,非充分條件20感知的空氣品質(zhì)丹麥工業(yè)大學P.O.Fanger的定義(1109室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法

方法1:測量室內(nèi)污染物濃度客觀評價問題:用什么作為代表性的污染物?(測什么?)低濃度下的測量受到儀器精度的限制方法2:調(diào)查問卷主觀評價問題:主觀評價結(jié)果往往與客觀評價結(jié)果矛盾:客觀測量值遠遠低于控制標準,但主觀感覺不好客觀測量值可能有些問題,但主觀感覺并不差人們感覺不舒服的原因很多,不知道哪些是IAQ的問題(熱環(huán)境、顏色、照度、工作壓力等也有影響)。21室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法方法1:測量室內(nèi)污染物濃度客110室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法

室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)(IEQIndoorEnvironmentQuality)

大量研究證明,引起病態(tài)建筑綜合癥的并非某一種室內(nèi)污染物的單獨作用,也并非完全由室內(nèi)空氣中的污染物所致,而是多種因素的綜合作用。室內(nèi)空氣品質(zhì)、舒適度、噪聲、照明、社會心理壓力、工作壓力、工作區(qū)背景等因素對室內(nèi)人員生理和心理上的單獨和綜合的作用。22室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)(IEQIndo111室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標

閾值純客觀指標,與暴露水平(暴露時間與暴露劑量)有關(guān)閾值的種類時間的加權(quán)平均閾值:8h工作日或35h工作周加權(quán)平均濃度,在該濃度下日復一日停留的人員幾乎均無有害影響。使用最廣泛的閾值。短期暴露極限閾值:15分鐘暴露無害。最高極限閾值:瞬間暴露無害。時間的加權(quán)平均閾值確定的困難低濃度污染物對人體的長期影響難以確定多種低濃度有害物的共同作用難以確定23室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標閾值純客觀指標,與暴112室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標氣體污染物濃度:體積濃度(ppm)、質(zhì)量濃度(mg/m3)放射性氣體濃度(Bq/m3),1Bq/m3表示1m3氣體中,每秒有1個放射性原子核發(fā)生衰變。懸浮顆粒物質(zhì)量濃度:mg/m3

計數(shù)濃度:粒/cm3

微生物撞擊法:菌落形成單位(CFU)/m3

沉降法:個(菌落)/皿24室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評價指標氣體污染物濃度:體積濃度(p113空氣污染的主觀評價指標

氣味人們往往根據(jù)氣味評判空氣質(zhì)量鼻子的特征比任何測量儀表都靈敏嗅覺有時間適應性:難以定量個體有差異,難以作為客觀標準鼻子的靈敏度隨空氣的溫濕度改變

P.O.Fanger的研究結(jié)論為:IAQ隨空氣焓值的降低而提高。25空氣污染的主觀評價指標氣味114溫濕度和IAQ滿意度的關(guān)系26溫濕度和IAQ滿意度的關(guān)系115鼻子感覺的生理基礎(chǔ)27鼻子感覺的生理基礎(chǔ)116鼻子感覺的生理基礎(chǔ)嗅覺溫覺化學感覺28鼻子感覺的生理基礎(chǔ)嗅覺溫覺化學感覺117空氣污染的主觀評價指標感知負荷(sensoryload),表征室內(nèi)污染源的強弱,olf定義:一個標準人引起的感知污染負荷被稱為1olf,而其他類型的人或者家具等污染源均被等效為不同數(shù)量的標準人,表征成標準人后不同的污染源可以進行簡單的疊加室內(nèi)有3個標準人和4個等效標準人的家具,則該室內(nèi)的感知污染負荷為7olf。感知空氣品質(zhì)PAQ(PerceivedAirQuality),表示在一定的通風量情況下人對室內(nèi)污染源的感覺,pol定義:在一個空間內(nèi),1olf的感觀負荷的源,在通風量1L/s下的感知空氣品質(zhì),1pol=1olf/(L/s)比pol小的常用單位是dp,1dp=0.1pol。

不滿意率29空氣污染的主觀評價指標感知負荷(sensoryload118典型氣味、成分和來源氣味特點化學成分典型氣味源臭雞蛋氣味H2S精煉廠、污水廠、垃圾場肥料氣味、牲口圈氣味主要為硫化物:二甲基硫化物、二甲基二硫化物下水道、堆制肥料、垃圾場爛卷心菜氣味甲基硫醇水果工廠、精練廠、化工廠洋蔥味丙烷天然氣t-丁基魚腥味胺顏料廠、污水廠、堆肥汗味、體味有機酸,如苯基乙酸衣物霉味醌亞胺、C6-C10氧化物殺蟲劑、空調(diào)系統(tǒng)、顏料廠30典型氣味、成分和來源氣味特點化學成分典型氣味源臭雞蛋氣味119氣味的評價指標

氣味濃度C:閾值稀釋倍數(shù)(D/T)可感閾可識別閾(比可感閾的污染物濃度高2~5倍)以大部分人(50%)受試者能夠識別出的稀釋倍數(shù)作為氣味濃度的識別閾值氣味強度I

對空氣品質(zhì)的不滿意百分比PD

對空氣品質(zhì)的可接受度ACC(-1~1)31氣味的評價指標氣味濃度C:閾值稀釋倍數(shù)(D/T)120室內(nèi)空氣品質(zhì)標準中國:規(guī)定了室內(nèi)污染物濃度的上限。除污染物濃度外,均考慮了溫濕度、風速、噪聲、照明等影響,相當于反映了部分IEQ水平公共場所衛(wèi)生標準,GB16153-1996室內(nèi)空氣質(zhì)量標準,國標號GB/T18883-2002民用建筑室內(nèi)污染環(huán)境控制規(guī)范,GB50325-2001室內(nèi)裝飾裝修材料有害物質(zhì)限量國家標準,GB18580-2001室內(nèi)空氣中甲醛衛(wèi)生標準GB/T16127住房內(nèi)氡濃度控制標準,GB/T16146室內(nèi)空氣中細菌總數(shù)衛(wèi)生標準,GB/T17093室內(nèi)空氣中二氧化碳衛(wèi)生標準,GB/T17094室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標準,GB/T17095室內(nèi)空氣中氮氧化物衛(wèi)生標準,GB/T17096室內(nèi)空氣中二氧化硫衛(wèi)生標準,GB/T17097國外:給出了感知空氣品質(zhì)不滿意率與新風量的關(guān)系歐洲:CENCR1752美國:ASHRAE6232室內(nèi)空氣品質(zhì)標準中國:規(guī)定了室內(nèi)污染物濃度的上限。除污染121民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2001)

民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境指標Ⅰ類民用建筑工程:住宅、宿舍、醫(yī)院病房、老年建筑、幼兒園、學校教室等建筑工程;

II類民用建筑工程:旅店、辦公樓、文化娛樂場所、書店、圖書館、展覽館、體育館、商場(店)、公共交通工具等候室、醫(yī)院候診室、飯館、理發(fā)店等公共建筑工程。33民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2001)民用建筑工122用大氣質(zhì)量指數(shù)法對室外空氣的綜合品質(zhì)進行客觀評價污染物分指數(shù)算術(shù)疊加指數(shù)綜合指數(shù)多種污染物衡量標準

室外空氣質(zhì)量標準(參考)實測濃度標準上限34用大氣質(zhì)量指數(shù)法對室外空氣的綜合品質(zhì)進行客觀評價多種污染123國家環(huán)保局的中國大氣空氣質(zhì)量分級

評價客觀 級別 綜合指數(shù)I 說明

I 0~0.49清潔,適宜人類生活

II 0.5~0.99未污染,污染物不超標,人類生活正常

III 1.0~1.49輕污染,至少有1個指標超標,敏感者 受害。

IV 1.50~1.99中污染,2-3個指標超標,人群健康 明顯受害,敏感者受害嚴重。

V 2.00重污染。3-4個指標超標,人群健康 明顯受害,敏感者可能死亡。35國家環(huán)保局的中國大氣空氣質(zhì)量分級 評價客觀1241998年全國主要城市空氣污染算術(shù)疊加指數(shù)(年均值)SO2

,氫氧化物,懸浮顆粒物361998年全國主要城市空氣污染算術(shù)疊加指數(shù)(年均值)SO125空氣污染物的種類及其危害

氣體污染物

CO2

氨揮發(fā)性有機化合物VOC

氣味分子污染

懸浮顆粒物-可吸入顆粒物

微生物(病毒、細菌、塵螨)

其它(油煙、煙草煙霧、臭氧等)4.室內(nèi)空氣污染對人健康的影響37空氣污染物的種類及其危害氣體污染物4.室內(nèi)空氣污染對126CO2

常用指標

室內(nèi)來源主要為人體代謝過程:人體呼出的空氣中約占4%,與人體代謝率有關(guān);兒童為成年人的50%。排出CO2越多,同時排出其它代謝廢氣也越多。有機物燃燒過程:炊事、抽煙在室外空氣中的濃度

CO2為300-400ppm,O2為209460ppm

目前居住建筑的控制標準高級客房:700ppm

普通居住空間:1000ppm

過渡空間:2000ppm38CO2常用指標室內(nèi)來源127CO2

常用指標

作用一般濃度下,無毒,無臭。超過700ppm,敏感者能覺察到人體的其它代謝污染;超過1000ppm,較多人感到不舒服;超過10,000ppm,呼吸深度顯著增加;超過40,000ppm(4%),出現(xiàn)呼吸困難,頭痛、頭暈,意識水平降低;超過100,000ppm(10%),窒息死亡。為什么測CO2作指標?易測反映了其它人體代謝污染物產(chǎn)生的水平不能反映其它過程產(chǎn)生污染物的水平39CO2常用指標作用128CO2作為空氣污染的指標濃度及其意義(日本)濃度ppm 意義

7l0 連續(xù)在室的可容許值

1000 一般場合的可容許值

1500 通風換氣計算用的上限值

2000-5000不良狀態(tài)

5000以上非常不良狀

40000—50000

呼吸中樞神經(jīng)受刺激,呼吸急促加深(4-5%) 連續(xù)呼吸10分鐘,則發(fā)生強烈的呼吸 困難,頭疼18%以上 致命的40CO2作為空氣污染的指標濃度及其意義(日本)濃度ppm129氨

特性:無色,有強烈刺激性氣味。堿性物質(zhì),可感覺最低濃度為5.3ppm。來源:冬季施工過程中在混凝土中添加氨水作為防凍劑,釋放期較長,危害大。裝飾材料中的添加劑和增白劑,釋放期較短,危害較小。41氨特性:無色,有強烈刺激性氣味。堿性物質(zhì),可感覺最低濃130氨

危害濃度超過0.5~1.0mg/m3時,對人的口、鼻粘膜及上呼吸道有很強的刺激作用,造成流淚、咳嗽、呼吸困難嚴重可發(fā)生呼吸窘迫綜合癥;通過三叉神經(jīng)末梢反射作用引起心臟停搏和呼吸停止;通過肺泡進入血液,破壞運氧功能。防止污染措施禁止使用氨作防凍劑42氨危害131氡(Rn):Radon

氡是一種無色、無味、自然界唯一的天然放射性惰性氣體,由鐳蛻變產(chǎn)生。在放射療法中可用作輻射源,在科研中可用于制造中子。它最穩(wěn)定的同位素是Rn222。半衰期為3.82天。原子序數(shù)86;熔點-71℃;沸點-61.8℃;比重(固態(tài))4。來源地基土壤中有鐳?;◢弾r、水泥、石膏、部分天然石材中含有鐳。天然氣中含有氡。43氡(Rn):Radon氡是一種無色、無味、自然界唯一的132氡(Rn):Radon

危害物理性危害易擴散,溶于水和脂肪。極易進入人體呼吸系統(tǒng)造成放射性損傷。肺癌的第二大誘因,潛伏期15年以上。防護建材局與衛(wèi)生部1993年的天然石材的放射性控制標準:A類可居室內(nèi)使用,C類只能在外表面使用表面涂層可阻擋氡的逸出;加大通風換氣次數(shù),降低室內(nèi)氡氣濃度。44氡(Rn):Radon危害133VOC

(VolatileOrganicCompounds)

常見種類數(shù)10種到上百種,主要由脂肪族碳水化合物,芳香族碳水化合物組成。例如酒精類、甲醛、甲苯、四氯化碳等,主要對人體的呼吸器官和神經(jīng)器官有影響。根據(jù)沸點不同可分50---100℃VVOC(VeryVOC)100---260℃VOC260---400℃SVOC(Semi-VOC)400℃以上POM(Particulateorganicmatter)45VOC(VolatileOrganicCompou134VOC

(VolatileOrganicCompounds)

特點單獨濃度不高,但多種微量VOC的共同作用不可忽視。長期低劑量釋放,對人體危害大。引起頭痛、惡心等癥狀。

來源:各種漆、涂料、膠粘劑、阻燃劑、防水劑、防腐劑、防蟲劑室內(nèi)建材家具46VOC(VolatileOrganicCompou135VOC

(VolatileOrganicCompounds)影響IAQ的主要是VVOC、VOC和SVOC

由于VOC種類很多,難以檢測和分類,世界衛(wèi)生組織WHO在1987年給出了一個室內(nèi)總VOC(TVOC)的含量不能超過0.3mg/m3的上限值;我國民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境指標TVOC指標為0.5mg/m3

。疑問:IAQ差

超標,濃度指標合適嗎?47VOC(VolatileOrganicCompou136甲

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