建筑環(huán)境學(xué)第五章-空氣環(huán)境.ppt

1、1,第五章 建筑空氣環(huán)境,2,課程內(nèi)容,1. 室內(nèi)空氣品質(zhì)簡(jiǎn)介 2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑 3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo) 4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人體健康的影響 5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,3,為什么要研究建筑的空氣環(huán)境?,人們有超過(guò)90的時(shí)間是在室內(nèi)度過(guò)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(jiǎn)介,4,SBSSick Building Syndrome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(diǎn) 離開病態(tài)建筑一段時(shí)間后即恢復(fù)正常 只有癥狀，難以進(jìn)行醫(yī)學(xué)確診，無(wú)法確定病源,1. 室內(nèi)空氣品質(zhì)簡(jiǎn)介

2、,5,BRI: Building Relative Illness建筑關(guān)聯(lián)病,可由醫(yī)學(xué)認(rèn)定的病原體所引起的特定疾病，可進(jìn)行醫(yī)學(xué)確診，如： 過(guò)敏性肺炎 過(guò)敏性鼻炎 哮喘 軍團(tuán)病 有機(jī)塵中毒 肺癌,1. 室內(nèi)空氣品質(zhì)簡(jiǎn)介,6,室內(nèi)空氣質(zhì)量下降的原因,強(qiáng)調(diào)節(jié)能導(dǎo)致的建筑密閉性增強(qiáng)和新風(fēng)量減少 新型合成材料在現(xiàn)代建筑中大量應(yīng)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(diǎn)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)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(guó)1.6億m2/年的竣工面積使得室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題顯得尤為重要！,1. 室內(nèi)空氣品質(zhì)簡(jiǎn)介,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(dòng)效

3、率 1985年美國(guó)數(shù)據(jù)，每年因呼吸道感染 每年損失醫(yī)療費(fèi)用達(dá)150億美元 每年缺勤損失高達(dá)590億美元,1. 室內(nèi)空氣品質(zhì)簡(jiǎn)介,8,(1) NIOSH的調(diào)查 (2) WHC的調(diào)查 問(wèn)題種類 數(shù)量 (% ) 數(shù)量 (%) 新風(fēng)量不足 252 52 710 52 內(nèi)部污染物 77 16 165 12 外部污染物 48 10 125 9 建筑材料 20 4 27 2 微生物污染 26 5 6 0.4 無(wú)IAQ問(wèn)題 61 12 329 24 (1) NIOSH(美國(guó)國(guó)立勞動(dòng)安全衛(wèi)生研究所)1987年發(fā)表的對(duì)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(jī)構(gòu))1990年發(fā)表的對(duì)1362所

4、辦公建 筑物的調(diào)查結(jié)果,1. 室內(nèi)空氣品質(zhì)簡(jiǎn)介,9,正常大氣組分常量,組分 符號(hào) 含量(ppm) 氮?dú)?N2 780840.00 氧氣 O2 209460.00 氬氣 Ar 9340.00 氖氣 Ne 18.18 氦氣 He 5.14 氪氣 Kr 1.14 氫氣 H2 0.50,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,10,室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源之一：室外來(lái)源,大氣的易變量組分 符號(hào)含量(ppm) 水蒸氣 H2O 130000 二氧化碳 CO2 350 甲烷 CH4 1.67 一氧化碳 CO 0.19 臭氧 O3 0.04 氨氣 NH3 0.004 二氧化氮 NO2 0.001 二氧化硫 SO2 0.0

5、01 一氧化氮 NO 0.0005,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,11,室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源之一：室外來(lái)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,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,12,室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源之二：室內(nèi)來(lái)源,生產(chǎn)工藝工程：有機(jī)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(dòng) 廚房燃燒產(chǎn)物 衛(wèi)生間污染 設(shè)計(jì)或管理不良的HVAC系統(tǒng) 化學(xué)品污染 建材、裝修材料、日用化學(xué)產(chǎn)品 家具和辦公用品,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,13,家居活動(dòng)污染,3. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,14,建材

6、、裝修材料、日化產(chǎn)品,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,15,空調(diào)設(shè)備與管道污染,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,過(guò)濾器,表冷器,風(fēng)道,風(fēng)機(jī),16,室內(nèi)污染物的來(lái)源,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,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(jī)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(xì)菌,室內(nèi)空氣污染物的來(lái)源之三：人體生物污染,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,18,室內(nèi)空氣污染物的來(lái)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(guó)：占室內(nèi)灰塵的9

7、0)、毛發(fā)等 衣服上的灰塵、細(xì)菌 煙草的煙氣：尼古丁、甲醛、CO等,2. 室內(nèi)空氣污染源和污染途徑,19,IAQIndoor Air Quality室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià),兩種思路 機(jī)械論 強(qiáng)調(diào)室內(nèi)空氣成分與濃度，采用一系列污染物濃度指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià) 。IAQ問(wèn)題成為單純的物理化學(xué)問(wèn)題。但低濃度條件下，儀器無(wú)法測(cè)定時(shí)就無(wú)能為力。 人是標(biāo)準(zhǔn)的提供者，只影響被評(píng)價(jià)區(qū)域受關(guān)注的權(quán)重。人數(shù)和位置一定，IAQ的評(píng)價(jià)就與人無(wú)關(guān)。 強(qiáng)調(diào)人的感覺 提出“感知的空氣品質(zhì)”(Perceived Air Quality) 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(duì)人的感覺的影響也會(huì)產(chǎn)生變化；空氣成分相同條

8、件下，溫、濕度不同會(huì)導(dǎo)致人對(duì)IAQ的感覺不同 問(wèn)題復(fù)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(píng)價(jià)方法與指標(biāo),20,感知的空氣品質(zhì),丹麥工業(yè)大學(xué)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(duì)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)。 ASHRAE 62-1989：良好IAQ 是空氣中沒有已知的污染物達(dá)到公認(rèn)的權(quán)威機(jī)構(gòu)所確定的有害濃度指標(biāo)，并且處于這種空氣中的絕大多數(shù)人（80）對(duì)此沒有表示不滿意 主觀感受與客觀評(píng)價(jià)結(jié)合。 ASHRAE 62-1989R： 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

9、件,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),21,室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法,方法1：測(cè)量室內(nèi)污染物濃度客觀評(píng)價(jià) 問(wèn)題： 用什么作為代表性的污染物？(測(cè)什么？) 低濃度下的測(cè)量受到儀器精度的限制 方法2：調(diào)查問(wèn)卷 主觀評(píng)價(jià) 問(wèn)題： 主觀評(píng)價(jià)結(jié)果往往與客觀評(píng)價(jià)結(jié)果矛盾： 客觀測(cè)量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制標(biāo)準(zhǔn)，但主觀感覺不好 客觀測(cè)量值可能有些問(wèn)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(wèn)題（熱環(huán)境、顏色、照度、工作壓力等也有影響）。,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),22,室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法,室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)(IEQIndoor Environment Quality) 大量研究證明，

10、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(dú)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(huì)心理壓力、工作壓力、工作區(qū)背景等因素對(duì)室內(nèi)人員生理和心理上的單獨(dú)和綜合的作用。,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),23,室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo),閾值 純客觀指標(biāo)，與暴露水平（暴露時(shí)間與暴露劑量）有關(guān) 閾值的種類 時(shí)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(fù)一日停留的人員幾乎均無(wú)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(wú)害。 最高極限閾值：瞬間暴露無(wú)害。 時(shí)間的加權(quán)平均閾值確定的困難 低濃度

11、污染物對(duì)人體的長(zhǎng)期影響難以確定 多種低濃度有害物的共同作用難以確定,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),24,室內(nèi)空氣品質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo),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)，1 Bq/ m3表示1 m3氣體中，每秒有1個(gè)放射性原子核發(fā)生衰變。 懸浮顆粒物 質(zhì)量濃度：mgm3 計(jì)數(shù)濃度：粒cm3 微生物 撞擊法：菌落形成單位（CFU）/m3 沉降法：個(gè)（菌落）/皿,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),25,空氣污染的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo),氣味 人們往往根據(jù)氣味評(píng)判空氣質(zhì)量 鼻子的特征 比任何測(cè)量?jī)x表都靈敏 嗅覺有時(shí)間適應(yīng)性：難以定量 個(gè)體有差異，難

12、以作為客觀標(biāo)準(zhǔn) 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。,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),26,溫濕度和IAQ滿意度的關(guān)系,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),27,鼻子感覺的生理基礎(chǔ),3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),28,鼻子感覺的生理基礎(chǔ),嗅覺,溫覺,化學(xué)感覺,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),29,空氣污染的主觀評(píng)價(jià)指標(biāo),感知負(fù)荷(sensory load)，表征室內(nèi)污染源的強(qiáng)弱，olf 定義：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人引起的感知污染負(fù)荷被稱為1 olf，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(biāo)準(zhǔn)人，表征成標(biāo)準(zhǔn)人后不同的污

13、染源可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的疊加 室內(nèi)有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)人和4個(gè)等效標(biāo)準(zhǔn)人的家具，則該室內(nèi)的感知污染負(fù)荷為7 olf。 感知空氣品質(zhì)PAQ (Perceived Air Quality)，表示在一定的通風(fēng)量情況下人對(duì)室內(nèi)污染源的感覺，pol 定義：在一個(gè)空間內(nèi)， 1 olf的感觀負(fù)荷的源，在通風(fēng)量1L/s下的感知空氣品質(zhì)， 1 pol1 olf/（L/s） 比pol小的常用單位是dp，1 dp0.1pol。,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),30,典型氣味、成分和來(lái)源,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),31,氣味的評(píng)價(jià)指標(biāo),氣味濃度 C：閾值稀釋倍數(shù) (D/T) 可感閾 可識(shí)別閾（比可感閾的污染物濃度高25

14、 倍） 以大部分人（50）受試者能夠識(shí)別出的稀釋倍數(shù)作為氣味濃度的識(shí)別閾值 氣味強(qiáng)度 I 對(duì)空氣品質(zhì)的不滿意百分比 PD 對(duì)空氣品質(zhì)的可接受度ACC (11),3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),32,室內(nèi)空氣品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)：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(fēng)速、噪聲、照明等影響，相當(dāng)于反映了部分IEQ水平 公共場(chǎng)所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB161531996 室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)標(biāo)號(hào)GB / T 188832002 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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，GB185802001 室內(nèi)空氣中甲醛衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB/T16127 住

15、房?jī)?nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)，GB/T16146 室內(nèi)空氣中細(xì)菌總數(shù)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB/T17093 室內(nèi)空氣中二氧化碳衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB/T17094 室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB/T17095 室內(nèi)空氣中氮氧化物衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB/T17096 室內(nèi)空氣中二氧化硫衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，GB/T17097 國(guó)外：給出了感知空氣品質(zhì)不滿意率與新風(fēng)量的關(guān)系 歐洲：CEN CR 1752 美國(guó)：ASHRAE 62,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),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(biāo) 類民用建筑工程：住宅、宿舍、醫(yī)院病房、老年建筑、幼兒園、學(xué)校教室等建筑工程； II 類民用建筑工程

16、：旅店、辦公樓、文化娛樂場(chǎng)所、書店、圖書館、展覽館、體育館、商場(chǎng)(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。,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),34,用大氣質(zhì)量指數(shù)法對(duì)室外空氣的綜合品質(zhì)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià) 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(biāo)準(zhǔn)室外空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（參考）,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),35,國(guó)家環(huán)保局的中國(guó)大氣空氣質(zhì)量分級(jí),評(píng)價(jià)客觀 級(jí)別綜合指數(shù)I 說(shuō)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(biāo)，人類生活正常 III 1.0 1.49 輕污染，至少有1個(gè)指標(biāo)超標(biāo)，敏感者 受害。 IV 1.50

17、1.99 中污染，23 個(gè)指標(biāo)超標(biāo) ，人群健康 明顯受害，敏感者受害嚴(yán)重。 V 2.00 重污染。 34 個(gè)指標(biāo)超標(biāo) ，人群健康 明顯受害，敏感者可能死亡。,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),36,1998年全國(guó)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,3. 室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo),37,空氣污染物的種類及其危害,氣體污染物 CO2 氡 氨 揮發(fā)性有機(jī)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(xì)菌、塵螨） 其它（油煙、煙草煙霧、臭氧等）,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,38,CO2 常用指標(biāo),室內(nèi)來(lái)源 主要為人體代謝過(guò)程：人體呼出

18、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(shí)排出其它代謝廢氣也越多。 有機(jī)物燃燒過(guò)程：炊事、抽煙 在室外空氣中的濃度 CO2為 300400 ppm，O2為 209460 ppm 目前居住建筑的控制標(biāo)準(zhǔn) 高級(jí)客房：700 ppm 普通居住空間：1000 ppm 過(guò)渡空間：2000 ppm,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,39,CO2 常用指標(biāo),作用 一般濃度下，無(wú)毒，無(wú)臭。 超過(guò)700 ppm，敏感者能覺察到人體的其它代謝污染； 超過(guò) 1000 ppm，較多人感到不舒服； 超過(guò) 10,000 ppm，呼吸深度顯著增加； 超過(guò) 40,000 ppm（4），出現(xiàn)

19、呼吸困難，頭痛、頭暈，意識(shí)水平降低； 超過(guò)100,000 ppm（10），窒息死亡。 為什么測(cè)CO2作指標(biāo)？ 易測(cè) 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(guò)程產(chǎn)生污染物的水平,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,40,CO2作為空氣污染的指標(biāo)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(chǎng)合的可容許值 1500 通風(fēng)換氣計(jì)算用的上限值 2000-5000 不良狀態(tài) 5000以上 非常不良狀 4000050000 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(qiáng)烈的呼吸困難，頭疼 18%以上 致命的,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康

20、的影響,41,氨,特性：無(wú)色，有強(qiáng)烈刺激性氣味。堿性物質(zhì)，可感覺最低濃度為 5.3 ppm。 來(lái)源： 冬季施工過(guò)程中在混凝土中添加氨水作為防凍劑，釋放期較長(zhǎng)，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。,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,42,氨,危害 濃度超過(guò)0.51.0mg/m3時(shí)，對(duì)人的口、鼻粘膜及上呼吸道有很強(qiáng)的刺激作用，造成流淚、咳嗽、呼吸困難 嚴(yán)重可發(fā)生呼吸窘迫綜合癥； 通過(guò)三叉神經(jīng)末梢反射作用引起心臟停搏和呼吸停止； 通過(guò)肺泡進(jìn)入血液，破壞運(yùn)氧功能。 防止污染措施 禁止使用氨作防凍劑,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,43,氡(Rn)：Radon,氡是一種無(wú)色、無(wú)

21、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(diǎn)-71；沸點(diǎn)-61.8；比重（固態(tài)）4。 來(lái)源 地基土壤中有鐳。 花崗巖、水泥、石膏、部分天然石材中含有鐳。 天然氣中含有氡。,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,44,氡(Rn)：Radon,危害 物理性危害 易擴(kuò)散，溶于水和脂肪。極易進(jìn)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(hù) 建材局與衛(wèi)生部1993年的天然石材的放射性控制標(biāo)準(zhǔn)：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；

22、 加大通風(fēng)換氣次數(shù)，降低室內(nèi)氡氣濃度。,4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,45,VOC (Volatile Organic Compounds),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(duì)人體的呼吸器官和神經(jīng)器官有影響 。 根據(jù)沸點(diǎn)不同可分 50-100 VVOC (Very VOC) 100-260 VOC 260-400 SVOC (Semi-VOC) 400以上 POM (Particulate organic matter),4. 室內(nèi)空氣污染對(duì)人健康的影響,46,VOC (Volatile Organic Co

23、mpounds),特點(diǎn) 單獨(dú)濃度不高，但多種微量VOC的共同作用不可忽視。 長(zhǎng)期低劑量釋放，對(duì)人體危害大。 引起頭痛、惡心等癥狀。 來(lái)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,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,47,VOC (Volatile Organic Compounds),影響室內(nèi)IAQ的主要是VVOC 、VOC和SVOC 由于VOC種類很多，難以檢測(cè)和分類，世界衛(wèi)生組織WHO在1987年給出了一個(gè)室內(nèi)總VOC (TVOC)的含量不能超過(guò) 0.3mg/m3的上限值；我國(guó)民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境指標(biāo)TVOC指標(biāo)為 0.5mg/m3 。 疑問(wèn)： IAQ差 超

24、標(biāo)，濃度指標(biāo)合適嗎？,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,48,甲醛(HCOH),特點(diǎn) 無(wú)色，有強(qiáng)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(dá) 0.85mg/m3，控制標(biāo)準(zhǔn)為0.12mg/m3 來(lái)源 工業(yè)廢氣、汽車尾氣、光化學(xué)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,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,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(yīng)(眼紅、流淚、咽干等)、惡心、胸悶等。 6

25、.5mg/m3以上引起肺炎、肺水腫，甚至導(dǎo)致死亡。 有致畸、致癌作用。 對(duì)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(zhǎng)，315年。 高溫、高濕條件下甲醛散發(fā)力度加大。,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,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(huì)超過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)的上限值。 分子的重量為1m微粒的1/1010倍，擴(kuò)散速度極快，難以控制。因此源控制最重要。 來(lái)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,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,51,包括煙氣、大氣塵埃、纖維性粒子及花粉 直徑為10100 m的微粒稱作總懸浮顆粒物（To

26、tal Suspend Particle, 簡(jiǎn)稱TSP） 直徑小于10 m(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2.5 m(PM2.5)的微粒稱為細(xì)微粒，會(huì)進(jìn)入肺泡 粒徑分布（按質(zhì)量計(jì)） 大氣塵中PM10占72% 工業(yè)過(guò)程產(chǎn)塵，PM10占30% 室內(nèi)可吸入顆粒物以細(xì)微粒為主，幾乎都是PM10 粒徑7.0m的粒子占95以上 粒徑3.3m的粒子占8090以上 粒徑1.1m的粒子占5070，,懸浮顆粒物,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,52,不同粒徑的顆粒物對(duì)人體的影響,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,53,來(lái)源 室外來(lái)源 花粉、交通 生產(chǎn)過(guò)程

27、大氣污染 室內(nèi)來(lái)源 人員活動(dòng)、抽煙 石棉建材 SVOC顆粒 附加危害 成為病毒、細(xì)菌的傳播附著物 VOC附著物 一、二次揚(yáng)塵和室內(nèi)濕度過(guò)低是其產(chǎn)生的主要原因。避免揚(yáng)塵、增強(qiáng)過(guò)濾、控制濕度等方式以及控制產(chǎn)生源等手段來(lái)避免污染,懸浮顆粒物,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,54,微生物,病毒和細(xì)菌 附于懸浮顆粒物上傳播，是傳染病的來(lái)源 霉菌：滋生于潮濕陰暗的土壤、水體、空調(diào)設(shè)備中 軍團(tuán)病(legionnaires disease)：一種大葉性肺炎 1976年在美國(guó)費(fèi)城的賓西法尼亞美軍軍團(tuán)會(huì)議的參加者中發(fā)生的軍團(tuán)病是典型的例子。死亡率高達(dá)15-20%。 軍團(tuán)肺原菌是一種普遍存在的嗜水性需氧細(xì)菌：L

28、egionella，可通過(guò)風(fēng)道、給水系統(tǒng)進(jìn)入室內(nèi)空氣。,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,軍團(tuán)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(guó)首次發(fā)現(xiàn)軍團(tuán)菌病以來(lái)，許多國(guó)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?xì)W洲、美洲、大洋州、亞洲。 美國(guó)調(diào)查估計(jì)：1.5-2萬(wàn)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。,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,56,微生物,塵螨 適宜環(huán)境2030，7585，空氣不流通場(chǎng)所 可引起哮喘、

29、過(guò)敏性鼻炎、過(guò)敏性皮炎 孳生地：純毛地毯、床墊 控制方法：通風(fēng)換氣，保持清潔,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,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(guò)的煙草 350 400 全部顆粒 20 45 尼古丁 1 1.7 一氧化碳 20 80 二氧化碳 60 80 氧化氮 0.01 0.08 丙稀醛 0.08 - 產(chǎn)生煙氣時(shí)間 20s 550s,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,58,臭氧,臭氧(O3)：一種刺激性氣體，主要來(lái)自室外的光化學(xué)煙霧。室內(nèi)的電視機(jī)、復(fù)印機(jī)、激光印刷機(jī)、負(fù)離子發(fā)生器等在

30、使用過(guò)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(duì)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(biāo)準(zhǔn)0.16mg/m3,4. 室內(nèi)空氣污染物對(duì)人健康的影響,59,污染物的控制方法,“堵源” 建筑設(shè)計(jì)與施工特別是圍護(hù)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(shí)保證空調(diào)或通風(fēng)系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的運(yùn)行管理和維護(hù)，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(fēng)量或通風(fēng)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。 “清除”采用各種物理或化學(xué)方法如過(guò)濾、

31、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,60,空氣凈化方法和原理,空氣過(guò)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,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,61,過(guò)濾器主要功能：處理空氣中的顆粒污染。 常見誤解：過(guò)濾器像篩子一樣，只有當(dāng)懸浮在空氣中的顆粒粒徑比濾網(wǎng)的孔徑大時(shí)才能被過(guò)濾掉。其實(shí)，過(guò)濾器和篩子的工作原理大相徑庭。,過(guò)濾器過(guò)濾照片,5.1空氣過(guò)濾去除懸浮顆粒物,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,62,5.1空氣過(guò)濾器原理,擴(kuò)散：由于擴(kuò)散作用， d0.5m的粒子擴(kuò)散效應(yīng)不明顯，但可能因?yàn)槌叽巛^大而和過(guò)

32、濾器纖維碰上。 慣性碰撞：具有比較大慣性的、比較重(d0.5m)的粒子通常難于繞過(guò)過(guò)濾器纖維而和纖維直接接觸， 從而被捕獲。 靜電捕獲：粒子或者過(guò)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。 篩子過(guò)濾：直徑大的粒子。,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,63,過(guò)濾器總效率和不同作用的效果和粒徑的關(guān)系曲線,64,幾種常見過(guò)濾器的示意圖,初效過(guò)濾器,中效過(guò)濾器,高效過(guò)濾器,高效袋式過(guò)濾器,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,65,過(guò)濾效率 單級(jí)過(guò)濾器的效率為： 過(guò)濾器阻力 過(guò)濾器的容塵量,過(guò)濾器主要性能指標(biāo),5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,66,5.2 吸附方法,吸附是由于吸附質(zhì)和吸附劑之間的

33、吸附力而使吸附質(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(xué)反應(yīng)； 對(duì)所吸附的氣體選擇性不強(qiáng)； 吸附過(guò)程快，參與吸附的各相之間瞬間達(dá)到平衡； 吸附過(guò)程為低放熱反應(yīng)過(guò)程，放熱量比相應(yīng)氣體的液化潛熱稍大； 吸附劑與吸附質(zhì)間吸附力不強(qiáng)，在條件改變時(shí)可脫附 對(duì)分子量小的化合物作用不明顯 化學(xué)吸附 空氣中的污染物在吸附劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 對(duì)分子量小的化合物作用顯著,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,67,吸附對(duì)于室內(nèi)VOCs和其他污染物是一種比較有效而又簡(jiǎn)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）

34、，比表面積越大，吸附能力越強(qiáng)。,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,5.2 吸附方法,68,活性炭纖維： 20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)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8001500m2/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(huì)造成粉塵二次污染。 對(duì)無(wú)機(jī)氣體如SO2、H2S、NOx等和有機(jī)氣體如(VOCs)都有很強(qiáng)的吸附能力，特別適用于吸附去除10-910-6g/m3量級(jí)的有機(jī)氣體，在室內(nèi)空氣凈化方面有廣闊的應(yīng)用前景。,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,69,活性炭的吸附性能,物質(zhì)名稱 飽和吸附量(%)

35、SO2 10 Cl2 15 CS2 15 C6H6(苯) 24 O3 能還原為O2 烹調(diào)臭味 30 廁所臭味 30,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,70,化學(xué)吸附,普通活性炭對(duì)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(jìn)行化學(xué)吸附。,浸漬高錳酸鉀的氧化鋁和活性炭對(duì)一些空氣污染物吸附效果比較表,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,71,5.3 紫外燈殺菌 (Ultraviolet Germicidal 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(28

36、0-320nm)和UVC(100-280nm)，波長(zhǎng)短的UVC殺菌能力較強(qiáng)。 185nm以下的輻射會(huì)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(yùn)動(dòng)緩慢進(jìn)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(dòng)區(qū)，在這一過(guò)程中，細(xì)菌和病毒會(huì)不斷被降低活性，直至滅殺。 紫外燈殺菌需要一定的作用時(shí)間，一般細(xì)菌在受到紫外燈發(fā)出的輻射數(shù)分鐘后才死亡。,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,72,5.4 靜電吸附,屏蔽板,激化纖維,7000V直流電壓,激化纖維,空氣,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,73,5.4 靜電吸附（雙級(jí)）,電子凈化格柵,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,74,導(dǎo)帶,價(jià)帶,5

37、. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,TiO2 是一種N型半導(dǎo)體，有很強(qiáng)的氧化性和還原性。在光化學(xué)反應(yīng)中，以TiO2 作催化劑，在太陽(yáng)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(guò)程中，生成OH基團(tuán)。OH基團(tuán)的氧化能力很強(qiáng)，可使有機(jī)物（VOC）被氧化、分解，最終分解為CO2 和 H2O。,5.5 光催化降解VOCs,H2O,VOCs,75,光催化納米材料 TiO2,甲醛光降解反應(yīng)中的主要氧化還原反應(yīng)： 氧化反應(yīng)： 還原反應(yīng)： 原理總結(jié)： HCHO + H2O + 4h+ + O2 + 4e- HCOOH + 2H+ + 2h+ +

38、O2 + 4e- CO2 +4H+ + O2 + 4e- 2 H2O + CO2,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,76,光催化材料,UV燈（關(guān)）,UV燈（開）,氧化反應(yīng),還原反應(yīng),降解甲醛反應(yīng)過(guò)程：,REPLAY,光催化降解VOCs及微生物原理圖,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,77,光源要求,一般在紫外光照射下VOCs才會(huì)發(fā)生光催化降解 光催化反應(yīng)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(zhǎng)一般在UVC波段，特別在254nm附近。,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,78,不同方法空氣凈

39、化效果比較,0.07次/h,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,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(chǎng)應(yīng)力及其熱效應(yīng),UV光催化,5.6 等離子體放電催化,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,利用高能電子(5eV20eV)轟擊反應(yīng)器中的氣體分子(NOx，SOx，O2和H2O等)；經(jīng)過(guò)激活、分解和電離等過(guò)程產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自由基(OH、HO2)、原子氧(O)和臭氧(O3)等，這些強(qiáng)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 。,80,等離子體放電催化消除甲醛,初始濃度 6 ppm3,初始濃度 229 ppm3,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,81,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(xì)菌生長(zhǎng)跡象,稀釋比為1：1000情況下經(jīng)（8 kV） 放電處理的細(xì)菌生長(zhǎng)跡象,5. 室內(nèi)空氣污染的去除方法,82,光催化和等離子放電催化的優(yōu)點(diǎn),廣譜：可消除空氣中的多種污染物如VOCs、 無(wú)機(jī)有害物以及微生物等； 安全：催化劑無(wú)毒、無(wú)腐蝕，主要最終產(chǎn)物為CO2、水等無(wú)害氣體； 穩(wěn)定：無(wú)需再生，可連續(xù)工作； 節(jié)能：反應(yīng)所需能耗低。