摘要：文章從全面通風(fēng)的基本理論出發(fā)，針對影響室內(nèi)空氣中有害物濃度的三個主要因素：有害物散發(fā)量、送風(fēng)空氣中有害物濃度及通風(fēng)量，具體分析了居住及商業(yè)建筑中主要的室內(nèi)有害物散發(fā)源、影響送風(fēng)空氣中有害物濃度的主要因素、確定全面通風(fēng)量需要考慮的問題，以及在現(xiàn)有條件下從建筑設(shè)計、施工、管理、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行等多方面改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的綜合措施。同時，結(jié)合 “可持續(xù)建筑”的理念，闡明作者對建筑節(jié)能與保證室內(nèi)空氣環(huán)境之間關(guān)系的看法，并以國內(nèi)、外現(xiàn)有的“綠色建筑”評估體系為依據(jù)，分析全面通風(fēng)過程中值得推廣的節(jié)能措施。
關(guān)鍵詞：綠色建筑 全面通風(fēng) 室內(nèi)空氣品質(zhì)

1. 影響室內(nèi)空氣環(huán)境的主要因素

　　現(xiàn)代建筑對于人類不僅僅意味著一個遮風(fēng)避雨的場所，更為重要的是要提供一個健康舒適的工作、生活環(huán)境。同時，從上個世紀末開始，隨著“綠色建筑”概念的深入人心，人們對建筑與自然、生態(tài)環(huán)境的融合以及降低建筑物對能源和資源的消耗等問題出了更加具體和科學(xué)的要求。室內(nèi)空氣環(huán)境是衡量室內(nèi)環(huán)境的重要因素，而健康、舒適則是對室內(nèi)空氣環(huán)境的兩個基本要求。前者目的在于保證室內(nèi)環(huán)境不對人類造成危害，因此往往需要從生理學(xué)、病理學(xué)等角度研究室內(nèi)空氣環(huán)境對人體各種機能的影響，例如研究各種有毒、有害物質(zhì)濃度與人體疾病間的關(guān)系；后者目的是控制室內(nèi)環(huán)境符合人們愉悅的感覺，因此則更注重從生理和心理學(xué)的角度去研究各種因素對人類舒適感的影響，不同人群對各種室內(nèi)空氣熱濕環(huán)境的滿意程度等。

　　在室內(nèi)空氣熱濕環(huán)境舒適性方面，各國學(xué)者和工程技術(shù)人員已經(jīng)開展了很多卓有成效的工作，工程中也已有很多手段來保持房間的溫、濕度及空氣流速在一個令人滿意的范圍內(nèi)。而隨著各種新型材料在建筑、裝修及制造方面的應(yīng)用，房屋密閉性能的提高，各種通風(fēng)空調(diào)設(shè)備的使用等，室內(nèi)空氣中各種有害物質(zhì)帶來的健康問題則日益成為引人注目的焦點問題。迄今為止，通風(fēng)是改善室內(nèi)空氣品質(zhì)的主要技術(shù)手段。其中民用建筑中最為常用的是全面通風(fēng)方式，即將相對潔凈的空氣送入室內(nèi)，以稀釋室內(nèi)有害物質(zhì)、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，同時將被污染的空氣排出。這一過程符合全面通風(fēng)基本方程式[1]：

Ly0dτ+xdτ-Lydτ=Vfdy

　　其中，L---全面通風(fēng)量，m3/s；

　　　　　y0---送風(fēng)空氣中有害物濃度，g/ m3；

　　　　　x ---有害物散發(fā)量，g/s；

　　　　　y---在某一時刻室內(nèi)空氣中有害物濃度，g/ m3；

　　　　　Vf---房間體積，m3；

　　　　　dτ---某一段無限小的時間間隔，s；

　　　　　dy ---在dτ時間內(nèi)房間內(nèi)濃度的增量，g/ m3。

　　對公式變換后，可得出通風(fēng)量L一定時，任意時刻室內(nèi)有害物的濃度：

　　y2=y1exp(-τL/Vf)+(x/L+y0)[1-exp(-τL/Vf)]

　　由上式可見，隨著通風(fēng)時間τ的增加，室內(nèi)空氣中有害物初始濃度y1的影響會逐漸削弱，影響室內(nèi)空氣中有害物濃度的主要因素為：有害物散發(fā)量x、送風(fēng)空氣中有害物濃度y0及通風(fēng)量L。因此，要保證室內(nèi)空氣環(huán)境符合健康的要求，應(yīng)當從這三個方面來分析造成污染的原因及解決問題的方法。

　　室內(nèi)各種有害物的散發(fā)量,主要取決于室內(nèi)相應(yīng)的有害物源。這些有害物散發(fā)源包括產(chǎn)生：

建筑及裝修材料、家具、地毯、家用織物等。這些材料在生產(chǎn)及安裝過程中使用的有機溶劑和粘接劑會散發(fā)出甲醛、苯等有機揮發(fā)性氣體。石材及磚頭、土壤等建筑材料是室內(nèi)放射性物質(zhì)氡的主要來源。這些材料同時也是形成細小的可吸入固體顆粒物的主要因素之一。 各種室內(nèi)的燃燒設(shè)備、烹飪過程及人員吸煙。固體或氣體燃料及香煙的燃燒過程會產(chǎn)生CO2、CO、 SO2、NOx及煙塵，另外研究表明這也是產(chǎn)生甲醛的原因之一[2]。烹飪過程則會產(chǎn)生苯并芘。 由于設(shè)計、施工或管理等原因，使得有些室內(nèi)供水系統(tǒng)或通風(fēng)空調(diào)設(shè)備中會滋生各種細菌，例如會導(dǎo)致類似肺炎或其它呼吸系統(tǒng)疾病的軍團菌。這些細菌常常與藻類等其它微生物共生于冷卻塔、生活熱水系統(tǒng)或潮濕的空氣處理機組內(nèi)，一旦它們進入到室內(nèi)就很容易隨氣流在建筑物內(nèi)部傳播。另外，室內(nèi)空氣過于潮濕也會在衛(wèi)生間、家具表面、墻體表面滋生各種真菌、霉菌。 建筑物內(nèi)部不完善的排水系統(tǒng)。生活污水及廢水中攜帶的大量懸浮物、有機物發(fā)酵后會產(chǎn)生可燃、有毒及刺激性氣體，同時生活污水中還攜帶有大量病毒和病菌，尤其象醫(yī)院這樣病患者集中的場所。如果建筑物內(nèi)部由于排水管系中的有害氣體未及時排除等原因?qū)е鹿艿乐袎毫υ龃?，或由于施工、使用等原因使得排水不暢、管道中壓力波動過大，都會使室內(nèi)用水器具上用于防止有害氣體溢出的水封等設(shè)施失去作用，污染室內(nèi)空氣。 另外，復(fù)印機等辦公設(shè)備產(chǎn)生的臭氧；寵物身上產(chǎn)生的皮屑、毛發(fā)、細菌；人體新陳代謝產(chǎn)生的CO2、體味或病患者所攜帶的各種細菌或病毒，也是室內(nèi)空氣的污染源。

　　送風(fēng)空氣中有害物濃度主要取決于建筑物周邊空氣環(huán)境及送風(fēng)所經(jīng)過的通道。一般來講，室外空氣優(yōu)于室內(nèi)，CO2濃度低，O2含量較高。但在一些大中城市中心，由汽車尾氣所帶來CO2、CO、NOx、煙塵，由建筑施工所帶來的可吸入顆粒物，由植物所帶來的可引起過敏癥狀的花粉，由工業(yè)排放所帶來的各種有害氣體及粉塵，使得室外空氣質(zhì)量達不到大氣環(huán)境質(zhì)量標準的要求。另外，對于采用集中機械通風(fēng)或空調(diào)的建筑，設(shè)備及管道當中產(chǎn)生的污染物質(zhì)也是影響送風(fēng)空氣中有害物濃度的直接因素。而在以自然通風(fēng)為主的居住建筑中，通過近距離相對的門窗、內(nèi)天井、中庭、公共風(fēng)道、公共垃圾道等進入房間的空氣則有可能成為污染物和疫病傳入室內(nèi)。

　　全面通風(fēng)量的大小，則主要決定于自然通風(fēng)口的面積及室內(nèi)外風(fēng)壓、熱壓值，或設(shè)計者人為確定的機械通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)機功率及管道特性。在送風(fēng)空氣質(zhì)量好的情況下，增大通風(fēng)量，向房間送入更多的新鮮空氣，無疑會盡快降低室內(nèi)有害物的濃度，但若采用機械通風(fēng)的方法，需要消耗更多的能量，不符合綠色建筑的節(jié)能要求，因此應(yīng)當盡量考慮采用自然通風(fēng)的方法或利用可再生能源和新能源。文獻[3]和[4]中都將利用自然通風(fēng)作為創(chuàng)造健康、舒適室內(nèi)環(huán)境，同時降低能耗的有效手段，并對利用自然通風(fēng)的建筑在氣流組織、建筑構(gòu)造等方面提出了一些具體的要求和措施。尤其是在2003年春夏，中國突如其來地受到了SARS的襲擊，一些醫(yī)院的通風(fēng)設(shè)施成為了可能造成病毒傳播的途徑，完全采用室外新風(fēng)的自然通風(fēng)方式再次成為人們關(guān)注的焦點。

2.從多方面采取綜合措施，改善室內(nèi)空氣品質(zhì)

　　由上述分析可以看出，影響建筑物室內(nèi)空氣品質(zhì)的因素是多方面的，因此在實際工程中應(yīng)當結(jié)合建筑的具體特點，從多方面采取綜合措施來保證室內(nèi)空氣符合健康舒適的要求。

　　首先，應(yīng)當盡可能減少室內(nèi)污染源，從而降低污染物的散發(fā)量。從建筑工程本身來看，設(shè)計、施工及管理人員有責(zé)任從每個細節(jié)上注意降低污染物產(chǎn)生的可能性，如施工及裝修材料必須符合綠色建材的要求，如選用低揮發(fā)的膠粘劑、密封膠、油漆、建筑涂料、復(fù)合木地板、地毯等材料；放射性物質(zhì)含量低的石材、磚材。保證排水設(shè)施的設(shè)計、施工質(zhì)量，使得系統(tǒng)排水通暢，管道中的壓力穩(wěn)定，以保證水封不受到破壞。設(shè)計更加合理的存水設(shè)備，降低水封的蒸發(fā)量，保證存水高度。要保持各種通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備的清潔，在空氣處理設(shè)備內(nèi)部除了設(shè)置過濾器外，還應(yīng)當采取可靠的消毒措施。尤其是象醫(yī)院這樣的建筑，在設(shè)計時應(yīng)當嚴格地將傳染病區(qū)域與非傳染病區(qū)域的通風(fēng)系統(tǒng)劃分開，避免病毒通過通風(fēng)管道快速傳播，同時要按照全新風(fēng)的情況選擇設(shè)備。保持系統(tǒng)內(nèi)部相對干燥，避免空氣處理設(shè)備及通風(fēng)管道內(nèi)局部長期積水對防止細菌滋生是很重要的。因此除非采取特殊消毒措施外，一般不宜采用濕簾加濕、噴水室等設(shè)備。對于在濕工況工作的表冷器，一定要保證冷凝水的及時排除。避免室內(nèi)空氣的相對濕度過高，不僅是滿足人員舒適性的要求，也能夠降低真菌等有害物質(zhì)的滋生。2003國5月我國爆發(fā)SARS之后，基于對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)污染可能對室內(nèi)空氣品質(zhì)帶來的危害，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局在2003年6月發(fā)布了《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》（GB19210—2003）。另外，通過宣傳、教育使得建筑使用者提高對自身健康的保護意識，對于降低室內(nèi)污染物散發(fā)量是十分必要的。如果人們能夠有意識地經(jīng)常保持室內(nèi)清潔衛(wèi)生及空氣流通，不在室內(nèi)吸煙，將復(fù)印機、傳真機等設(shè)備放在通風(fēng)良好、無人長期停留的地方，經(jīng)常給寵物洗澡等，無疑會對改善室內(nèi)環(huán)境起到積極的作用。

　　其次，要保證向房間送風(fēng)的空氣質(zhì)量，除了采取相應(yīng)的凈化措施外，根本在于改善室外空氣環(huán)境，而實現(xiàn)這一目標需要全社會的長期努力。對于創(chuàng)建綠色建筑而言，通過對施工過程的嚴格管理，及時回收、清理施工廢物，減少粉塵的產(chǎn)生；建設(shè)生態(tài)小區(qū)，積極改善建筑物周圍的小環(huán)境；做好建筑保溫，減少建筑供冷、供熱耗能，并盡可能利用太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能等可再生能源，從而緩解礦物質(zhì)燃料利用所造成的大氣環(huán)境問題；這些措施都能夠減少建筑業(yè)對室外大氣環(huán)境的污染，并最終有利于改善建筑物內(nèi)部的空氣質(zhì)量。文獻[3]和[4]中都將可再生能源的利用作為衡量建筑是否達到“綠色”要求的重要指標。其中文獻[3]是我國為履行“綠色奧運”的承諾而專門制訂的一套評估體系。這套系統(tǒng)依據(jù)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能、地源熱泵等可再生能源對采暖供熱、空調(diào)供冷、生活熱水等方面能源消耗的替代比例，給出了評價建筑物是否達到“綠色”要求的具體分值，量化了對可再生能源利用的要求。

　　此外，在條件適當?shù)那闆r下，利用有組織的自然通風(fēng)代替機械通風(fēng)，不僅能夠節(jié)約能源，還可以避免通風(fēng)空調(diào)設(shè)備污染對送風(fēng)品質(zhì)的影響。

3.建筑節(jié)能要以保證室內(nèi)環(huán)境為前提

　　我國目前的能源消費幾乎全部依賴礦物質(zhì)能源，2000年煤炭占一次能源供給總量的69.6%，石油和天然氣分別占24.8%和3.2%。因此，從改善大氣環(huán)境的角度來看，降低建筑能耗，無疑可減少污染物質(zhì)的排放，同時符合可持續(xù)建筑發(fā)展的要求。但值得注意的是，建筑節(jié)能不能以犧牲室內(nèi)環(huán)境為代價。尤其是對于采用集中通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)的建筑，如果為了降低通風(fēng)能耗而減少送風(fēng)中的室外新風(fēng)量，則難以起到稀釋并帶走室內(nèi)污染物質(zhì)的作用。

　　因此，綠色建筑的節(jié)能應(yīng)當建立在保證室內(nèi)良好通風(fēng)的基礎(chǔ)上，同時盡可能利用地?zé)崮芑蛱柲芄鉄峒夹g(shù)為建筑提供熱量，用光電或風(fēng)電技術(shù)為建筑提供電能，減少礦物質(zhì)能源的消耗。

參考文獻：

孫一堅主編，《工業(yè)通風(fēng)》（第三版），中國建筑工業(yè)出版社 G. B. Leslie and F. W. Lunau, Indoor Air Pollution: Problems and Priorities, Cambridge University Press 1992 綠色奧運建筑研究課題組，綠色奧運建筑評估體系，中國建筑工業(yè)出版社，2003年8月出版 彭夢月譯，綠色建筑評估體系（第二版），中國建筑工業(yè)出版社，2002年10月出版

通風(fēng)設(shè)備網(wǎng)：http://www.tfsb.net

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