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室內(nèi)空氣污染和治理

導(dǎo)讀:

從病態(tài)建筑物綜合癥(SBS)到我國白血病患者不斷增多,室內(nèi)空氣污染成為其重要幕后黑手,室內(nèi)空氣質(zhì)量問題已經(jīng)引起了人們的高度關(guān)注?,F(xiàn)代社會中,大部分人80%的時間在室內(nèi)活動,室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與我們健康息息相關(guān)。本文通過分析室內(nèi)空氣污染物的來源、種類及治理方法,希望能使大家對室內(nèi)空氣污染的危害有一個清楚的認(rèn)識,并簡要介紹建筑室內(nèi)空氣凈化消毒技術(shù)的應(yīng)用及家用空氣凈化器選購的注意事項。


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室內(nèi)污染物分類


室內(nèi)空氣污染物多種多樣,為了更好的區(qū)分和治理它們,將這些污染物主要分為以下三類:

可吸入顆粒物及細顆粒物:主要為粉塵、煙霧、花粉等,PM10稱為可吸入顆粒物,PM2.5稱為細顆粒物或可入肺顆粒物,其中PM2.5被認(rèn)為是造成霧霾的「元兇」。這些微小顆粒能夠危害人體呼吸和消化系統(tǒng)。

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▲ 霧霾下的城市
生物性污染物:細菌、霉菌、病毒、塵螨等,它們是導(dǎo)致傳染性疾病的發(fā)病根源。
揮發(fā)性有機物(VOCs):最常見的有甲醛、苯、甲苯、二甲苯、丙烯醛等,長時間接觸這些低濃度多組分污染物將對人的皮膚、呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)造成極大傷害,甲醛和苯系物被世界衛(wèi)生組織確定為致癌物質(zhì)。

室內(nèi)空氣污染物來源大致分為以下幾個方面:

室外空氣的污染:如室外是霧霾天氣,室內(nèi)空氣中可吸入顆粒物及細顆粒物就會增多。

室內(nèi)裝修材料及家具:裝修材料和家具會散發(fā)甲醛、笨及苯系物、TVOC等有害氣體。

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▲ 裝修材料及家具產(chǎn)生的污染物

室內(nèi)潮濕部位:如衛(wèi)生間、廚房死角容易滋生細菌、真菌;地毯容易積累人和寵物皮屑,滋生螨蟲。

建筑物自身污染:一方面來自于建筑施工中加入的化學(xué)物質(zhì),如防凍劑;另一方面來自于地下土壤和建筑石材,如放射性物質(zhì)氡(Rn)。
人類活動:一方面來自于廚房油煙和吸煙產(chǎn)生的煙霧;另一方面人們通過說話、咳嗽、打噴嚏等,將體內(nèi)病原微生物通過飛沫噴入空氣,傳播給別人。
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▲ 室內(nèi)主要空氣污染物及其來源

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室內(nèi)空氣治理方法


迄今為止,室內(nèi)空氣治理主要采用以下三種方法:

消除或控制污染源:大到保護生態(tài)壞境,節(jié)能減排;小到提倡家庭綠色出行、不過度裝修;中間層面企業(yè)要生產(chǎn)合格環(huán)保的產(chǎn)品、廢氣廢水達標(biāo)排放等,這些都是治理空氣的根本方法,也是全社會努力的方向。
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合理的通風(fēng)換氣:通風(fēng)換氣包括自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。目前我國大部分住宅建筑采用自然通風(fēng),商場、高檔旅館辦公樓、大型醫(yī)院等公共建筑會有機械通風(fēng)和集中空調(diào)系統(tǒng)。所以在購置住宅時最好選擇通風(fēng)良好的戶型,平時養(yǎng)成開窗通風(fēng)的習(xí)慣。

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近幾年有些住宅加裝新風(fēng)換氣機用于機械通風(fēng),但其主要目的是滿足人員所需新風(fēng)量,能否滿足稀釋有害物質(zhì)的要求不能一概而論,要根據(jù)室內(nèi)污染程度確定。

安全有效的空氣凈化消毒技術(shù):在污染源根治之前,通風(fēng)換氣的方式由于受到室外空氣的污染、建筑物節(jié)約能耗和不同地區(qū)氣候條件的限制,不能隨時隨地有效的去除室內(nèi)污染,這就需要我們利用空氣凈化消毒技術(shù)來得到「干凈」的空氣。下表列出了目前主要的空氣凈化消毒技術(shù)。

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目前室內(nèi)空氣凈化消毒技術(shù)還存在一些問題,如凈化消毒不徹底,不能將污染物徹底清除;凈化消毒過程中可能會產(chǎn)生對人體有害的中間副產(chǎn)物;凈化材料需頻繁更換;單一的技術(shù)手段不能處理空氣中所有的污染物,多種技術(shù)聯(lián)合采用又會增加設(shè)備造價等,還需要科研人員對相關(guān)技術(shù)進一步改進和完善。

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空氣凈化消毒技術(shù)的應(yīng)用


在室外污染短時間難以消除,開窗通風(fēng)又受到一定條件限制的情況下,人們希望建筑物內(nèi)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在滿足「溫濕」度要求的基礎(chǔ)上能夠提供健康清潔的空氣。
根據(jù)我國的實際情況,公共建筑室內(nèi)空氣凈化主要以去除固體顆粒物和細菌病毒等微生物為主,住宅建筑主要以去除揮發(fā)性有機物氣體和固體顆粒物為主。

對于設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)的公共建筑,可以在組合式空調(diào)機組、新風(fēng)機組或風(fēng)機盤管等部位加裝凈化消毒裝置。目前商業(yè)化的凈化消毒裝置大部分為兩種或多種技術(shù)組合或復(fù)合的產(chǎn)品,如靜電與過濾濾材組合、靜電與吸附介質(zhì)組合、靜電與過濾及吸附材料組合、紫外線光催化與靜電吸附復(fù)合、紫外線光催化與吸附介質(zhì)復(fù)合等。沒有安裝中央空調(diào)的公共建筑,可以考慮在房間內(nèi)使用新風(fēng)凈化機、家用空氣凈化器、吊頂式空氣凈化器等產(chǎn)品

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組合式空調(diào)機組加裝凈化消毒功能段

風(fēng)機盤管回風(fēng)口安裝凈化消毒裝置

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靜電除塵器紫外線殺菌燈


住宅建筑常用的空氣凈化設(shè)備是空氣凈化器,目前市場上的相關(guān)產(chǎn)品種類繁多,良莠不齊,我國相繼出臺了《空氣凈化器》GB/T18801-2015和《空氣凈化器污染物凈化性能測定》JG/T294-2010等標(biāo)準(zhǔn)對市場進行規(guī)范。

下表列出了市場上主流品牌產(chǎn)品所應(yīng)用的凈化技術(shù)種類

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通過上表可以看出:過濾+活性炭吸附是各品牌家用空氣凈化器的基本配置,再輔助一個或幾個各自廠家擅長的凈化技術(shù)。
過濾網(wǎng)是「除霾」(去除固體顆粒物)的核心部件,空氣凈化器使用的一般為H10~H13級別(歐洲標(biāo)準(zhǔn)分類),其中H10、H11在我國標(biāo)準(zhǔn)中大致對應(yīng)為亞高效過濾器,H12、H13大致對應(yīng)為高效過濾器。對于0.1至0.3微米的顆粒凈化有效率H10大于85%,H11大于95%,H12大于99.5%,H13大于99.95%。一些產(chǎn)品宣傳采用HEPA過濾器,嚴(yán)格意思上講H13級以上才能稱為HEPA過濾器。還有些產(chǎn)品采用活性炭過濾網(wǎng),活性炭過濾網(wǎng)采用通孔結(jié)構(gòu)的鋁蜂窩、塑料蜂窩、紙蜂窩為載體,在聚氨酯泡棉上載附粉狀活性炭制成,其含碳量在35%-50%左右。

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▲ HEPA過濾網(wǎng)和活性炭過濾網(wǎng)
一些高檔住宅安裝有具有空氣凈化功能的新風(fēng)換氣機,在惡劣天氣條件下,機組只能對室外新風(fēng)進行一次凈化,室內(nèi)自身產(chǎn)生的污染物和門窗縫隙滲入的室外污染空氣無法處理,最好與空氣凈化器配合使用。如果具備安裝條件,建議采用吊頂式空氣凈化器,由于其出風(fēng)口位置高,氣流組織合理,凈化效果一般比家用空氣凈化器好,且不占用地面面積。

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▲ 具有空氣凈化功能的新風(fēng)換氣機

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▲ 吊頂式空氣凈化器

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家用空氣凈化器的選用


在選擇家用凈化器時,我們可以通過比較潔凈空氣量(CADR)、累計凈化量(CCM)、凈化能效、噪音這幾個指標(biāo),選擇綜合性能最優(yōu)的產(chǎn)品。

潔凈空氣量(CADR)——表示凈化器提供潔凈空氣的速率(能力),單位為立方米每小時(m3/h)。


關(guān)于潔凈空氣量我們要明確兩個概念,一個是同一臺機器對不同污染物的處理能力即CADR值是不同的,從「某凈化器產(chǎn)品性能」可以看出,處理煙塵(顆粒物)和甲醛的CADR值是不一樣的;

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▲ 某凈化器產(chǎn)品性能

另一個是過濾網(wǎng)效率高不一定CADR值就高,經(jīng)常會出現(xiàn)采用H13級濾網(wǎng)的機器CADR值會低于采用H11濾網(wǎng)的現(xiàn)象,為什么會有這種情況呢?

是因為H11的濾網(wǎng)阻力約15Pa左右,而H13的濾網(wǎng)阻力為46Pa左右,當(dāng)兩種凈化器使用的風(fēng)機性能基本一致時,安裝H13濾網(wǎng)的空氣凈化器出風(fēng)量減少,從而影響了CADR值,同時機械噪音也會加大。

累計凈化量(CCM)——表示凈化器的潔凈空氣量衰減至初始值50%時,累積凈化處理的目標(biāo)污染物總質(zhì)量,單位為毫克(mg)。下表分別是對不同污染物CCM值分檔的規(guī)定。

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▲ 對顆粒物CCM值分檔的規(guī)定

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▲ 對甲醛CCM值分檔的規(guī)定

  • 凈化能效——凈化器在額定狀態(tài)下單位功耗所產(chǎn)生的潔凈空氣量,單位為立方米每瓦每小時(m3/w.h)。下表分別是對不同污染物凈化能效分級的規(guī)定。

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      ▲ 對顆粒物凈化能效分級的規(guī)定

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▲ 對氣態(tài)污染物凈化能效分級的規(guī)定

  • 噪聲——噪聲對人體產(chǎn)生的危害不亞于空氣污染,即使產(chǎn)品凈化性能很好,噪聲大也不宜選用,單位為分貝(dB)。下表是對空氣凈化器噪聲標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

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▲ 噪聲標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

除了關(guān)注凈化器的硬性指標(biāo)外,還要根據(jù)自身的需求來決定選用什么類型的產(chǎn)品。
  • 如需去除顆粒物和揮發(fā)性有機氣體,建議選用同時具有去除固態(tài)污染物和有害氣體功能、CADR和CCM值較高的產(chǎn)品,一般情況下圓筒形回風(fēng)過濾式凈化器的作用面積大于長方形回風(fēng)過濾式凈化器,其阻力較小,CADR和CCM值均較大。

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長方形過濾器

 圓筒形過濾器

  • 如家中有嬰兒、哮喘病人等敏感人群,建議選用不產(chǎn)生臭氧的純物理過濾吸附的產(chǎn)品,某些凈化器的凈化原理如是靜電、負離子、紫外線光催化、等離子等技術(shù),或多或少都會釋放臭氧。但對于大部分人來說,由于大氣中本身就存在臭氧,安全濃度下對人體是無害的。在國家標(biāo)準(zhǔn)中對空氣凈化器的臭氧釋放有強制性規(guī)定,《家用和類似用途電器的抗菌、除菌、凈化功能空調(diào)器的特殊要求》GB21551.6-2010中規(guī)定距出風(fēng)口5cm處的臭氧濃度要小于等于0.10mg/m3。
  • 如需要長時間開機的用戶需適當(dāng)考慮節(jié)能產(chǎn)品,即凈化能效高的產(chǎn)品
  • 如在書房、臥室等安靜場所使用,應(yīng)選用噪聲小的產(chǎn)品?!蹲≌O(shè)計規(guī)范》GB50096-2011規(guī)定臥室晝間噪音不大于45dB,夜間不大于37dB。通常情況下,凈化器給出的凈化性能是在高檔風(fēng)速下測得的,從下圖「某凈化器產(chǎn)品性能」中我們可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)量500m3/h時噪聲為62.8dB,超出了《住宅設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定,為了保持一個安靜的環(huán)境只能選擇1擋或2擋風(fēng)量,相應(yīng)的凈化器潔凈空氣量也會降低。
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▲ 某凈化器產(chǎn)品性能

根據(jù)國標(biāo)《空氣凈化器》GB/T18801-2015給出的一個經(jīng)驗公式,我們可以大概估算一下每款產(chǎn)品去除顆粒物污染時的適用面積:S=(0.07~0.12)Q

S—凈化器適用面積,單位m2

Q—潔凈空氣量(CADR),單位m3/h


為了加強公共建筑集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理,國家先后制定了《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》、《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》、《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》等一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,力爭改善公共場所空氣質(zhì)量。

我國大部分住宅建筑沒有安裝集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng),目前情況下,采用空氣凈化器對改善室內(nèi)空氣品質(zhì)起到了積極作用,如何選購一臺適用的空氣凈化器也成為了大部分人的必修課。


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