建筑环境学第三章-室内空气品质课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 室内空气品质,室内空气品质简介,影响室内空气品质的污染源和污染途径,室内空气品质对人的影响及其评价方法,室内空气品质标准,室内空气污染控制方法,军团病,1976年7月,美国欢庆建国200周年，退伍老兵在费城的“斯特拉斯福美景”饭店举行一系列的庆祝活动。两天后，与会老兵相继出现头疼、高烧、呕吐等症状,并迅速蔓延,几天时间内共有221人患病，一时间人心惶惶。通过对死者尸体解剖,目标锁定在患病老兵们住过的“斯特拉斯福美景”饭店，在该饭店及其周围对空气、水源、土壤、灰尘等进行采样，并于1977年1月18日成功分离出致病细菌，被命名为“嗜肺军团菌”。进一步调查确认,住在“斯特拉斯福美景”饭店的退伍军人感染的细菌来自该饭店的冷却水塔。病菌通过冷却水塔进入该饭店的空调系统,在饭店内广泛扩散,导致“军团病”爆发。,3-1,室内空气品质简介,室内空气环境,主要由热环境、湿环境和空气品质等部分组成,。,积极进行室内环境研究的原因,1.室内环境是人们接触最频繁、最密切的环境之一。,大量调查分析表明，人们约有80的时间都在室内度过。,2.污染物的来源和种类日趋增多。,3.建筑物密闭程度增加，使得室内污染物不易扩散，增加了室内人群与污染物的接触机会。,一、室内空气品质的定义,（Indoor Air Quality-IAQ）,最初的空气品质等价为一系列的污染物浓度指标（客观实测）。,1989年国际室内空气品质讨论会上，丹麦哥本哈根大学教授P.O.Fanger：品质反映了人们的要求程度，人们对空气满意就是高品质，反之就是低品质。,美国制冷空调工程师学会（American Society of Heating，Refrigerating and Air-conditioning Engineers-ASHRAE）,标准 ASHRAE62-1989,满足可接受室内空气品质的通风,1996年，修订版ASHRAE62-1989R,可接受的感知室内空气品质,可接受的室内空气品质,*,良好的空气品质定义：,空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害物浓度指标，且处于这种空气中的绝大多数人（80%)对此没有表示不满意。,*,可接受的室内空气品质的定义：,（Acceptable Indoor air quality）,空调空间中绝大多数人没有对室内空气表示不满意，并且空气中没有已知的污染物达到了可能对人体产生严重健康威胁的浓度。、,*,可接受的感知室内空气品质的定义：,(Acceptable perceived Indoor air quality),空调空间中绝大多数人没有因为气味或刺激性而表示不满。,四、室内空气品质研究回顾,20世纪60年代，,人们开始测试室内空气品质；,1965年，,荷兰人Biersteker，,测量了室内NO2浓度；,1977年，,英国Melia，,室内由于烹饪使用的可燃气体燃烧产生NO2对人体的负面影响；,20世纪60年代后期,，,Cameron,，,吸烟对婴儿和小孩的呼吸影响；,20世纪70年代，,室内甲醛；,20世纪80年代，,美国环境署，,室内污染源散发的有机挥发物；,20,世纪,50,年代，,氡在室内空气中被发现。,3-2,影响室内空气品质的污染源和污染途径,一、室内污染源及其特性,1,、常见化学污染及特性,（,1,）有害燃烧产物,主要来源：烹饪时燃料燃烧产生的烟气和有害气体,CO,：,无色无味气体，对人体氧需求量大的器官和组织受伤害程度较大。,NOx,：,包括,N2O,、,NO2,、,NO,、,N2O5,。其中,NO2,、,NO,是构成大气污染的主要氮氧化物，可使肺部防护机能减退。,SOx：,主要为SO2，由煤或者油燃烧产生。在眼睛、鼻子和喉黏膜处变成亚硫酸、硫酸，产生较强的刺激作用，也可刺激肺部。,香烟产生的污染：,主动和被动吸入。,（,2,）有机挥发物（,VOC,）,主要来源：室内建材散发。,对人体健康影响：刺激眼睛和呼吸道、皮肤过敏，使人产生头痛、咽痛与乏力。当浓度超过35mg/m3可能导致昏迷、抽筋甚至死亡。,注：,即使室内空气中单个,VOC,含量都远低于其限制浓度，但由于多种,VOC,的混合存在及其相互作用，危害强度可能增大，整体暴露后对人体健康的危害依然相当严重。,（3）甲醛,30%-40%的甲醛水溶液成为福尔马林。,甲醛无色有强烈刺激。,主要来源：室内建材及家具散发。,当空气中的甲醛浓度超过,0.6mg/m3,，会刺激人的眼睛、咽喉；高浓度甲醛可导致呼吸道的严重刺激、水肿和头痛；皮肤直接接触会引起过敏性皮炎、色斑甚至坏死；长期接触低浓度的甲醛可引起慢性呼吸道疾病、女性月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常，甚至引起鼻咽癌。,（,4,）氨,无色有强烈刺激气味的碱性气体,主要来源：在建筑施工过程中，在混凝土中加入高碱混凝土膨胀剂和含有尿素和氨水的混凝土防冻剂，后被还原成氨气释放出来。,当氨的浓度超过嗅阙,：0.5,1.0mg/m3时，刺激人的口、鼻、黏膜及上呼吸道，轻度中毒主要表现有鼻炎、咽炎、气管炎和支气管炎。,2,、常见物理污染及特性,（,1,）颗粒物,颗粒物是指空气污染物种的固相物质，多孔、多形，具有吸附性。,成分：除了一般的尘埃外，还有炭黑、石棉、二氧化硅、铁、铝、镉、砷等130多种有害物质,颗粒物一般为物理污染，有时颗粒物参与化学反应，造成化学污染。,（,2,）纤维材料,来源：,纤维材料通常来自于隔声或者保温材料,对人体危害：石棉沉疴病和间皮瘤。,（3）氡气,天然存在的无色、无味、非挥发的放射性惰性气体，是主要环境致癌物之一，它主要来自于铀238的自然衰变。,来源：,土壤气体，建筑石材，井水，暴露的土壤，等等。,危害：氡的衰变产物所产生的很强的电离辐射可能会使得大支气管上的皮细胞发生癌变，大部分的肺癌就发生在此区域。,3,、室内微生物污染及特点,微生物是肉眼看不见、必须通过显微镜才能看见的微小生物的统称。,具有个体小、繁殖快、分布广、种类繁多、较易变异，对温度适应性强的特点。,二、室内空气污染途径,1、室外空气污染,室外空气污染的工业污物、交通污染物、光化学反应、植物、环境中的微生物、灰尘可通过室内外的空气交换进入室内。,2、建筑装修装饰材料,a、无机材料和再生材料,b、合成隔热板材,c、壁纸和地毯,d、人造板材和人造板家具,e、涂料,f、粘合剂,g、吸声及隔声材料,3、空调系统,包括新风口、混合间、过滤器等,4、家具和办公用品,5、厨房燃烧产物,6、室内人员,室内人员的呼出气、皮肤代谢作用、吸烟、大小便及日用化学品污染、宠物污染等。,7、其他,日用化学品污染、人为污染、宠物污染等,3-3,室内空气品质对人的影响及其评价方法,三致作用,癌症,突变,畸形,在室内空气品质评价中，一种是机械论，强调室内空气的成分和浓度，另一种强调人的感觉，提出“感知空气品质”的概念。,一、室内空气品质对人的影响,1、危害人体健康,*,病态建筑,（Sick Building）,*,病态建筑综合症,（Sick Building Syndrome）,(),*,病态建筑综合症：,指没有明显的发病原因，只是和某一特定建筑相关的一类症状的总称。包括眼睛、鼻子或者咽喉刺激、头痛、疲劳、精力不足、烦躁、皮肤干燥、鼻充血、呼吸困难、鼻子出血和恶心。特征是一旦离开污染的建筑物，病症会明显的减轻或消失。,*,多种化学污染物过敏症：,指慢性（持续三个月以上）的多系统紊乱，通常涉及中枢神经系统和一种以上其它系统。症状通常具有不确定性，包括行为变化、疲劳、压抑、精神疾病、肌肉与骨骼、呼吸系统、泌尿生殖系统和黏膜刺激等等。,*,建筑相关疾病：,建筑相关疾病包括呼吸道感染和疾病、军团菌病、各种空气传染的疾病、心血管病和肺癌及中毒反映，主要是由于在具有生物污染、物理污染、化学污染的空气中暴露所致。这些疾病病因可查，而且有明确的诊断标准和治疗对策。患者离开被怀疑室内空气质量不良的建筑后，症状不会很快消失，仍然需要特殊治疗，康复需要远离致病源，康复时间较长。,2,、影响人的工作效率,病态建筑综合症会妨碍人的正常工作。,美国：,1985,年,因呼吸道感染而就医的,7500万,人次每年，每年损失,1.5,亿,个工作日，花费的医疗费用达到,150,亿美元,，缺勤损失,590亿美元,；,1996,年，因为病态建筑综合症引起的损失,76,亿美元。,新西兰：,损失约占国民生产总值的,3%；,英国：,生产力降低了,4%,二、室内空气品质的评价方法,1、暴露水平评价：,暴露,是指人体与一种或一种以上的物理、化学或生物因素在时间和空间上的接触。,暴露评价,就是对暴露人群中发生或预期将发生的人体危害进行分析和评估，是一种客观评价方法。,包括两方面：对人体暴露进行定性评价和对进入机体内的有害物剂量进行定量评价。,具体内容：,剂量水平、污染来源、暴露特征、暴露差异性、不确定性分析等,测量指标：,a、主管不良反应发生率,b、临床症状和体征,c、效应生物标志,d、相关疾病发生率,2、主观问卷调查：,人们进入待测试室内空气品质的空间中，对室内空气品质填写一张调查单，表示自己对空气品质的满意或者不满意程度。,3-4,室内空气品质标准,一、国外室内空气品质标准简介,二、国内室内空气品质标准简介,室内空气质量标准，2002.11.9,室内建筑装饰装修材料有害物质限量，2002.1.1,民用建筑室内污染环境控制规范，,2002.,污染物,澳大利亚,加拿大,美国,日本,韩国,新加坡,瑞典,CO(ppm),9,9,10,10,10,2,CO2(ppm),1000,1000,2000,1000,1000,1000,1000,RSP(ug/m3),150,TSP(ug/m3),90,150,Radon(Bq/m3),200,200,甲醛(ppm),0.1,0.1,0.01,2,NOx(ppm),0.06,O3(ppm),0.12,0.05,0.05,TVOC(mg/m3),500,5,5,300,温度（,0,C）,17-28,17-28,24,相对湿度（%）,65,40-70,40-70,70,空气流速（m/s）,0.2,0.5,0.5,0.25,部分国家地区室内空气品质标准指导汇总,室内空气质量标准中主要控制指标,序号,参数类别,参数,单位,标准值,备注,1,物理性能,温度,C,2228,夏季空调,1624,冬季采暖,2,相对湿度,%,4080,夏季空调,冬季采暖,3,空气流速,m/s,0.3,夏季空调,冬季采暖,4,新风量,m,3,/h,.,人,30,1h平均值,5,化学性,二氧化硫SO2,mg/m,3,0.5,1h均值,6,二氧化氮NO2,mg/m,3,0.24,1h均值,7,一氧化碳CO,mg/m,3,10,1h均值,8,二氧化碳CO2,%,0.1,日平均值,9,氡NH2,mg/m,3,0.2,1h均值,10,臭氧O3,mg/m,3,0.16,1h均值,11,甲醛HCHO,mg/m,3,0.1,1h均值,12,苯C6H6,mg/m,3,0.11,1h均值,13,甲苯C7H8,mg/m,3,0.2,1h均值,14,二甲苯C8H10,mg/m,3,0.2,1h均值,15,苯并比,mg/m,3,1,日平均值,16,可吸入颗粒PM10,mg/m,3,0.15,日平均值,17,总挥发性有机物TVOC,mg/m,3,0.6,8h平均值,18,生物性,菌落总数,cfu/m,3,2500,依据仪器定,19,放射性,氡222RN,Bq/m,3,400,年平均值,行动水平,3-5,室内空气污染控制办法,一、空气污染指数,空气污染指数划分为七个级别，对应于空气质量的七个级别，指数越大，级别越高，说明污染越严重，对人体健康的影响也越明显。,1、空气污染指数为050，空气质量级别为I,级，空气质量状况属于优。此时不存在空气污染问题，对公众的健康没有任何危害。,2、空气污染指数为51100，空气质量级别为II级，,空气质量状况属于良。此时空气质量被认为是可以接受的，除极少数对某种污染物特别敏感的人以外，对公众健康没有危害。,3、空气污染指数为101150，空气质量级别为III,（1）级，空气质量状况属于轻微污染。此时，对污染物比较敏感的人群，例如儿童和老年人、呼吸道疾病或心脏病患者，以及喜爱户外活动的人，他们的健康状况会受到影响，但对健康人群基本没有影响。,4、空气污染指数为151200，空气质量级别为III（2）级,，空气质量状况属于轻度污染。此时，几乎每个人的健康都会受到影响，对敏感人群的不利影响尤为明显。,5、空气污染指数为201300，空气质量级别为IV（1）级和IV（2）级，,空气质量状况属于中度和中度重污染。此时，每个人的健康都会受到比较严重的影响。,6、空气污染指数大于300，空气质量级别为V级，,空气质量状况属于重度污染。此时，所有人的健康都会受到严重影响。,二、空气污染的识别,1.,天清晨起床时，感到憋闷、恶心、甚至头晕目眩；,2.家里人经常容易患感冒；,3.经常感到嗓子不舒服，有异物感，呼吸不畅；,4.家里小孩常咳嗽、打喷嚏、免疫力下降、不愿意回家；,5.家人常有皮肤过敏等毛病，而且是群发性的；,6.家人共有一种疾病，而且离开这个环境后，症状就有明显变化和好转；,7.新婚夫妇长时间不怀孕，查不出原因或孕妇在正常怀孕情况下发现胎儿畸形；,8.室内植物不易成活，叶子容易发黄、枯萎，一些生命力强的植物也难以正常生长；,9.家养的宠物猫、狗、鱼莫名其妙的死掉，而且邻居家也是这样；,10.一上班就有感觉喉疼，呼吸道发干，头晕，容易疲劳，下班以后就没有问题了。而且同楼其他工作人员也有这种感觉；,11.家庭和写字楼的房间或者新买的家具有刺眼、刺鼻等刺激性异味，而且超过半年仍然气味不散。,三、空气污染的控制方法,（一）、污染物源头治理,1、消除室内污染源 最好、最彻底的办法是消除室内污染源。,2、减少室内污染源散发强度,3、污染源附近局部排风,（二）、通新风稀释和合理组织气流,室内新风量的确定从以下几方面来考虑：,1、以室内CO2 允许浓度为标准的必要换气量,2、以氧气为标准的必要换气量,3,、以消除臭气为标准的必要换气量,（三）、空气净化,1、过滤器过滤空气净化,2、吸附净化法 用活性炭等吸附,3、臭氧净化方法 但臭氧浓度过高时，可对人健康有伤害,4、紫外灯杀菌,5、光催化净化,6、低温等离子体净化：静电过滤器或是静电除尘器的工作原理,四、空气净化有哪些指标？,1、可吸入颗粒物,泛指粒子直径在0.5微米至10微米的粉尘、烟雾等。各国都以每立方米0.15毫克的浓度作为标准。,2、空气中微生物总数,目前用cfu/m3 来计量即每立方米空气落下的细菌数。,3、气态污染物,目前常用一氧化碳、甲醛、臭氧等项目作为衡量标准。,如何选购空气净化器？,1、针对滤材：好的过滤材料（目前世界公认最好的HEPA高密度滤材）吸附03微米以上污染物的能力高达999以上；,2、关于净化效率：房间较大，应选择单位净化风量大的空气净化器：例如15平方米的房间应选择净化风量在120立方米小时的空气净化器；3、使用寿命：过滤胆趋于饱和，净化器的吸附能力将下降,故选择过滤更换时间在半年左右的净化过滤胆（含高效活性催化碳），,4、房间格局影响净化效果：净化器的进出风口有环型及单向进出风的，若在产品摆放上不受房间格局限制，选择环型进出风设计的产品；5、需求：根据需要净化的污染物质种类选择空气净化器，HEPA对烟尘、悬浮颗粒、细菌、病毒有很强的净化功能，催化活性炭对异味、有害气体净化效果较佳；6、售后服务：净化过滤胆失效后需更换，选择售后服务完善的厂家产品,儿童房中的室内环境指标：,*二氧化碳：,0.1%。综合性间接指标,*一氧化碳：,小于5毫克/立方,损伤儿童的神经细胞；,*细菌总数：,小于10个/皿。,*气温：,夏季28C以下，冬季18C以上，合理使用空调,*相对湿度：,30-70%之间,*气流：,在保证通风换气的前提下，不应大于0.3m/s，过大则使儿童有冷感；,*采光照明：,桌面照度应不小于100 lX，书写时，房间光线要分布均匀，无强烈眩光。,*噪声：,50分贝以下。,健康建筑室内空气品质（IAQ）,室内空气污染的来源,美国商业周刊,07/05/2000,消费者愈来愈意识到室内空气质量,(IAQ),的重要性,当今办公室里可能包含多达,350,种挥发性有机化合物,(VOC),一些,VOC,被认为是,致癌物质,和,哮喘触发因子,*,*,美国环保总署（,EPA,）,密封窗户,与室外空气隔绝,含有致癌物质的产品,市场上有,70,000,种化学清洁产品,复印机和打印机,放射臭氧,办公区域盥洗室,发霉的机器,大楼装修,油漆味，灰尘和气味,人和家具,涂料和地毯散发,VOCs,衣服,/,装饰品,吸烟,在通风系统中循环,害虫驱除剂,杀虫剂含有致癌物质,新鲜空气何在？,卸货通道挡住了通风口,3-6,通风与气流组织,一、通风（空调的目的）,1、通风的概念：,把建筑物室内污浊的空气直接或净化后排至室外，再把新鲜的空气补充进来，从而保持室内的空气环境符合卫生标准。,通风包括从室内排除污浊的空气和向室内补充新鲜的空气两个方面。,2、通风的目的：,保证排除室内污染物,保证室内人员的舒适热,满足室内人员对新鲜空气的需要,二、自然通风,利用自然的手段来促使空气流动而进行的通风换气方式。主要用于热车间及普通民用建筑排除余热的通风换气,1、自然通风的特点：,室内外两侧存在不同的压力，压力高的空气会向压力低的方向流动可以用充足的新鲜空气来保证室内的空气品质。,2、自然通风的优点,(1)不消耗机械力的自然通风是一种经济的通风形式；,(2)节能、占地面积小、投资少、运行费用低；,(3)适用于温带气候的很多类型建筑；,(4)如果开口数量足够，位置合适，空气流量较大。,3、自然通风的组织与实现,(1),良好的自然通风是,穿堂风,：,穿堂风是指房间的入口和出口相对，自然风能直接从入口进入，通过整个房间后穿出出口吹出。,房屋穿堂风应满足的要求：,气流线路应经过人的活动范围,进出口间的距离应是屋顶高度的,2.55,倍（,6.5m,）,造成必要的风速，最好能使风速达到,0.3-1.0m/s,；,高余热和污染物产生的房间除保证通风量外，还要保证气流稳定、线路短捷。,(2)单面通风,自然风的入口和出口在建筑的一个面的时候，这种通风方式称为单面通风。有三种情况：,主要靠空气的湍流脉动来进行室内外空气的交换,主要靠热压或风压来进行室内为空气交换,由于室内各部分之间的空隙而引起的穿堂风。,(3)被动风井通风,通过烟囱的气流被热压和风压共同驱动。通常用于排出比较潮湿房间中的空气。,(4)中庭通风,利用建筑物的中庭作为风井实现自然通风，常用在现代办公楼的自然通风。,4、自然通风的缺点,(1)通风量难以控制，使得室内空气品质达不到预期的要求和过量的热损失；,(2)在大而深的多房间建筑中，自然通风难以保证新风的的充分输入和平衡分配；,(3)在噪声和污染比较严重的地区，自然通风不适用；,(4)一些自然通风的设计可能带来安全隐患，应预先采取措施；,(5)自然通风不适用于恶劣气候环境的地区；,(6)日然通风需要居住者自己调整风口来满足需要，比较麻烦；,(7)目前的自然通风很少对进口空气进行过滤和净化；,(8)自然通风风道需要较大的空间，易受建筑形式的制约，需机械通风来补充,三、机械通风,1、机械通风是利用机械手段（风机、风扇等）产生压力来实现空气对流的形式。,2、自然通风的优点,可控制性强，通过调整风口大小、风量等因素，调节室内的气流分布，达到比较满意的效果。,3、机械通风形式,混合通风：将空气以一股或多股的形式从工作区外以射流形式送入房间，易污染；,置换通风：将处理过的空气直接送如到人的工作区，使人率先接触到新鲜空气；,个性化送风：将处理好的新鲜空气直接送至人员的主要活动区域，并根据人员各自的舒适性要求调节送风参数，实现有线区域内的个性化控制。,四.新风的通风标准 ASHRAE Standard 62-1989R,必要性：以C02浓度为控制指标的通风系统只考虑了人作为主要污染源因素，未加入非人产生的污染物（如建材、家具、装修及暖通系统）。为了保证人体的舒适和健康，要增加一部分风量来稀释非人产生的污染物。所以引入了新的通风标准。,即使在室内无人时，需要基本的新风量来把非人产生的污染物如建筑材料、家具或其他非人污染源产生的污染降到最低。,居住及公用建筑物通风换气次数,房间名称,换气次数,（次/h）,房间名称,换气次数,（次/h）,住宅、宿舍的卧室,一般饭店、旅馆的卧室,高级饭店、旅馆的卧室,住宅厨房,商店营业厅,档案库,候车（机）厅,1.0,0.51.0,1.0,3,1.5,0.51,3,托儿所活动室,学校教室,图书室、阅览室,学生宿舍,图书馆报告厅,图书馆书库,地下停车库,1.5,3,1,2.5,2,1-3,56,