中央空調(diào)影響空氣質(zhì)量原因分析及解決方法

蔣益軍

(四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川成都610081)

0 引言

中央空調(diào)的廣泛使用,為人們提供了舒適的生活和工作環(huán)境,這是人們所需要的。但在使用的過程中,由于在前期的設(shè)計(jì)、施工中存在一些問題以及后期的清潔維護(hù)保養(yǎng)不到位等原因,導(dǎo)致室內(nèi)空氣受到污染,從而影響空氣質(zhì)量,讓長時(shí)間在空調(diào)房間生活、學(xué)習(xí)工作的人們感到全身乏力、頭腦發(fā)昏、嗜睡、眼睛及呼吸系統(tǒng)不適等,這些綜合癥狀我們統(tǒng)稱為空調(diào)病。空調(diào)房間內(nèi)空氣被污染、空氣質(zhì)量不合格是導(dǎo)致空調(diào)病的根本原因。

1 空調(diào)房間污染物的構(gòu)成種類

1.1 懸浮顆粒物

懸浮顆粒物是指懸浮在空氣中的固體、液體顆粒狀物質(zhì)(也稱氣溶膠)的總稱,其粒徑從0.001 μm至1 000 μm以上,粒徑不同則懸浮在空氣中的時(shí)間不同。種類主要有煤煙塵、工業(yè)粉塵、金屬塵、水泥塵、土壤塵、火山灰塵及汽車飛機(jī)尾氣等。這其中就包含了PM2.5和PM10,PM2.5是粒徑小于2.5 μm的顆粒物,其能夠長時(shí)間滯留和漂浮于空氣中,給人體健康帶來很大的危害。通常只有粒徑大于50 μm的顆粒物才能在重力的作用下較快地沉降到地面,因此PM10也會(huì)對人體健康造成一定程度的危害。

1.2 有害氣體

空氣中的有害氣體主要有一氧化碳、氮氧化物、臭氧、碳?xì)浠衔铩⒘蜓趸锏取Ｒ谎趸际且环N無色、無味、無臭的易燃?xì)怏w,空氣中濃度達(dá)到0.02 %且吸入時(shí)間超過2 h便會(huì)導(dǎo)致人員的中毒。氮氧化物是一種相對無害的氣體,但它能迅速地被空氣臭氧氧化,生成有毒、有刺激性的二氧化氮。臭氧雖然對地球在高空平流層中具有重要防輻射保護(hù)作用,但在低空中卻是一種有害的氣體污染物。碳?xì)浠衔锉热缂淄榈葧?huì)造成大氣的污染從而導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”,而苯、甲苯、二甲苯等當(dāng)在大氣中的濃度較高時(shí)則會(huì)誘發(fā)人體的畸變和癌變。硫氧化物主要有二氧化硫和三氧化硫等,其均是酸性的氣體,會(huì)刺激人的呼吸系統(tǒng),導(dǎo)致咳嗽和呼吸道阻力的增加,從而誘發(fā)慢性呼吸道疾病,甚至?xí)鸱嗡[和肺心性疾病等。

1.3 懸浮微生物

在空氣中存在著數(shù)以萬計(jì)的微生物,其體積很小,通常通過肉眼是看不見或看不清的。主要有原核類的細(xì)菌放線菌、真核類的真菌和非細(xì)胞類的病毒、類病毒等。雖然微生物有對人類有益的一面,比如可用來生產(chǎn)抗生素和工業(yè)發(fā)酵等,但也有對人類非常有害的一面,人類疾病大約50%是由病毒引起的,同時(shí)它也能夠造成食品、布匹、皮革等發(fā)霉腐爛。

1.4 揮發(fā)性有機(jī)物

在國際上,揮發(fā)性有機(jī)物通常用VOCs表示,總揮發(fā)性有機(jī)物用TVOC表示,后者是Total Volatile Organic Compounds 4個(gè)單詞第一個(gè)字母的縮寫。其主要有非甲烷碳?xì)浠衔铩⒑跤袡C(jī)化合物、鹵代烴、含氮有機(jī)化合物等。大多數(shù)VOCs具有讓人感到不適的特殊氣味,并具有毒性、刺激性和致畸、致癌性。

2 中央空調(diào)房間空氣質(zhì)量不合格原因

以上所述,質(zhì)量不合格空氣中往往含有多種污染物,這些污染物或多或少都會(huì)影響人體的健康。那么造成中央空調(diào)房間空氣質(zhì)量不合格的原因主要有那些呢?

2.1 室內(nèi)外空調(diào)系統(tǒng)的污染

中央空調(diào)系統(tǒng)可分為室內(nèi)、外兩部分,室內(nèi)部分主要包括冷水機(jī)組、冷熱媒輸送系統(tǒng)、末端裝置(送回風(fēng)口和風(fēng)機(jī)盤管等),室外部分主要包括新風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)、冷卻塔等。冷水機(jī)組通常設(shè)置在地下室或屋頂,是中央空調(diào)的“心臟”,其作用是產(chǎn)生制冷所需要的“冷源”即冷凍水。而冷卻塔是夏天中央空調(diào)軍團(tuán)病的主要傳染源。調(diào)查表明,室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)污染是導(dǎo)致室內(nèi)空氣污染的主要原因,其主要是由于空調(diào)系統(tǒng)長期運(yùn)行、清潔程度和清潔范圍不到位、疏于管理等原因造成的。主要污染物有懸浮顆粒物和微生物,這些污染物若得不到及時(shí)排除,就會(huì)參與室內(nèi)空氣循環(huán),從而造成室內(nèi)空氣的污染。室外空調(diào)系統(tǒng)的污染是由室外環(huán)境造成的,比如風(fēng)沙、被污染空氣(汽車尾氣、工業(yè)廢氣等)等。建筑物的中央空調(diào)系統(tǒng)猶如人體的心肺系統(tǒng),連接著身體的各個(gè)部位,主宰著人體的新陳代謝,其一旦被污染,將直接危害建筑物內(nèi)人們的健康和生命安全。

2.2 新風(fēng)量不足

為了更好地達(dá)到節(jié)能和減少投資的要求,現(xiàn)在的中央空調(diào)在設(shè)計(jì)時(shí)往往將人均小時(shí)新風(fēng)量參數(shù)定得過于保守通常定為30 m3/h,即人均每1 h獲得的新風(fēng)體積為30 m3,這樣雖有利于節(jié)能,但卻不能很好地保證必要的新風(fēng)量,甚至在一些比較老舊的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中,其根本就沒有設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng),所有參與循環(huán)的空氣都是房間內(nèi)的回風(fēng),這就像長期不開窗通風(fēng)換氣的房間一樣,在這樣的室內(nèi)環(huán)境中呆久了,人們肯定會(huì)感到壓抑和頭腦發(fā)昏,這完全是因?yàn)榭諝庵械暮趿恐饾u下降和污染物逐漸增加所造成的。

2.3 新回風(fēng)質(zhì)量不合格

新回風(fēng)質(zhì)量是送風(fēng)質(zhì)量的基礎(chǔ),在中央空調(diào)系統(tǒng)中,若新風(fēng)、回風(fēng)質(zhì)量不達(dá)標(biāo),就會(huì)污染整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的管道及零部件,同時(shí)新風(fēng)還會(huì)攜帶有害氣體等污染物直接進(jìn)入室內(nèi),造成室內(nèi)空氣的污染。新風(fēng)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)通常是新風(fēng)口周圍一定范圍內(nèi)有污染源,這些污染源污染了包括新風(fēng)口周圍的空氣,造成新風(fēng)系統(tǒng)吸入的新風(fēng)質(zhì)量不合格、不達(dá)標(biāo)。回風(fēng)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)一是回風(fēng)的過濾效果不好,只過濾掉了粒徑較大的顆粒物,而粒徑較小的顆粒物以及細(xì)菌等微生物仍保留在了回風(fēng)中,二是回風(fēng)的二次污染,比如有些項(xiàng)目在設(shè)計(jì)時(shí)采取了吊頂回風(fēng)的方式,回風(fēng)進(jìn)入吊頂后會(huì)受到吊頂內(nèi)不潔凈空氣和各種施工材料、化學(xué)涂料的污染,這種嚴(yán)重的二次污染,會(huì)極大的影響送風(fēng)質(zhì)量。

2.4 氣流組織不合理

如果送風(fēng)口送入空調(diào)房間的空氣分布即氣流組織不合理,則會(huì)導(dǎo)致空調(diào)房間的空氣分布不均勻,有的地方甚至沒有空氣參與交換流通,這就會(huì)出現(xiàn)送風(fēng)死角,給病毒、細(xì)菌等微生物提供了生存和繁衍的空間,造成空調(diào)房間空氣的污染。如果人員長時(shí)間滯留在這樣的空氣環(huán)境中,就會(huì)對人體的健康帶來各種各樣的危害。

2.5 施工不規(guī)范、材料質(zhì)量不合格

由于空調(diào)系統(tǒng)需要良好的水循環(huán)和風(fēng)循環(huán)密閉系統(tǒng),如果在施工的過程中出現(xiàn)風(fēng)管與風(fēng)管間、水管與水管間、管道和閥門等連接部件間連接不牢固、不緊密情況,則就會(huì)產(chǎn)生漏風(fēng)、漏水現(xiàn)象。漏風(fēng)會(huì)導(dǎo)致未經(jīng)完全處理的空氣進(jìn)入室內(nèi)而污染室內(nèi)空氣,漏水會(huì)給細(xì)菌、真菌等微生物提供生存和繁殖的土壤,導(dǎo)致空氣質(zhì)量的下降。同時(shí),在施工完成后,若未對風(fēng)管系統(tǒng)和水系統(tǒng)進(jìn)行良好的清潔處理便投入使用,管道內(nèi)的顆粒物、有害氣體、微生物等便會(huì)直接進(jìn)入空調(diào)房間,造成對空氣的污染。再者,若施工時(shí)選用了質(zhì)量不合格的材料,不合格材料揮發(fā)出有害氣體,就會(huì)增加空氣中揮發(fā)性氣體的濃度,進(jìn)而污染空氣。

3 解決中央空調(diào)房間空氣質(zhì)量差的方法

3.1 定期對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有效的清洗和維護(hù)

清洗的對象既包括風(fēng)管系統(tǒng),也包括空調(diào)機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管等末端裝置。其中風(fēng)管系統(tǒng)包括新風(fēng)管道、送風(fēng)管道、回風(fēng)管道、風(fēng)閥、消音器、風(fēng)口等,空調(diào)機(jī)組包括新回風(fēng)混合段、過濾段、加濕加熱段、水表冷器段等,風(fēng)機(jī)盤管包括銅盤管、電機(jī)及葉輪、回風(fēng)過濾網(wǎng)、回風(fēng)箱、托盤、送回風(fēng)口等。為了提高清洗的效率和效果,應(yīng)選用專用的機(jī)械清洗設(shè)備清洗通風(fēng)管道。由于通風(fēng)管道通常較長,無法做到一次性將所有管道清洗潔凈,因此需要將管道進(jìn)行分段清洗,這時(shí),就需在清洗段與非清洗段之間采取有效的空氣隔離措施以防止已清洗段再次被污染,清洗所產(chǎn)生的污染物要收集起來并進(jìn)行妥善處理。為了獲得更好的空氣質(zhì)量,在清洗后還可對空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)管道、設(shè)備以及零部件進(jìn)行消毒處理,所選用的消毒劑應(yīng)在保證消毒效果的前提下對風(fēng)管及設(shè)備損害較小,消毒后要立即進(jìn)行沖洗和通風(fēng)以防止消毒劑殘留在系統(tǒng)中。為避免二次污染,在清洗消毒過程中,系統(tǒng)內(nèi)部要保持負(fù)壓,清洗的順序應(yīng)為先清洗新風(fēng)和回風(fēng)管道,然后清洗機(jī)組,最后清洗送風(fēng)管道。

3.2 設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng)并適當(dāng)加大新風(fēng)量

為了保證室內(nèi)空氣的含氧量和潔凈,在中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng),通過新風(fēng)系統(tǒng)管道可以向室外排出室內(nèi)渾濁的空氣而形成室內(nèi)外壓力差,完成室內(nèi)外空氣交換,清新空氣。新風(fēng)量要結(jié)合到當(dāng)?shù)貧夂驐l件、建筑特點(diǎn)和使用要求、室內(nèi)人員的分配情況等確定,不宜將新風(fēng)量定得太保守,在有不確定因素的情況下,應(yīng)適當(dāng)加大新風(fēng)量,在使用空調(diào)時(shí)可根據(jù)具體情況通過調(diào)節(jié)新風(fēng)閥來調(diào)節(jié)新風(fēng)量的大小。對新風(fēng)閥要經(jīng)常檢查,清潔潤滑活動(dòng)部分,以確保活動(dòng)部分的靈活性保證新風(fēng)閥的正常開啟和關(guān)閉。對于風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)來說,不能僅靠開窗通風(fēng)換氣來解決室內(nèi)空氣含氧量和潔凈的問題,也應(yīng)該設(shè)置新風(fēng)系統(tǒng),可通過風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)或設(shè)置獨(dú)立的新風(fēng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。

3.3 采取有效措施提高新回風(fēng)過濾效果

為保證新風(fēng)進(jìn)風(fēng)質(zhì)量,新風(fēng)口應(yīng)選擇在室外空氣潔凈無污染的區(qū)域。加強(qiáng)新風(fēng)回風(fēng)過濾程度,常規(guī)的過濾方法是用過濾網(wǎng)過濾空氣,但過濾網(wǎng)往往只能過濾掉粒徑較大的顆粒物,而對有害氣體、揮發(fā)性有機(jī)物以及細(xì)菌、病毒等微生物卻無能為力。雖然靜電吸附和電氣集塵可以去除粒徑較小的顆粒物和雜質(zhì),但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們對高質(zhì)量空氣的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,涌現(xiàn)出了很多新型的過濾材料、技術(shù)和設(shè)備,比如負(fù)離子凈化器、光觸媒技術(shù)和活性炭過濾材料等,這些設(shè)備和材料能去除空氣中的有害氣體、揮發(fā)性有機(jī)物和細(xì)菌、病毒等微生物。可以采用通過設(shè)置多層過濾網(wǎng)的辦法來達(dá)到凈化空氣的目的。為保證空氣質(zhì)量良好的持久性,平時(shí)要注意加強(qiáng)對過濾網(wǎng)的日常維護(hù)和保養(yǎng),定期對過濾網(wǎng)進(jìn)行清潔,達(dá)到一定使用年限要及時(shí)對過濾網(wǎng)進(jìn)行更換。嚴(yán)禁采用吊頂回風(fēng)的方式,若吊頂內(nèi)高度不足,無法滿足風(fēng)管的通過要求,可通過降低風(fēng)管立面高度、增加風(fēng)管水平寬度來解決。

3.4 合理布置送風(fēng)口獲得合理的氣流組織

氣流組織不合理通常是由于送風(fēng)口的布置不合理造成的。因此,要獲得合理的氣流組織,送風(fēng)口的合理布置是關(guān) 鍵,它能將新鮮的空氣送至房間的各個(gè)角落,減少送風(fēng)死角,提高室內(nèi)的換氣效果,提升室內(nèi)空氣質(zhì)量。同時(shí),為最大程度地獲得室內(nèi)均勻空氣,應(yīng)盡可能采用可調(diào)角度的送風(fēng)口,通過調(diào)整送風(fēng)傾角和射流擴(kuò)散角,減少空氣滯留區(qū)域。在設(shè)計(jì)氣流組織時(shí),要針對每個(gè)房間的使用功能和平面、空間特點(diǎn)單獨(dú)設(shè)計(jì),以保證能直接將空氣送到人員的呼吸區(qū),為避免產(chǎn)生吹風(fēng)感影響舒適性,送風(fēng)風(fēng)速不宜過大要平緩。

3.5 規(guī)范施工 選擇質(zhì)量合格材料

施工企業(yè)要符合相應(yīng)資質(zhì)要求，嚴(yán)禁層層分包和轉(zhuǎn)包，要選擇責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)過硬的施工人員進(jìn)入施工隊(duì)伍。施工前班組長要對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，熟悉操作規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和流程。同時(shí)，要嚴(yán)格按照圖紙施工，不得在施工過程中擅自調(diào)整和改變施工方案。水管和風(fēng)管要連接固定牢固，吊桿、吊架和支撐架等材料要達(dá)到相應(yīng)的強(qiáng)度和剛度要求，與建筑物結(jié)構(gòu)連接處要按比例做拉拔實(shí)驗(yàn)以確保承載力要求。在風(fēng)管安裝時(shí)，要先對風(fēng)管內(nèi)壁進(jìn)行清潔，保證風(fēng)管內(nèi)無污染物和灰塵，風(fēng)管連接時(shí)密封圈不得漏設(shè)，風(fēng)管連接好后要進(jìn)行漏光檢測，符合規(guī)范要求后才能進(jìn)行保溫層的施工。為避免使用不合格材料造成的室內(nèi)空氣污染，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)禁選用污染較重的建筑材料，要選用環(huán)保無污染或低污染的建筑裝飾和設(shè)備安裝輔助材料。生活所產(chǎn)生的垃圾或廢棄物也可能是污染源，要及時(shí)清理掉，避免形成交叉污染。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對高品質(zhì)環(huán)境的不懈追求,有理由和信心相信中央空調(diào)使用對室內(nèi)空氣質(zhì)量所造成的不利影響問題會(huì)逐漸得到解決,人們將獲得越來越好的室內(nèi)生活環(huán)境質(zhì)量。