人防工程內(nèi)部空氣品質(zhì)惡化的原因及對策
摘要：本文 分析 了人防工程中地下商場內(nèi)空氣品質(zhì)惡化的主要原因，并根據(jù)這些原因，闡述了解決室內(nèi)空氣品質(zhì)惡化的技術(shù)措施及對策。
1 引言
人防工程不僅要為戰(zhàn)時功能服務(wù)，體現(xiàn)其戰(zhàn)備效益，而且平時要開放，用于商業(yè)、娛樂、旅館、存儲、車庫等公益事業(yè)，最大限度地發(fā)揮其 社會 和 經(jīng)濟 效益。 目前 隨著人防工程的增多，其內(nèi)空氣品質(zhì) 問題 已經(jīng)引起業(yè)內(nèi)人士的重視，尤其是平時用作商業(yè)、娛樂及旅館的人防工程內(nèi)部空氣品質(zhì)更是我們所關(guān)注的焦點性問題。本文著重對商業(yè)用途的人防工程(即地下商場)的室內(nèi)空氣品質(zhì)(以下簡稱IAQ)惡化的原因及對策進行一定的分析和探討。
2商場內(nèi)空氣品質(zhì)惡化的原因
目前，我們已知的反映IAQ的因素主要有：溫度、濕度、風(fēng)速、噪聲、負離子濃度、含塵濃度、含菌濃度、氡及CO2、CO、SO2、NO2等氣體濃度、總揮發(fā)性有機化合物(total
volatile organic compounds
,以下簡稱TVOC)的濃度[1]。由于人們對空氣的溫度、濕度、風(fēng)速、噪聲、CO2、CO、SO2、NO2等氣體濃度的直觀感覺更為明顯、檢測手段也比較可靠，因此早期通風(fēng)空調(diào)專業(yè)對這些因素進行了深入地 研究 ，并取得成熟的結(jié)果。然而，隨著七十年代能源危機以來，最早出現(xiàn)在歐美等發(fā)達國家的“病態(tài)建筑綜合癥”(Sick
Building
Syndrome，簡稱SBS)，近十多年來在我國也出現(xiàn)了，國內(nèi)對此課題也展開了研究工作。SBS不但能引起人們眼紅、頭昏、惡心、胸悶、身體乏力、困倦等不良癥狀、嚴(yán)重時會導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)的感染、哮喘及中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損等嚴(yán)重后果，如今年4月，墨爾本水族館發(fā)生了空調(diào)系統(tǒng)吹出軍團病菌，導(dǎo)致4人死亡、99人生病的事件，因此，美國環(huán)保局將室內(nèi)空氣品質(zhì)稱為當(dāng)代五大環(huán)境健康威脅之一也就不足為奇了[2]。
當(dāng)前，不少地下商場的IAQ差，進入后常常有異味，有可能傳播疾病， 影響 顧客、尤其是內(nèi)部工作人員的身體健康，其主要原因是空氣中的含塵量、含菌量及各種有害氣體的濃度過高，有關(guān)地下商場的IAQ的資料 文獻 尚不多見，但是，我們可借鑒地面商場IAQ的結(jié)果對地下商場進行一定的評估和分析。文獻[3]介紹了某地面商場在4月中旬客流量中等水平的某天，將機械通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉的情況下，測得商場內(nèi)空氣的含塵重量濃度比室外空氣高出5～11倍、含菌濃度高出7～24倍，在10～14點室內(nèi)空氣的含塵、含菌濃度最高。我國尚無商場內(nèi)空氣品質(zhì)的國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)可循，按日本“建筑物環(huán)境衛(wèi)生管理標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定，室內(nèi)浮游粉塵含量應(yīng)小于0.15mg/m3，而該商場內(nèi)的實測值較日本的限定值高出10倍以上。另外，上海某研究院對南京路上的某大商廈空氣質(zhì)量進行了數(shù)年的跟蹤調(diào)研，該商廈的空氣質(zhì)量已劣于車流、人流都相當(dāng)集中的南京路，常年工作在商廈內(nèi)的營業(yè)員呼吸道傳染疾病的平均發(fā)病率明顯高于所在區(qū)域平均發(fā)病率。
與地面商場相比，地下商場的IAQ應(yīng)比地面商場更差，因為地下商場空氣 自然 流動和滲入均不及地面商場。
地下商場IAQ惡化的原因概括起來有如下幾個：
2.1人員
商場內(nèi)的人員除散發(fā)熱量和濕量外，會通過呼吸道、皮膚及汗腺排除大量污染物，如CO2、病菌等，。顧客進入商場時，還會將室外的塵埃一同帶入室內(nèi)。顯然，室內(nèi)人數(shù)越多，污染就越嚴(yán)重。
2.2建筑圍護結(jié)構(gòu)、裝飾材料及商品
人防工程均處于地面之下，其周圍的巖石、土壤及本身的圍護結(jié)構(gòu)能釋放出一種對人體危害極大的放射性物質(zhì)——氡[1]。商場內(nèi)都要進行一定的裝修，所用的裝飾材料種類繁多，化學(xué)成分復(fù)雜;商場內(nèi)商品，特別是服裝、鞋帽布料、日用化學(xué)品及家電、家具等，這些商品與裝飾材料一起散發(fā)出多種有害物質(zhì)(如甲醛、苯、氯化物)，其中大部分是VOC。TVOC組成成分復(fù)雜，單一成分的濃度低，難以測量。西方國家目前的研究結(jié)果[4]表明，室內(nèi)發(fā)現(xiàn)的VOC成分有50～300種之多，且濃度大大超過室外。
2.3室外新風(fēng)
地下商場大多處于城市的鬧市區(qū)(如火車站、廣場、商業(yè)街)，這些地區(qū)本身的空氣質(zhì)量就比較差[3]，例如：白天大氣含塵濃度可達到0.18-0.39mg/m3，室外新風(fēng)含塵濃度本身就高于日本“建筑物環(huán)境衛(wèi)生管理標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定的室內(nèi)浮游粉塵含量應(yīng)小于0.15mg/m3的值，所以，如果新風(fēng)不經(jīng)過凈化處理或處理不完善，必將給室內(nèi)空氣帶來新的污染。
2.4通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)本身
設(shè)置通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的目的是為了改善IAQ，有時卻事與愿違，很多通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)件成為室內(nèi)空氣的污染源。筆者曾考察過，許多商場(地上及地下)及賓館等公共建筑的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中風(fēng)管內(nèi)壁、送回風(fēng)口的表面及周圍積滿灰塵。 目前 ，尚未有國內(nèi)對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)污染狀況的 研究 資料， 文獻 [5]介紹，美國國家職業(yè)安全與衛(wèi)生研究所曾調(diào)查過，529個建筑存在空氣質(zhì)量 問題 ，其中280座建筑物通風(fēng)不合格，占調(diào)查總數(shù)的53%，而建材污染僅為4%，由此可見，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)已為IAQ惡化的重要角色。
通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)污染室內(nèi)空氣的原因有如下幾個：
2.4.1新風(fēng)量不足或新風(fēng)受到二次污染。除個別工程設(shè)計時新風(fēng)量選定值偏低外，新風(fēng)入口的面積偏小、風(fēng)機性能下降而導(dǎo)致新風(fēng)量降低;如果入室的新風(fēng)凈化處理措施不利、經(jīng)過的途徑較長受到二次污染，均會導(dǎo)致IAQ的惡化。
2.4.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)氣流組織不好，新風(fēng)分布不均勻，形成死角，造成某些部位的空氣年齡偏高。另外，由于室內(nèi)很高的換氣次數(shù)，使得室內(nèi)空氣中懸浮物增多(已沉淀的再被飄揚，已懸浮的不易沉降)。
2.4.3送風(fēng)管道、空氣處理機、過濾裝置等設(shè)備骯臟、污染嚴(yán)重，不進行定期的保養(yǎng)維護和清洗。赫爾辛基大學(xué)對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的各種構(gòu)件做了實驗測定[5]，結(jié)果是，幾乎所有組成構(gòu)件(過濾器、表冷器或噴淋室、熱回收器、風(fēng)機、消聲器和管道)都是污染源和臭味源，其中最嚴(yán)重的是過濾器(特別是無紡布纖維型)和表冷器，這是因為被處理的空氣與過濾器和表冷器(及其上肋片)的接觸面積最大，最容易將油、塵、菌等滯留在這些設(shè)備的表面上，同時會將過濾器的細纖維、絨毛等帶入室內(nèi)空氣中。另外，表冷器的凝結(jié)水托盤由于排水不及時而十分潮濕，成為微生物的生長和繁殖基地;噴淋室內(nèi)的水循環(huán)利用、與空氣接觸時間長，其內(nèi)微生物的生長和繁殖快，內(nèi)壁骯臟不堪。目前，國內(nèi)尚未有關(guān)于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)定期清理與消毒的規(guī)程，許多公共建筑內(nèi)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行多年后也不進行清洗與消毒，系統(tǒng)內(nèi)細菌微生物叢生，成為IAQ惡化的罪魁禍?zhǔn)。文獻[2]報道了美國俄亥俄州某賓館1998年5月曾發(fā)生了霉菌孢子通過通風(fēng)空調(diào)設(shè)備在賓館里蔓延的事件，許多客房衛(wèi)生間的天花板上掛滿了黏糊糊、毛茸茸的霉菌，嚴(yán)重 影響 了賓館員工的身體健康，部分員工由于經(jīng)常吸入這種含霉菌孢子的空氣而患上過敏性肺炎。據(jù)估測，我國目前地下商場的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的衛(wèi)生狀況不容樂觀，這是因為地下商場終年無陽光進入、空氣較潮濕，商場的管理人員往往只注重 經(jīng)濟 效益、對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的維修和清洗不夠重視、甚至從不維護保養(yǎng)，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的操作人員缺乏專業(yè)知識和培訓(xùn)，我國的衛(wèi)生防疫及環(huán)保部門至今尚未將公共建筑物內(nèi)的空氣質(zhì)量列入其監(jiān)測和管轄范圍內(nèi)，惡劣的IAQ對人體健康影響的潛在周期長、不易被發(fā)覺，短時間內(nèi)人體無明顯的癥狀，往往被忽略。空調(diào)系統(tǒng)中過濾器骯臟，不但污染所流經(jīng)的空氣，由于阻力大、過流面積減小還嚴(yán)重影響送風(fēng)量[6]，使得實際送風(fēng)量尚不到額定量的50%，同樣加劇IAQ的惡化。
3解決IAQ惡化的措施
3.1 控制室內(nèi)污染源
此處的室內(nèi)污染源是指室內(nèi)人員、建筑裝飾材料及商品。要控制室內(nèi)人員和商品顯然是不可能的，我們能做到的是選用無污染、低污染的建筑和裝修材料，以便降低TVOC的散發(fā)量。
3.2 加強室內(nèi)空氣的凈化處理措施
目前，地下商場的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)對空氣的凈化處理大多采用粗效和中效兩級過濾的措施，粗中過濾器只能過濾塵埃及附著在其上的微生物，對空氣中的有害氣體和細菌卻無能為力，而有害氣體和細菌在室內(nèi)空氣中的的含量較高、正是IAQ惡化的重要因素。因此，應(yīng)加強研制和開發(fā)能夠處理有害氣體和細菌的生物化學(xué)潔凈設(shè)備？照{(diào)系統(tǒng)的回風(fēng)中VOC的濃度要遠遠高于新風(fēng)，因此，在回風(fēng)管道中安裝具有吸附VOC功能的活性炭過濾器是降低VOC濃度的重要舉措。
3.3 適當(dāng)增加新風(fēng)量,提高入室新風(fēng)質(zhì)量
影響 IAQ的主要因素并非人員產(chǎn)生的CO2和人體所產(chǎn)生的污染物， 文獻 [6]于1999年8月測得上海某大商場地下商場在通風(fēng)空調(diào)運轉(zhuǎn)的情況下，其內(nèi)CO2的濃度為679X10-6,該值低于美國和日本規(guī)定的1000X10-6。室內(nèi)建筑和裝飾材料、辦公設(shè)備、通風(fēng)空調(diào)設(shè)備對室內(nèi)空氣污染程度數(shù)倍甚至數(shù)十倍于室內(nèi)人員的污染[7]。對于地下商場而言，其內(nèi)商品(服裝鞋帽、布料、家電及日用化學(xué)制品)散發(fā)出的TVOC等有害氣體甚至要比其它材料高的多，因為這些商品均為新材料，最易散發(fā)有害物質(zhì)。文獻[8]中規(guī)定空調(diào)季節(jié)地下商場內(nèi)新風(fēng)量按其內(nèi)人數(shù)確定，每人每小時為15立方米，該數(shù)值是按人員呼吸所需氧氣及呼出有害氣體的數(shù)量確定的，未考慮室內(nèi)其它污染源，因此，這種 方法 是否合理，有待探討。筆者認為新風(fēng)量應(yīng)根據(jù)室內(nèi)所有污染源的綜合影響因素(商品的污染絕對不能忽略)及IAQ所要求的標(biāo)準(zhǔn)來確定，這與“ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)62-1989R中認為用以確定新風(fēng)量的污染物來自人員和室內(nèi)氣體污染源兩個方面[9]”是一致的，這樣，地下商場內(nèi)的新風(fēng)量標(biāo)準(zhǔn)必將提高，新風(fēng)量的提高也有利于氡的稀釋與排出。入口處的新風(fēng)質(zhì)量同樣不可忽視。我國大氣中的塵埃濃度要比發(fā)達國家高的多[10]，因此，選擇和確定新風(fēng)入口時要注意其周圍的小環(huán)境和微氣候質(zhì)量，盡可能避開污染重的位置，保證入室的新風(fēng)質(zhì)量。清晨(4-6點)室外空氣比較潔凈、溫度較低時，應(yīng)采取對工程內(nèi)部實行全新風(fēng)的通風(fēng)措施，把室內(nèi)進行全面、徹底地通風(fēng)換氣，不但能夠改善室內(nèi)空氣的衛(wèi)生狀況，還能充分利用室外氣溫低的 自然 優(yōu)勢來降低室內(nèi)溫度。
3.4 改進氣流組織,提高通風(fēng)換氣的效率
氣流組織的設(shè)計至關(guān)重要，氣流組織設(shè)計合理，不僅可以將新鮮空氣按質(zhì)按量地送到人員活動區(qū)(嚴(yán)格地講應(yīng)送到人員的呼吸地帶)，還可及時將污染物排出。由于地下商場的自身結(jié)構(gòu)特點，氣流組織大多采用上送上回(排)形式，送風(fēng)口用散流器，而散流器大都是平送流型(射流的射出角度大于400)，送風(fēng)射流沿著頂棚橫向流動，形成貼附射流，送風(fēng)很容易經(jīng)回(排)風(fēng)口帶走而短路，因此，選用散流器時 應(yīng)用 射出角度小于400的直流型，此種散流器能較好地將風(fēng)送至人員活動區(qū)，避免了短路，提高了人員活動區(qū)的空氣質(zhì)量;布置送、回、排風(fēng)口時，應(yīng)注意避免風(fēng)口被遮擋。
3.5在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運行時，應(yīng)有專人負責(zé)管理，連續(xù)監(jiān)測控制通風(fēng)系統(tǒng)、室內(nèi)溫濕度及污染物指標(biāo)，定期對系統(tǒng)進行檢測和調(diào)試等;對通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的所有構(gòu)件均應(yīng)定期維護保養(yǎng)和清洗消毒(過濾器則定期更換或再生);對于有凝結(jié)水產(chǎn)生的換熱器等設(shè)備,應(yīng)在系統(tǒng)停止工作時,保持通風(fēng)直至凝結(jié)水干燥,以免滋生微生物;暖通空調(diào)工程師在工程設(shè)計時，就應(yīng)考慮到為今后設(shè)備的維護和清洗消毒提供便利的條件和措施。對于空調(diào)系統(tǒng)的清洗和消毒， 目前 來看，并不是困難的事情，所以，筆者建議我國應(yīng)盡快制定有關(guān)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)清洗消毒的法規(guī)，以便有法可依，盡可能地降低通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)本身對IAQ的污染。
4 結(jié)語
由上可知，地下商場的IAQ 問題 是一項綜合性課題，由于當(dāng)前技術(shù)檢測手段等方面的不足，對于物品(尤其是商場內(nèi)的商品)散發(fā)到室內(nèi)空氣中的各種有害物質(zhì)難以測量和 分析 ，所以凈化和處理這些有害物質(zhì)也就無從談起，但是，IAQ問題畢竟已經(jīng)引起了我們的重視，因此，業(yè)內(nèi)(尤其是暖通空調(diào)界)人士應(yīng)站在較高的起點上，借鑒國內(nèi)外已有的成果，與建筑學(xué)、衛(wèi)生防疫學(xué)、環(huán)保學(xué)等方面的工作者一起對IAQ進行系統(tǒng)、完善、 科學(xué) 地 研究 ，掌握其 規(guī)律 ，對現(xiàn)有規(guī)范進行必要的修改和完善，真正體現(xiàn)以人為本，把創(chuàng)建舒適性空調(diào)變?yōu)閯?chuàng)建健康性空調(diào)，力爭早日解決這一跨世紀(jì)的難題。
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