中央空調影響空氣質量原因分析及解決方法

蔣益軍

(四川建筑職業技術學院,四川成都610081)

0 引言

中央空調的廣泛使用,為人們提供了舒適的生活和工作環境,這是人們所需要的。但在使用的過程中,由于在前期的設計、施工中存在一些問題以及后期的清潔維護保養不到位等原因,導致室內空氣受到污染,從而影響空氣質量,讓長時間在空調房間生活、學習工作的人們感到全身乏力、頭腦發昏、嗜睡、眼睛及呼吸系統不適等,這些綜合癥狀我們統稱為空調病?？照{房間內空氣被污染、空氣質量不合格是導致空調病的根本原因。

1 空調房間污染物的構成種類

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(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間不同。種類主要有煤煙塵、工業粉塵、金屬塵、水泥塵、土壤塵、火山灰塵及汽車飛機尾氣等。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、碳氫化合物、硫氧化物等。一氧化碳是一種無色、無味、無臭的易燃氣體,空氣中濃度達到0.02 %且吸入時間超過2 h便會導致人員的中毒。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作用,但在低空中卻是一種有害的氣體污染物。碳氫化合物比如甲烷等會造成大氣的污染從而導致“溫室效應”,而苯、甲苯、二甲苯等當在大氣中的濃度較高時則會誘發人體的畸變和癌變。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,會刺激人的呼吸系統,導致咳嗽和呼吸道阻力的增加,從而誘發慢性呼吸道疾病,甚至會引起肺水腫和肺心性疾病等。

1.3 懸浮微生物

在空氣中存在著數以萬計的微生物,其體積很小,通常通過肉眼是看不見或看不清的。主要有原核類的細菌放線菌、真核類的真菌和非細胞類的病毒、類病毒等。雖然微生物有對人類有益的一面,比如可用來生產抗生素和工業發酵等,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,同時它也能夠造成食品、布匹、皮革等發霉腐爛。

1.4 揮發性有機物

在國際上,揮發性有機物通常用VOCs表示,總揮發性有機物用TVOC表示,后者是Total Volatile Organic Compounds 4個單詞第一個字母的縮寫。其主要有非甲烷碳氫化合物、含氧有機化合物、鹵代烴、含氮有機化合物等。大多數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 中央空調房間空氣質量不合格原因

以上所述,質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影響人體的健康。那么造成中央空調房間空氣質量不合格的原因主要有那些呢?

2.1 室內外空調系統的污染

中央空調系統可分為室內、外兩部分,室內部分主要包括冷水機組、冷熱媒輸送系統、末端裝置(送回風口和風機盤管等),室外部分主要包括新風送風系統、冷卻塔等。冷水機組通常設置在地下室或屋頂,是中央空調的“心臟”,其作用是產生制冷所需要的“冷源”即冷凍水。而冷卻塔是夏天中央空調軍團病的主要傳染源。調查表明,室內空調系統污染是導致室內空氣污染的主要原因,其主要是由于空調系統長期運行、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排除,就會參與室內空氣循環,從而造成室內空氣的污染。室外空調系統的污染是由室外環境造成的,比如風沙、被污染空氣(汽車尾氣、工業廢氣等)等。建筑物的中央空調系統猶如人體的心肺系統,連接著身體的各個部位,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人們的健康和生命安全。

2.2 新風量不足

為了更好地達到節能和減少投資的要求,現在的中央空調在設計時往往將人均小時新風量參數定得過于保守通常定為30 m3/h,即人均每1 h獲得的新風體積為30 m3,這樣雖有利于節能,但卻不能很好地保證必要的新風量,甚至在一些比較老舊的風機盤管系統中,其根本就沒有設置新風系統,所有參與循環的空氣都是房間內的回風,這就像長期不開窗通風換氣的房間一樣,在這樣的室內環境中呆久了,人們肯定會感到壓抑和頭腦發昏,這完全是因為空氣中的含氧量逐漸下降和污染物逐漸增加所造成的。

2.3 新回風質量不合格

新回風質量是送風質量的基礎,在中央空調系統中,若新風、回風質量不達標,就會污染整個空調系統的管道及零部件,同時新風還會攜帶有害氣體等污染物直接進入室內,造成室內空氣的污染。新風質量不達標通常是新風口周圍一定范圍內有污染源,這些污染源污染了包括新風口周圍的空氣,造成新風系統吸入的新風質量不合格、不達標?；仫L質量不達標一是回風的過濾效果不好,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菌等微生物仍保留在了回風中,二是回風的二次污染,比如有些項目在設計時采取了吊頂回風的方式,回風進入吊頂后會受到吊頂內不潔凈空氣和各種施工材料、化學涂料的污染,這種嚴重的二次污染,會極大的影響送風質量。

2.4 氣流組織不合理

如果送風口送入空調房間的空氣分布即氣流組織不合理,則會導致空調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,這就會出現送風死角,給病毒、細菌等微生物提供了生存和繁衍的空間,造成空調房間空氣的污染。如果人員長時間滯留在這樣的空氣環境中,就會對人體的健康帶來各種各樣的危害。

2.5 施工不規范、材料質量不合格

由于空調系統需要良好的水循環和風循環密閉系統,如果在施工的過程中出現風管與風管間、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,則就會產生漏風、漏水現象。漏風會導致未經完全處理的空氣進入室內而污染室內空氣,漏水會給細菌、真菌等微生物提供生存和繁殖的土壤,導致空氣質量的下降。同時,在施工完成后,若未對風管系統和水系統進行良好的清潔處理便投入使用,管道內的顆粒物、有害氣體、微生物等便會直接進入空調房間,造成對空氣的污染。再者,若施工時選用了質量不合格的材料,不合格材料揮發出有害氣體,就會增加空氣中揮發性氣體的濃度,進而污染空氣。

3 解決中央空調房間空氣質量差的方法

3.1 定期對空調系統進行有效的清洗和維護

清洗的對象既包括風管系統,也包括空調機組和風機盤管等末端裝置。其中風管系統包括新風管道、送風管道、回風管道、風閥、消音器、風口等,空調機組包括新回風混合段、過濾段、加濕加熱段、水表冷器段等,風機盤管包括銅盤管、電機及葉輪、回風過濾網、回風箱、托盤、送回風口等。為了提高清洗的效率和效果,應選用專用的機械清洗設備清洗通風管道。由于通風管道通常較長,無法做到一次性將所有管道清洗潔凈,因此需要將管道進行分段清洗,這時,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,清洗所產生的污染物要收集起來并進行妥善處理。為了獲得更好的空氣質量,在清洗后還可對空調系統的通風管道、設備以及零部件進行消毒處理,所選用的消毒劑應在保證消毒效果的前提下對風管及設備損害較小,消毒后要立即進行沖洗和通風以防止消毒劑殘留在系統中。為避免二次污染,在清洗消毒過程中,系統內部要保持負壓,清洗的順序應為先清洗新風和回風管道,然后清洗機組,最后清洗送風管道。

3.2 設置新風系統并適當加大新風量

為了保證室內空氣的含氧量和潔凈,在中央空調系統設計時必須要設置新風系統,通過新風系統管道可以向室外排出室內渾濁的空氣而形成室內外壓力差,完成室內外空氣交換,清新空氣。新風量要結合到當地氣候條件、建筑特點和使用要求、室內人員的分配情況等確定,不宜將新風量定得太保守,在有不確定因素的情況下,應適當加大新風量,在使用空調時可根據具體情況通過調節新風閥來調節新風量的大小。對新風閥要經常檢查,清潔潤滑活動部分,以確?；顒硬糠值撵`活性保證新風閥的正常開啟和關閉。對于風機盤管系統來說,不能僅靠開窗通風換氣來解決室內空氣含氧量和潔凈的問題,也應該設置新風系統,可通過風機盤管加新風系統或設置獨立的新風系統來實現。

3.3 采取有效措施提高新回風過濾效果

為保證新風進風質量,新風口應選擇在室外空氣潔凈無污染的區域。加強新風回風過濾程度,常規的過濾方法是用過濾網過濾空氣,但過濾網往往只能過濾掉粒徑較大的顆粒物,而對有害氣體、揮發性有機物以及細菌、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,但還遠遠達不到人們對高質量空氣的要求。隨著科學技術的發展,涌現出了很多新型的過濾材料、技術和設備,比如負離子凈化器、光觸媒技術和活性炭過濾材料等,這些設備和材料能去除空氣中的有害氣體、揮發性有機物和細菌、病毒等微生物?？梢圆捎猛ㄟ^設置多層過濾網的辦法來達到凈化空氣的目的。為保證空氣質量良好的持久性,平時要注意加強對過濾網的日常維護和保養,定期對過濾網進行清潔,達到一定使用年限要及時對過濾網進行更換。嚴禁采用吊頂回風的方式,若吊頂內高度不足,無法滿足風管的通過要求,可通過降低風管立面高度、增加風管水平寬度來解決。

3.4 合理布置送風口獲得合理的氣流組織

氣流組織不合理通常是由于送風口的布置不合理造成的。因此,要獲得合理的氣流組織,送風口的合理布置是關 鍵,它能將新鮮的空氣送至房間的各個角落,減少送風死角,提高室內的換氣效果,提升室內空氣質量。同時,為最大程度地獲得室內均勻空氣,應盡可能采用可調角度的送風口,通過調整送風傾角和射流擴散角,減少空氣滯留區域。在設計氣流組織時,要針對每個房間的使用功能和平面、空間特點單獨設計,以保證能直接將空氣送到人員的呼吸區,為避免產生吹風感影響舒適性,送風風速不宜過大要平緩。

3.5 規范施工 選擇質量合格材料

施工企業要符合相應資質要求，嚴禁層層分包和轉包，要選擇責任心強、技術過硬的施工人員進入施工隊伍。施工前班組長要對施工人員進行技術交底，熟悉操作規范、標準和流程。同時，要嚴格按照圖紙施工，不得在施工過程中擅自調整和改變施工方案。水管和風管要連接固定牢固，吊桿、吊架和支撐架等材料要達到相應的強度和剛度要求，與建筑物結構連接處要按比例做拉拔實驗以確保承載力要求。在風管安裝時，要先對風管內壁進行清潔，保證風管內無污染物和灰塵，風管連接時密封圈不得漏設，風管連接好后要進行漏光檢測，符合規范要求后才能進行保溫層的施工。為避免使用不合格材料造成的室內空氣污染，在設計時應嚴禁選用污染較重的建筑材料，要選用環保無污染或低污染的建筑裝飾和設備安裝輔助材料。生活所產生的垃圾或廢棄物也可能是污染源，要及時清理掉，避免形成交叉污染。

4 結束語

隨著科學技術的不斷發展和人們對高品質環境的不懈追求,有理由和信心相信中央空調使用對室內空氣質量所造成的不利影響問題會逐漸得到解決,人們將獲得越來越好的室內生活環境質量。