1、室内空气品质: 问题和研究简介张寅平清华大学 建筑技术科学系6277 2518(O)2002年5月16日,目录,为什么室内空气品质(IAQ)问题越来越受关注 解决IAQ问题的途径我们的思路 国际上的研究动态 解决IAQ问题的一些新技术简介结语,1.为什么IAQ近来越来越受关注?,新风量不足空气不新鲜CO2,VOCs浓度过高霉菌氨、氡,头痛困倦恶心病态建筑综合症死亡,人90%的时间在室内度过。,Indoor Pollution Sources,美国的IAQ问题,据美国环保署（EPA）调查：是有关全民健康的首要问题之一受影响人口3000万左右经济损失 $400亿/年,日本的IAQ问题,我国IAQ问
2、题产生的原因和特点,年新建房面积巨大住房改革带来装修热建材及装饰材料缺乏标准和规范中央空调运行管理技术水平低或不规范外环境空气质量差（粉尘、NOx和SOx等）,国家标准,国家标准,我国IAQ问题案例案例1 北京市有关部门在全市抽查了 6 座新建的高档写字楼，发现氨超标率达80.6%！臭氧超标率达50%！甲醛超标率达42.1%。案例2 北京市每年发生有毒建筑材料引起的急性中毒事件约400余起，中毒人数1万余人，慢性中毒约10万人次。案例3 国家卫生部、建设部和环保部门在去年 9月的一次家庭装饰材料抽查中，发现不合格者占 68%。,2. 解决室内空气品质(IAQ)问题可能的途径,源头治理,低散发建
3、材和装修材料大气环境治理空调方式改善,目前实现难, 需进行长期不懈的努力,加大新风量优化气流组织,住宅等难以实现增加能耗局部难以处理新风不干净,空气净化,过滤粉尘，花粉活性炭再生困难纳米光催化VOCs综合技术,当务之急，立竿见影,3.我们的思路,提出预防措施,提出预防措施,4. 国外研究动态,4.1 測定方法标准及制定单位,ISO（International Standard Organization）EN（European Standard）ASTM（American Society for Testing and Materials）EPA（United States Environmen
4、tal Protection Agency）ECA-IAQ（European Collaborative Action “Indoor Air Quality & Its Impact on Man）,4.2 散发量测定,4.3 IAQ与人呼吸的关系(Japan),解析結果（風速分布),人体側面空気余命分布,解析結果(空気余命),非定常呼吸研究,Time (s),安静時,Air flow(l/s),1.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,1.5,呼吸周期(6s),0.5,0.3,-0.3,呼气,吸气,解析結果（流场）,Air flow(/s),0.3,4.4 IAQ对人工作效率的影响(
5、Denmark),Subjects & procedure,30 healthy females20-31 years oldperformed simulated office work during 4.4 hours occupation of the office:text typingarithmetical calculationscreative thinking,Perceived air quality,Speed of text typing,Headache,Speed of text typing,4.5 空气品质评价,4.6 新风量的确定,3 L/s/person (
6、0.6 h-1)10 L/s/person (2 h-1)30 L/s/person (6.0 h-1),Outdoor air rates:,Results: CO2 above outdoors,Perceived air quality,Results: SBS symptoms,Results: SBS symptoms,Productivity,Total productivity,Total productivity,Total productivity,Effects of ventilation on sick absence in offices,4.7 个体化送风方式,On
7、ly 0.1 L/s per person or 1% is consumed,99% is wasted!,Why not serve clean airdirectly to people?,4.8 纳米光催化处理室内VOCs -半导体光催化作用原理,空穴、 H2O2和OH基团的强氧化性,随着纳米技术的发展，出现了纳米光催化材料，作为代表的有TiO2 和ZnO量子尺寸效应导致其吸收光谱的吸收带边蓝移和半导体催化剂光催化活性的提高。粒径通常小于空间电荷层的厚度，使电子从内部扩散到表面的时间减少，提高了光致电荷分离的效率。比表面积很大，增强了半导体光催化剂吸附有机污染物的能力。,纳米光催化材料
8、及其尺寸效应,光催化消除VOCs的优点,可消除绝大多数的VOCs能耗低、操作简便、反应条件温和可连续工作，不存在再生问题，减少了二次污染,国内外纳米材料光催化系列产品日本大金公司于年率先生产了光催化空气净化器，之后日本多家著名的家电厂商（如松下、东芝等）先后推出此类产品。美国新泽西洲的通用空气技术 (UAT)公司已开发生产了落地式及管道式光催化空气净化与消毒设备。国内有多家空调厂商（如海尔、格力等）生产出了带有光触媒滤网的家用空调。,密闭小室内部结构,锐钛相TiO2纳米材料、相氧化铝和ZMS-8分子筛的粒径分别为7nm，100nm和30nm。,纳米材料和分子筛照片,相氧化铝照片,粉末成分,分子
9、筛,TiO2,氧化铝,4.9 光催化反应模型,4.10 光催化材料性能评价,4.11 光催化材料性能测试,Photocatalysis Mechanism Experiment Rig,自制管式反应器降解甲醛实验结果,4.12 活性炭性能测试,活性炭产品研发（1）活性炭系列产品国内外多家厂商生产出了活性炭吸附空气净化产品。多种新型活性炭纤维过滤器、新型活性炭颗粒和浸渍了高锰酸钾的氧化铝组合的过滤器问世(Trane, York空调公司产品上已使用美国普滤公司产品),4.13 光催化反应器负荷和放置位置确定,5. 需进一步研究的重要问题,IAQ负荷计算空调控制和运行策略改善IAQ的综合途径等,6. 结论,（1）由于社会需求和技术进步的推动，IAQ领域将是空调行业今后若干年内学术研究和产业发展的热点领域。（2）在一系列涉及空调设计和控制的理论和实践的重大问题上，在一系列IAQ相关产品的研发上，不久会有突破。,（3）国内知名企业和研究机构、企业家和多学科研究人员的结合，针对应用目标各展所长、协同攻关是解决我国IAQ问题的有效途径。,
