淺析建筑室內(nèi)PM2.5污染現(xiàn)狀及防治方法

吳梅艷

福建綠城建筑設計有限公司（361000）

淺析建筑室內(nèi)PM2.5污染現(xiàn)狀及防治方法

吳梅艷

福建綠城建筑設計有限公司（361000）

近年來，我國建筑室內(nèi)存在不同程度的PM2.5污染。研究表明，室內(nèi)PM2.5污染來源復雜，但頻發(fā)的霧霾天氣是造成室內(nèi)空氣污染的主要因素。通過主動控制和被動控制方式能有效降低室內(nèi)PM2.5污染，但仍需加強設計、施工、運行等各環(huán)節(jié)，在有效降低室內(nèi)污染物的同時盡可能降低能耗。

PM2.5；污染源；控制方法；能耗影響

0 引言

伴隨近二十多年來快速的經(jīng)濟發(fā)展，我國城市化進程也在快速推進。人們在享受經(jīng)濟騰飛帶來生活便利和提高的同時，也面臨著一系列困擾。近年來，我國大部分區(qū)域霧霾天氣頻發(fā)，大氣顆粒物污染嚴重，尤其是入冬后，東北、華北、西北各大城市空氣質(zhì)量屢次達到嚴重污染，觸發(fā)空氣重污染預警，人們不得不減少戶外活動時間，同時降低開窗通風頻率。調(diào)查顯示，人們在室內(nèi)活動的時間超過80%，室內(nèi)空氣品質(zhì)對人們健康的影響極大。雖然霧霾天氣時，人們通過關閉外窗和減少戶外活動時間來避免在污染空氣中暴露，但更多研究顯示室內(nèi)外的PM2.5濃度有很強的關聯(lián)性，室內(nèi)PM2.5的主要來源仍然是室外的污染空氣，流通不暢的室內(nèi)環(huán)境極可能引發(fā)哮喘、支氣管炎和心血管疾病等。這里旨在探討我國建筑室內(nèi)PM2.5的來源，淺析影響PM2.5的因素并對室內(nèi)PM2.5的控制方法進行總結(jié)，為設計人員提供一定參考。

1 室內(nèi)PM2.5污染來源

建筑室內(nèi)PM2.5來源主要分為兩大類：一是室內(nèi)污染源釋放，二是室外污染源影響。

室內(nèi)污染源主要由人員活動或設備產(chǎn)生。研究表明，建筑室內(nèi)人員密度、活動方式、活動強度與PM2.5濃度關系密切。文獻在對人員在不同行為狀態(tài)下產(chǎn)生的顆粒物數(shù)量、濃度等進行分析后發(fā)現(xiàn)，人員產(chǎn)塵量雖存在一定差別，但影響不大。然而人員密度不同時，產(chǎn)塵量差異較大，以人員占有面積分別為2.5 m2/人和30 m2/人舉例，人員產(chǎn)塵量質(zhì)量濃度分別約為9.6 μg/m3和0.8 μg/m3。吸煙也是室內(nèi)PM2.5的重要來源，其產(chǎn)生的顆粒物直徑大都小于2.5 μm，此外，廚房也是產(chǎn)生顆粒物污染的一個重要原因。辦公建筑內(nèi)打印復印設備在運行中會產(chǎn)生PM2.5并散發(fā)臭氧，若僅從顆粒物污染考慮，打印機使用頻率越高，發(fā)塵率也越大。

建筑類型、室內(nèi)人員活動、設備布置使用復雜多變，這些室內(nèi)源雖對建筑室內(nèi)PM2.5濃度影響很大,但其影響遠不及室外空氣中的PM2.5,研究顯示，無論室內(nèi)是否存在污染源，仍有55%～75%的PM2.5來源于室外。室外PM2.5可通過圍護結(jié)構(gòu)滲透，自然通風及空調(diào)新風系統(tǒng)等進入室內(nèi)。不使用空調(diào)時，室外空氣中的PM2.5對建筑內(nèi)滲透率高達70%以上，使用空調(diào)時，其平均滲透率也有30%。文獻表明，霧霾天氣室內(nèi)PM2.5平均濃度比非霧霾天氣高2.5倍。

2 室內(nèi)PM2.5控制方法

2.1 被動式控制

被動式節(jié)能建筑來源于德國。這類節(jié)能建筑由于采用了復合式門窗以及絕緣材料，使得建筑物具有良好的氣密性，極大程度減少了室外空氣對室內(nèi)的滲透。在霧霾天氣頻發(fā)時，建筑圍護結(jié)構(gòu)做為第一道屏障有助于人們?nèi)娴钟F霾傷害。近年來，隨著我國建筑節(jié)能工作對門窗密封性要求的提高，漏風率顯著下降。但在實際工程中，受工程設計、施工質(zhì)量等因素影響，建筑漏風率仍需充分考慮。因此，通過增加建筑圍護結(jié)構(gòu)氣密性來控制室內(nèi)PM2.5還需在建筑設計、施工等諸多方面合理控制、有效監(jiān)管方能讓被動式控制方法發(fā)揮最大效用。

2.2 主動式控制

對于具有集中通風空調(diào)系統(tǒng)的辦公、商業(yè)建筑等,通過在通風空調(diào)系統(tǒng)中設置空氣凈化裝置，可以有效降低室內(nèi)PM2.5濃度。另外，由于辦公建筑中打印復印設備較多，這些設備在高頻使用過程中會散發(fā)出較多顆粒物及臭氧，僅采用集中空調(diào)系統(tǒng)的送排風系統(tǒng)效果往往有限，在設計時應考慮增設局部通風系統(tǒng)加大通風量，降低污染物濃度。對于公共建筑的餐飲區(qū)域,設計時應結(jié)合不同季節(jié)工況，合理考慮送排風量，保證廚房以外的區(qū)域?qū)N房區(qū)域保持微正壓，避免廚房產(chǎn)生的顆粒物污染流向廚房以外的區(qū)域，另外，廚房油煙需要凈化后方能排放。

我國普通住宅普遍為無集中通風系統(tǒng)的建筑，在夏季使用空調(diào)或冬季采暖期，即使門窗緊閉，戶內(nèi)空氣流通少，但仍有部分空氣會通過門窗縫隙滲入室內(nèi)，在霧霾天氣中，室內(nèi)PM2.5水平仍會顯著增加，因此采用空氣凈化器降低室內(nèi)PM2.5濃度是必要的。但一味依靠緊閉門窗，開啟空氣凈化器來控制PM2.5污染會使室內(nèi)人員所需新風量不足，無法滿足人員的健康衛(wèi)生需求。

3 室內(nèi)PM2.5控制方法對能耗的影響

無論是主動控制還是被動控制都有助于污染空氣的控制，但是設計時還需充分評估能耗情況，以免產(chǎn)生過大能耗，在保證空氣品質(zhì)的同時卻與建筑節(jié)能背道而馳。

統(tǒng)計表明，室外PM2.5污染程度具有波動性和隨機性，采用集中空調(diào)系統(tǒng)時應兼顧系統(tǒng)節(jié)能運行。眾所周知，過濾器會增大空調(diào)系統(tǒng)阻力，導致運行費用增加。文獻提出在室外沒有PM2.5污染或室外PM2.5污染濃度低于設計濃度時，過濾器可不投入使用；在污染超標情況下，過濾器方投入使用，并合理采用旁通、啟閉等措施。在進行旁通或啟閉方案時，設備風機功率應能相應調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行。

使用空氣凈化器是住宅最行之有效的去除PM2.5的方法之一，但不少人存在誤區(qū)，認為空氣凈化器越貴越好，風量越大效果越好。我國目前采用的凈化器評價指標為CADR（潔凈通風量）。文獻在對比IFD（強電場介質(zhì)）、HEPA(1)

粗效濾網(wǎng)+駐極體、粗效濾網(wǎng)+靜電紡、粗效濾網(wǎng)+HEPA(2)+活性炭這幾種過濾單元后指出，粗效濾網(wǎng)+駐極體、粗效濾網(wǎng)+靜電紡的過濾效率隨風量增大先增大，達到峰值后反而有所降低；風量一定且小于300 m3/h時，IFD（強電場介質(zhì)）裝置消耗功率小，風量進一步增大，該裝置能耗增速越來越快，IFD裝置的CADR雖然最大,但凈化效能卻最低。由此可見，選用空氣凈化器還應綜合考量過濾效果和能耗的平衡。

4 結(jié)論

1）室內(nèi)PM2.5污染是室內(nèi)源和室外源的綜合作用，不同建筑類型的PM2.5來源和污染水平各有不同，但室外PM2.5污染是室內(nèi)PM2.5的最主要因素。2）室內(nèi)PM2.5控制有主動和被動兩種方式，兩種方式均能有效降低室內(nèi)PM2.5污染，但還需在設計施工、運行維護等階段制定合理的策略，使PM2.5得到有效控制同時，人員衛(wèi)生健康所需的新風量亦能保證。3）集中式空調(diào)系統(tǒng)運行過程中應充分考慮室外PM2.5污染的波動性和隨機性，實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運行；人們應理性選擇空氣凈化器，在保證空氣凈化效率的同時避免不必要的浪費。

[1]王清勤，李國柱，趙力,等.建筑室內(nèi)細顆粒物（PM2.5）污染現(xiàn)狀、控制技術與標準[J].暖通空調(diào),2016(2)：1-7.

[2]王清勤，李國柱，趙力,等.建筑室內(nèi)細顆粒物污染控制設計方法研究[J].暖通空調(diào),2016(4)：61-65.

[3]崔晶晶，楊學賓，沈恒根，李擎.不同過濾單元的室內(nèi)空氣凈化器試驗研究[J].暖通空調(diào)，2017(2)：54-59.