第二讲人环调控要求的变化

现代暖通空调重庆大学付祥钊2011.10.第二讲第三类环境调控要求的变化现代暖通空调的任务（1）全面承担第三类环境的调控，保障人类生存与发展的基本条件；（2）积极参与第二类环境的调控，为社会创造高速发展的条件，也为取新风；（3）保护第一类环境，保护人类生存发展的摇篮。基本变化1工艺环境调控要求扩展2人居环境调控要求提高3人居环境个性化与工艺环境标准化人居环境调控原则：以人为本2.1舒适性调控2.1.1调控参数增加热环境参数：tg、φ、υ、tf热舒适参数：tg、φ、υ、tf、Re、M、Th（心情）参数之间有交互影响，不是相互独立的。调控参数：tgtg、φ、υ、tf、Re、M、Th（心情）2.1.1调控参数增加稳态“标准”的演变成果代表：i-d图上的舒适区成果代表：热舒适方程、PMV-PPD曲线尚无公认的代表性成果hggggTtttt、M、、Rt、、、M、、Rt、、、t、、、efeffIEQ空调采暖2.1.2调控参数由稳态向动态的发展1热环境参数的时空变化变化强度参数：d[]/dτd[]/ds人体感受的动态热冲击——热刺激2人体停留时间长短对热舒适和健康的影响。热环境的累积效应尚无公认性的代表性成果。2.1.3动态调控参数的研究方法动态舒适指标的主要研究方法：1.人体试验（志愿者）2.社会调查（群体资料、社会团体）3.现场问询（直接向暖通空调服务对象问询）人居环境舒适试验的困难人权保护---人体试验的法律许可志愿者意识---为科学献身与为金钱卖身志愿者能力---理解能力和表达能力志愿者典型性---性别、年龄、体质、职业、生活习惯、消费水平、性格、心情、……试验条件社会调查的困难社会上：理解与支持、保护隐私、信任科学上：代表性、典型性、可信度、可靠度（防止孤证,调查统计学）被调查者能力：理解能力和表达能力被调查者典型性：性别、年龄、体质、职业、生活习惯、消费水平、性格、心情、……调查人员的学识、能力水平现场问询方法的可行性直接向暖通空调服务对象问询热感受没有法律障碍主动向暖通空调服务对象问询热感受容易得到响应与暖通空调服务对象之间的表述容易正确理解贵在坚持难在数据分析2.1.4舒适性调控要求提高（1）社会生活水平提高影响社会生活质量整体提高的表现：舒适性由上层社会的特殊享受→中层的普遍需求和下层的期盼。新的问题：中、下层的生存空间没有上层那样好的环境和那样充分的资源。新的处理方法：针对中下层的生存空间，重建舒适性暖通空调工程的约束条件。2.1.4舒适性调控要求提高（2）社会工作水平提高影响社会工作水平提高的表现：“以体力劳动为主”演变到“以脑力劳动为主”，脑力劳动强度增大。工作环境要求提高脑力劳动效率受环境影响更为显著，舒适的工作环境的使用价值和经济价值增大。2.1.4舒适性调控要求提高（3）“提高舒适度”误入歧途冬夏倒置：高级办公室空气控制温度夏季20℃，冬季26℃。这是错误技术路线下的怪像：围护结构热工性能太差，室内平均辐射温度夏季高、冬季低，使夏季tg=20℃仍会感到比冬季tg=26℃时热。恒温恒湿：高精度就是高舒适度？有人忽悠！2.1.4舒适性调控要求提高（4）平民大众逼迫“提高舒适度”2.1.5调控手段多样化自然对流高温辐射对流辐射强迫对流低温辐射耦合热湿分离2.2人居环境的健康保障（IAQ、IEQ）2.2.1人类的认识提高20世纪70年代以前，室内空气污染不为人知；（指非工业生产环境）21世纪初，室内空气污染广为人知。注：①节能忽视IAQ,美国IAQ问题造成损失590亿美元/年，牺牲健康。②不了解IAQ，中国因IAQ至死11.4万人/年(人民日报2004.12.3)IAQ理论体系初步形成。人体健康空气龄通风效率人的行动人体家具、设备建筑装饰材料第二类环境IAQ2.2.2IAQ标准国际：ASHRAE－IAQ标准核心是最小新风量我国：《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325《室内空气中可吸入颗粒物卫生标准》GB17093《室内空气二氧化硫卫生标准》GB17097《居室空气中甲醛的卫生标准》GB16127《公共场所卫生标准》GB9663～GB9673《室内空气质量标准》GB/T18883-2002最小新风量30m3/h·p2.2.2IAQ标准质疑标准：不开窗建筑，热环境与IAQ客观评价指标均符合标准，但室内人员评价很差，并有SBS症状；开窗建筑，客观评价指标比不开窗者差，但室内人员评价高。2.2.3室内空气污染源特性研究（1）有气味的污染源特性研究P.O.Fanger新的舒适方程（全面通风方程）Olf-decipol-PD其中：Olf－污染源强度单位；1个标准人体的污染量decipol－空气品质感知值单位；PD－不满意率（2）VOC散发特性VOC＝f(τ)（3）无气味的污染源特性（3）检测检测手段提高：无力检测检出（精度、分辨率提高）我国的检测中心①国家建工质量监督检验中心、建筑装修环境质检部②中国建筑装饰协会室内空气、建材检验检测评估中心③中国室内装饰协会室内环境监测中心④中国疾病预防控制中心卫生所2.2.4IAQ控制策略（1）第二类环境的选择、调控，获得高品质的新风（2）室内污染源的清除、削弱、封闭。（3）改进气流组织，提高通风效率，降低空气龄。（4）空气中污染物的净化处理（过滤消毒光触媒）（5）通风空调系统自身保洁（清洗维护消毒）2.2.5IAQ控制技术（1）新风调控－调控信号、co2、VOC、浓度及感测可行性？调控信号的可行性？障碍？（2）气流组织－CFD、模型试验、现场实测技术进步、技术困难（边界条件）、前景？（3）空气过滤－高效、长寿命过滤器（4）VOC分解－纳米材料、光触媒（5）设计－施工－运行维护：全方位、全程控制2.2.6IAQ现状评估（1）理论体系初步形成，尚需充实、深入；对工程实际的指导作用还远远不够；（2）单一措施有效果，达到IAQ标准的综合技术体系不完整。与热环境控制技术体系相比较，差的很远；（3）实验、现场调查实测规模和深度会不够；（4）多学科分工协同研究不够。2.2.7IEQ（室内环境质量）（1）IAQ的扩展IEQ室内光环境（建筑光环境）《建筑物理学》《建筑环境学》室内声环境（建筑声环境）室内信息环境（建筑信息环境）（2）室内信息环境的基本观点物质生命的健康需要能量信息人体必须从身体的各部分全面协调地吸收外界信息，任何一部分信息获取不正常，都会引起人体系统结构的改变，引起健康问题。文明信息（来自人类社会）信息构成元生命信息（来自地球和太空）——热、声、光、风、水及能量场（电磁场、宇宙射线）信息构成的协调性避免各种成分的“缺乏”或“过载”当前室内信息环境的主要问题元生命信息缺乏，文明信息过载（3）室内信息环境的研究动向元生命信息的元素构成元生命信息的健康特征室内信息环境健康性评价模型室内信息环境质量调控原理与方法（包括热湿环境控制、IAQ控制、声光控制、通风控制、人与人的交流与干扰控制等）2.2.8新风量1两种新风量标准与变化史按人计算；按空间计算。采用何种新风标准取决于主要污染源到底是人还是建筑物。新风量变化史25.5→8.5→34m3/h·pinPoutVdCdGCMddGC2确定新风量的通风方程稳态代数方程outinCCMG动态微分方程通风方程表明，新风量与室内污染物散发量、室内排风的污染物浓度、室外空气（新风）污染物浓度有关。涉及室内卫生标准和气流组织。气流组织是技术问题；室内卫生标准则与社会学相关。3与室内污染物散发量相关的社会学因素（1）经济随着经济的发展，人们生活水平不断提高，住宅装修已经非常普遍，新的装修材料和涂料不断地在住宅装修中得以使用。装修材料和涂料释放出多种污染物，成为室内空气污染的重要来源。威胁着人们的身体健康。社会经济发展到一定的程度，会明显增加室内污染物种类和各种污染物的散发量。3与室内污染物散发量相关的社会学因素（2）工作性质与繁忙随着社会发展，工作性质呈现多样化，设备多样化。由于工作繁忙，吃住进办公室；反之，工作进家里。办公室和住宅已不单一功能空间。都引入新的污染物源。工作性质与繁忙决定了室内人员数量、停留时间、设备用品不同，污染物种类和数量增加。3与室内污染物散发量相关的社会学因素（3）生活方式饮食习惯中餐厨房内通常会产生大量的烟气，这就需要引入一定量的新风来降低烟雾等对室内空气的污染。不同的家庭，厨房的使用情况不同，产生的烟气污染物的量亦不同。家庭的卫生习惯经常进行清理打扫，干净清洁的房间的污染物散发量必定大大小于脏乱不堪的房间内的污染物散发量。家庭成员吸烟是一个不可忽视的因素。3与新风污染物浓度相关的社会学因素（4）城市规划与发展城市发展和环境之间相互影响。大部分城市都是依靠工业发展来振兴经济的，都是“先发展，后规范”，重经济效益，轻环境代价。随着城市工业化进程的不断加快，能源消耗量不断增长，各种化石燃料的燃烧加剧了城市大气环境的污染。同时城市机动车数量急剧上升，机动车排放污染物在城市大气污染中的分担率正在逐年增加，机动车尾气污染已经成为城市大气污染的主要来源。大型城市人口高度集中，高层建筑数量众多而且拥挤，大气中的污染物不易扩散，严重污染了室外的新鲜空气。不同的城市发展状况不同，大气污染程度不同，室外空气中污染物的浓度存在差异。3与新风污染物浓度相关的社会学因素（5）能源政策清洁环保的可再生能源代替化石能源必定能降低室外空气中污染物的浓度。煤为主要能源，大气煤烟型污染严重。随着城市燃气化改造和新的清洁能源的开发利用，我国能源结构正发生着变化。政府大力开展节能减排工作，提倡利用可再生能源。《中华人民共和国可再生能源法》和《可再生能源中长期发展规划》。（6）政府力度和企业市民的环境意识减少大气污染、保护环境是社会共同的责任。政府部门应制定强有力的措施，增强监管力度；企业应该强化社会责任意识，按规范排放工业废气；广大市民也应进一步增强环保意识，提高自身素质，共同创造一个舒适、清新的生活环境。3与室内污染物浓度相关的社会学因素政府力度体现之一---室内空气品质标准1996年实施了《住房内氡浓度控制标准》和《居室空气中甲醛的卫生标准》；2002年实施了《室内装饰装修材料有害物质限量》、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》、《室内空气质量卫生规范》等；2003年实施了《室内空气质量标准》（GB/T18883-2002），首次全面规定了室内空气中化学性、物理性、生物性和放射性污染19个指标的限量值，如室内二氧化碳一小时均值不应超过0.1%，甲醛一小时均值不超过0.1mg/m3。（7）小区环境小区绿化好，空气清新，生活垃圾及时处理等，都会降低新风中污染物的浓度，提高新风质量。当室内污染物散发状况相同时，环境良好的小区内的住宅所需的新风量较之于其它小区住宅所需的新风量小。根据居住实态确定新风量上述分析表明影响新风量的因素纷繁复杂，很多不具备定量分析的条件，往往不能用通风方程计算新风量。现代HVAC常将新风量直接综合为与居住实态的关系，进而合理确定新风量。需要针对具体工程项目开展深入的调查研究。4住宅新风上的消费者权益从消费者权益涉及新风的质量和数量。新风应有质量保证。污浊的室外空气就像劣质的商品一样，侵害了消费者的权益。新风量不应限定，应保证最低限。限制新风量在一定程度上损害了消费者的权益。作为消费者，每个人都有改善居住环境，享受新风带来的健康、舒适的居住环境的权利。确定住宅新风量的要点：（1）按换气次数确定新风量较为科学合理的。（2）新风量受众多社会因素影响，全国采用统一的新风量值不合适，应根据居住实态确定新风量。国内外的居住实态存在较大差异，不应照搬国外的新风量标准。（3）住宅新风量与室外大气环境有关，应参考小区空气环境，小区居民环境意识确定新风量。（4）住宅集中新风系统，要保证居民对新风的消费权益，满足他们对新风质量和数量的不同要求，确定合理的