空氣凈化與空氣品質(zhì)

第四章重慶大學(xué)城市建設(shè)與環(huán)境工程學(xué)院空氣凈化與空氣品質(zhì)14.1空氣凈化處理4.1.1空氣的凈化要求衛(wèi)生保健需要；工業(yè)生產(chǎn)需要。凈化要求分為：1.一般凈化

——無具體指標(biāo)要求；2.中等凈化

——對懸浮物質(zhì)量濃度有一定要求；3.超凈凈化

——對懸浮物大小和數(shù)量均有嚴(yán)格要求,需要在潔凈室內(nèi)實現(xiàn)。潔凈室：空氣中懸浮粒子濃度受控的房間。4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；房間空氣的凈化要求；24.1空氣凈化處理4.1.2主要空氣污染物1.固態(tài)和液態(tài)污染物——以懸浮粒子的形式存在于空中。包括：粉塵、煙霧、微生物、花粉、細(xì)菌等。氣態(tài)污染物——常以分子形式混合在空氣中。2.污染物濃度——單位體積空氣中的污染物含量。1）氣態(tài)污染物濃度的表示A.質(zhì)量濃度單位體積空氣中所含氣態(tài)污染物質(zhì)量，mg/m3；空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；4.1基本要求34.1空氣凈化處理B.體積濃度單位體積空氣中所含氣態(tài)污染物體積，mL/m3，或ppm（百萬分率）1mL/m3=1ppm。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：Y

——氣態(tài)污染物的質(zhì)量濃度，mg/m3;M——氣態(tài)污染物的摩爾質(zhì)量，g/mol;C——氣態(tài)污染物的體積濃度，ppm或mL/m3。空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；4.1基本要求44.1空氣凈化處理2).顆粒狀懸浮粒子污染物濃度的表示A.質(zhì)量濃度單位體積空氣中含有懸浮粒子的質(zhì)量，mg/m3或mg/l；B.計數(shù)濃度（顆粒濃度）單位體積空氣中含有懸浮粒子的顆粒數(shù)，pc/m3或pc/l；懸浮粒子污染物濃度含塵濃度4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；54.1空氣凈化處理C.粒徑計數(shù)濃度單位體積空氣中含有某一粒徑范圍內(nèi)的懸浮微粒的顆粒數(shù)，pc/m3（粒／m3）或pc/l（粒/升）。3）大氣塵的粒徑分布和含塵濃度分布規(guī)律：大顆粒粒子質(zhì)量大；小微粒粒子數(shù)量多。表4.4、4.2按質(zhì)量計大顆粒占比例很高按個數(shù)計小顆粒占比例很高4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；64.1空氣凈化處理4.1.3、空氣潔凈度等級潔凈度——空氣的潔凈程度。國家標(biāo)準(zhǔn)《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》GB50073-2001規(guī)定了潔凈度等級，包括下列內(nèi)容：1.粒徑范圍：0.1~5μm共6種；2.潔凈度級別9個整數(shù)級別，最小允許遞增量為0.1級，共計81級。1~6級的表示值：每m3空氣中，粒徑≥0.1μm的最大允許粒子數(shù)的常用對數(shù)值（以10為底），保留1位小數(shù)。4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；房間空氣的凈化要求；我國潔凈度等級的劃分方法。74.1空氣凈化處理變化規(guī)律：級數(shù)越小，凈化要求越高：每m3空氣中≥0.1μm粒子4級為10000個，1級則為10個；相同等級，控制粒徑越大，允許濃度限值越小。美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)（表4.4）醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房空氣潔凈度等級（表4.5）測試條件環(huán)境：空態(tài)、靜態(tài)、動態(tài)。4.1基本要求空氣中含有懸浮污染物的濃度表示方法；房間空氣的凈化要求；我國潔凈度等級的劃分方法。84.1空氣凈化處理4.1.1空氣凈化處理設(shè)備1、空氣的過濾1）濾塵機理及影響因素（1）

濾塵機理慣性效應(yīng)慣性力作用，保持原方向，與濾料相撞；擴散效應(yīng)布朗運動，與濾料接觸被攔截阻留；靜電效應(yīng)濾料、粒子電荷吸附；4.1基本要求空氣過濾的濾塵機理；影響過濾效率的主要因素；94.1空氣凈化處理吸附效應(yīng)分子引力及表面吸附作用，塵粒附著于濾料纖維表面。（2）影響因素塵粒粒徑大粒徑慣性作用大，小粒徑擴散作用加強；濾料纖維直徑和間距細(xì)微密實增強慣性和擴散作用，但阻力增加；過濾風(fēng)速加大風(fēng)速增強慣性，減小擴散和吸附效果，增加阻力；會有二次飛揚；4.2基本要求空氣過濾的濾塵機理；影響過濾效率的主要因素；104.1空氣凈化處理附塵影響灰塵吸附在濾料表面，增加過濾效率，也加大了阻力，并有可能擠破濾料。2）空氣過濾器的主要性能指標(biāo)（1）.過濾效率η

——額定風(fēng)量下，過濾器捕集的塵粒量與進入過濾器的塵粒量比值的百分?jǐn)?shù)。對應(yīng)不同濃度表示法有：計重效率、計數(shù)效率和粒徑計數(shù)效率。（2）.穿透率K

——過濾器后空氣含塵濃度與過濾器前空氣含塵濃度的比值。4.1基本要求空氣過濾的濾塵機理；影響過濾效率的主要因素；過濾效率、穿透率的定義及計算；（式4.1~3）

114.1空氣凈化處理過濾效率與穿透率的關(guān)系：η＝1－K3）面風(fēng)速與濾速

過濾器迎風(fēng)面積、濾料面積4）過濾器阻力⑴組成濾料阻力；結(jié)構(gòu)阻力。⑵計算與速度有關(guān)：迎面風(fēng)速或濾速越大阻力越大⑶阻力特性阻力隨使用時間增加而增加。初阻力

——額定風(fēng)量下，新過濾器的阻力;4.2基本要求框架、分隔片、保護面層等濾料面積上氣流通過的速度過濾器阻力的概念和考慮方法；124.1空氣凈化處理終阻力

——過濾器更換前的阻力。過濾器阻力計算按終阻力考慮。一般取終阻力為初阻力（200Pa）的2倍。5）過濾器的容塵量

——額定風(fēng)量下，過濾器阻力達(dá)到終阻力時，過濾器容納塵粒的總質(zhì)量。4.2基本要求過濾器阻力的概念和考慮方法；過濾器容塵量的定義134.1空氣凈化處理3）空氣過濾器的類型和選擇（1）分類A.按效率分粗效、中效、高中效、亞高效、高效。4.1基本要求空氣過濾器的分類方式和種類；

144.1空氣凈化處理3）空氣過濾器的類型和選擇（1）分類B.按材料分①粘性填料型過濾器結(jié)構(gòu)特點：填料上浸涂粘性油過濾機理：慣性作用和粘性效應(yīng)。②干式纖維型空氣過濾器濾料為細(xì)微纖維或細(xì)微纖維織物。4.1基本要求空氣過濾器的分類方式和種類；

154.1空氣凈化處理③靜電型過濾器兩段式電場結(jié)構(gòu)：電離段——空氣電離，微粒帶電；集塵段——電極板吸引帶電粒子分離。4.1基本要求空氣過濾器的分類方式和種類；

164.1空氣凈化處理⑶按構(gòu)造分平板式、折褶式、袋式、卷撓式。⑷按濾料更換方式分可清洗或可更換型；一次型。2）過濾器的選擇與應(yīng)用⑴選用原則①一般凈化：選用一級初效過濾器；4.1基本要求空氣過濾器的分類方式和種類；過濾器的選用原則和安裝位置；

174.1空氣凈化處理②中等凈化：設(shè)置初、中效兩級過濾；③超凈凈化：至少設(shè)置三級過濾。一、二兩級初、中效預(yù)過濾，保護第三級高效過濾、延長高效過濾器的使用壽命。⑵安裝位置①初效過濾器：置于空調(diào)處理設(shè)備的新風(fēng)入口或新風(fēng)與回風(fēng)混合之后；②中效（高中效）過濾器：集中置于空調(diào)系統(tǒng)正壓端，空調(diào)處理箱送風(fēng)機之后；4.1基本要求空氣過濾器的分類方式和種類；過濾器的選用原則和安裝位置；

18CwCnK4.1空氣凈化處理③高效（亞高、超高效）過濾器：位于系統(tǒng)末端送風(fēng)口之前。⑶選擇計算一般凈化要求的空調(diào)系統(tǒng)如圖。LW――新風(fēng)量，m3/hL――空調(diào)房間的送風(fēng)量，m3/hL’――空調(diào)房間的回風(fēng)量，m3/hL”――空調(diào)房間的排風(fēng)量，m3/h4.1基本要求空氣過濾器的分類方式和種類；過濾器的選用原則和安裝位置；過濾器選擇計算方法。

194.1空氣凈化處理CW――室外空氣含塵濃度，mg/m3Cn――室內(nèi)空氣允許含塵濃度，mg/m3M――空調(diào)房間的發(fā)塵量，mg/hK――穿透率穩(wěn)定情況時，送入室內(nèi)的塵粒量應(yīng)等于流出房間的塵粒量，即：4.1基本要求CwCnK空氣過濾器的分類方式和種類；過濾器的選用原則和安裝位置。204.1空氣凈化處理2）潔凈工作臺根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)要求或者其他用途的要求在操作臺上保持高潔凈度的局部凈化設(shè)備4.1基本要求214.1空氣凈化處理3）潔凈層流罩將空氣以一定的風(fēng)速通過高效過濾器后，由阻尼層均壓使?jié)崈艨諝饬鞒蚀怪眴雾椓魉腿牍ぷ鲄^(qū)，保證潔凈度要求。4.1基本要求保證工作區(qū)潔凈度的設(shè)備224.1空氣凈化處理4）自凈器由風(fēng)機、粗、中、高過濾器及送回風(fēng)口組成的設(shè)備4.1基本要求234.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4.2.1超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)的基本類型⒈按作用范圍 ⑴全面凈化：全室性潔凈區(qū)域控制。室內(nèi)整個工作區(qū)具有相同潔凈度。 ⑵局部凈化：局部空調(diào)潔凈區(qū)域控制?？s小了潔凈區(qū)域，投資少、效益高；房間局部產(chǎn)塵量對它的影響較大，要求生產(chǎn)過程自動化程度高。2.設(shè)備的設(shè)置分集中式分散式。4.2基本要求244.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4.2基本要求3.按氣流流型⑴單向流型：垂直單向流水平單向流。⑵非單向流型（亂流型）：流線不平行，有回流和渦流存在（3）輻流型⒋

按用途分

⑴工業(yè)潔凈室以無生命微粒為控制對象；

⑵生物潔凈室以生命微粒為控制對象。5

按設(shè)備構(gòu)造整體式（土建式）裝配式局部凈化式254.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4.2.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計1.超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計特點1）系統(tǒng)要求風(fēng)量大2）氣流注重形式應(yīng)滿足空氣潔凈度等級要求3）空調(diào)冷負(fù)荷大，負(fù)荷類型特殊4）空調(diào)系統(tǒng)助力大5）壓差控制嚴(yán)264.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)2.凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計1）系統(tǒng)劃分不同流型分開不同等級潔凈室分開不同時使用分開2）方式確定基本型式（表4.8）全室性潔凈區(qū)域控制（1、2、6、7方案）；局部性潔凈區(qū)域控制（3、4、5方案）3）氣流組織1~4級：垂直單向流；5級：垂直或水平單向流；6~9級：非單向流。274.2超凈凈化空調(diào)系統(tǒng)4）送風(fēng)量的確定（1）新風(fēng)2項最大(正壓、衛(wèi)生）（2）取三項要求中的最大值：①保證潔凈度等級需要的送風(fēng)量：

②按熱、濕負(fù)荷計算確定的送風(fēng)量；③向潔凈室內(nèi)供給的新鮮空氣量?？諝鉂崈舳鹊燃墯饬髁餍推骄L(fēng)速(m/s)換氣次數(shù)

(h-1)1－4單向流0.3~0.5－5單向流0.2~0.5－6非單向流－50~607非單向流－15~258－9非單向流－10~15284.3空氣的除臭、滅菌和離子化4.3.1氣相污染物的處理及空氣出臭空氣中的氣相污染物可采用溶解、吸附、吸收、燃燒等方法，進行凈化處理。

空調(diào)凈化系統(tǒng)常采用的氣相污染物凈化方式有：

1)洗滌吸收

2)活性碳吸附器

3)化學(xué)吸附

4)光觸媒凈化

5)稀釋

294.3空氣的除臭、滅菌和離子化4.3.2空氣滅菌生物潔凈室和醫(yī)院手術(shù)部等凈化系統(tǒng)需要對空氣進行消毒滅菌處理。

1)過濾

2)消毒

3)殺菌酶過濾器304.3空氣的除臭、滅菌和離子化4.3.3空氣離子化由于宇宙射線和地球上放射性元素的放射線影響，空氣中經(jīng)常含有帶正、負(fù)電荷的離子。

這些離子可分為3類：

1)輕離子：帶一個電荷，由若干中性分子所組成。帶電的氣體分子是輕離子。帶正電的是正離子，帶負(fù)電的是負(fù)離子。

2)中離子：由輕離子與水滴或灰塵類凝結(jié)核結(jié)合所形成的帶電小微粒，包含有100個左右氣體分子。

3)重離子：帶電的水滴或塵埃，比輕離子約大1000倍。314.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評價4.4.1室內(nèi)空氣品質(zhì)的概念丹麥工業(yè)大學(xué)范格（P.O.Fanger）教授美國ASHARE標(biāo)準(zhǔn)“可接受的室內(nèi)空氣品質(zhì)”324.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評價4.4.2室內(nèi)空氣品質(zhì)的影響因素室內(nèi)空氣品質(zhì)是多種因素綜合作用的結(jié)果；空氣污染物是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)的基本原因?？照{(diào)系統(tǒng)引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的原因：⒈通風(fēng)不良表現(xiàn)為：新風(fēng)量不足，新風(fēng)比太?。幌到y(tǒng)設(shè)計不合理，導(dǎo)致通風(fēng)效率下降，空氣污染加劇。4.4基本要求室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法；空調(diào)系統(tǒng)引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的幾種原因。334.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評價人體二氧化碳呼出量如下表：大氣中CO2含量約為0.03％室內(nèi)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定CO2允許濃度為0.1％（停留時間短時為0.15％）。4.4基本要求工作狀態(tài)CO2呼出量（l/h·人）（g/h·人）安靜時1319.5極輕的工作2233輕勞動3045中等勞動4669重勞動74111室內(nèi)空氣品質(zhì)的評價方法；空調(diào)系統(tǒng)引起室內(nèi)空氣品質(zhì)下降的幾種原因。344.4室內(nèi)空氣品質(zhì)及其評價⒉空氣過濾不佳缺少過濾裝置；有些裝有過濾器的系統(tǒng)，因管理不善而達(dá)不到要求。⒊