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集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所內(nèi)空氣污染物降解的影響

李倩吳靜霞 / 上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院

摘要將辦公場(chǎng)所分為獨(dú)立辦公與公共辦公兩個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行討論，對(duì)剛裝修完和投入使用半年這兩個(gè)狀態(tài)做綜合辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)估。本次研究證明，集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所室內(nèi)的空氣質(zhì)量有一定的改進(jìn)作用，但單靠集中式中央空調(diào)來(lái)改善空氣質(zhì)量是不夠的，仍應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)域的空氣流通、降低辦公家具密度或者選用綠色環(huán)保的辦公家具，以改善公共辦公區(qū)域室內(nèi)空氣質(zhì)量。

關(guān)鍵詞集中式中央空調(diào)；辦公場(chǎng)所；空氣質(zhì)量；降解

0　引言

為了節(jié)省能源，一些發(fā)達(dá)國(guó)家建造、使用了具有高效節(jié)能的密閉集中式空調(diào)高層建筑。近年來(lái)，我國(guó)部分城市的辦公大樓及勞動(dòng)作業(yè)場(chǎng)所也相繼建成此類建筑，并在裝飾后投入使用[1]。如果裝飾材料和辦公設(shè)備（桌、椅等）選擇不當(dāng)，許多有毒有害物質(zhì)不斷釋放，通風(fēng)不良時(shí)極易使辦公環(huán)境空氣惡化。在此環(huán)境中長(zhǎng)期工作，辦公人員會(huì)常感到頭暈、頭痛、胸悶和記憶力下降等。因此，裝飾后空調(diào)環(huán)境的室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注[2]。20世紀(jì)70年代起，該問(wèn)題就為社會(huì)各界所重視，WHO綜合各國(guó)的研究資料表明，在封閉式空氣不良建筑物內(nèi)，人們出現(xiàn)的黏膜、呼吸道、皮膚和神經(jīng)系統(tǒng)癥狀為建筑物綜合征[3]。

對(duì)于新的辦公樓，特別是高層辦公樓宇，基本只有靠集中式中央空調(diào)來(lái)達(dá)到換氣目的。而改善辦公環(huán)境溫濕度、新風(fēng)量也確實(shí)能對(duì)改善辦公環(huán)境狀況起到非常積極且有益的作用[4]。

本文將辦公場(chǎng)所分為獨(dú)立辦公與公共辦公兩個(gè)區(qū)域分別討論，對(duì)新辦公場(chǎng)所剛裝修完工和投入使用半年這兩個(gè)狀態(tài)做辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)估，比較集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣污染物降解的作用，為有效控制辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣污染提供科學(xué)依據(jù)。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1監(jiān)測(cè)對(duì)象和項(xiàng)目

從上海某科技園區(qū)內(nèi)的幾十家企業(yè)中選擇有代表性的10家企業(yè)，近1 000 m2的辦公面積，進(jìn)行室內(nèi)空氣污染物的檢測(cè)與健康效應(yīng)的研究。由于該園區(qū)為高層建筑，其沒(méi)有自然通風(fēng)條件，只能通過(guò)集中式中央空調(diào)通風(fēng)，故能反映出集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣污染物降解的作用。本文對(duì)新辦公場(chǎng)所剛裝修完工和投入使用半年這兩個(gè)狀態(tài)做綜合辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣品質(zhì)的評(píng)估。

1.2采樣方法

采樣點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)GB 50325-2010（2013年版）[5]《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》確定。面積≤50 m2的場(chǎng)所設(shè)1個(gè)點(diǎn)，50～100 m2的場(chǎng)所設(shè)2個(gè)點(diǎn)，100～500 m2的場(chǎng)所不少于3個(gè)點(diǎn)，500～1 000 m2的場(chǎng)所不少于5個(gè)點(diǎn)；采樣點(diǎn)的高度與人的呼吸帶高度一致，距離地面高度為0.8～1.5 m，距離墻面不小于0.5 m。用HL-2A恒流采樣器采樣，速率0.5 L·min-1，采樣時(shí)間20 min，并記錄采樣點(diǎn)的溫度和大氣壓力。甲醛采樣用一個(gè)內(nèi)裝5 mL吸收液的大型氣泡吸收管，采樣后樣品在室溫下應(yīng)在24 h內(nèi)分析。苯系物及TVOC利用含有Tenax TA吸附劑的吸附管吸附并用質(zhì)譜分析。

1.3試驗(yàn)方法

本文按照GB/T 18204.2-2014[6]《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法 第2部分：化學(xué)污染物》和GB 18883 -2002[7]《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》測(cè)定辦公場(chǎng)所中的甲醛和其他有機(jī)污染物。評(píng)價(jià)方法采用綜合空氣質(zhì)量指數(shù)法[8]，見(jiàn)式（1）。

式中：I — 空氣質(zhì)量指數(shù)；

Ci— 第i種污染物濃度；

Si— 第i種污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；

n — 污染物的個(gè)數(shù)

1.3.1儀器和設(shè)備

采用UV-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（島津）；GC-MS 7890A-5975C氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent）；熱脫附儀TDSA（Gerstel）；HL-2A恒流采樣器(濟(jì)南科聚儀器設(shè)備有限公司)；AB204-S分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；Tenax TA吸附管(內(nèi)徑6 mm，長(zhǎng)90 mm，內(nèi)裝Tenax-TA吸附劑200 mg，Gerstel）；TVOC標(biāo)樣；正十六烷標(biāo)樣；正己烷標(biāo)樣；高純氦；高純氮；酚試劑（分析純）；硫酸鐵銨（分析純）；碘化鉀（分析純）；氫氧化鈉（分析純）；濃硫酸；硫代硫酸鈉（分析純）。

1.3.2甲醛檢測(cè)

本試驗(yàn)采用酚試劑分光光度法檢測(cè)。空氣中的甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化成藍(lán)綠色化合物。在630 nm處，用紫外可見(jiàn)分光光度儀根據(jù)顏色深淺、比色定量。

1.3.3有機(jī)物檢測(cè)

二級(jí)熱脫附儀的采樣管初始溫度40 ℃；脫附溫度280 ℃；脫附時(shí)間5 min；脫附流量：60 mL·min-1；聚焦管初始溫度-50 ℃，脫附溫度280 ℃；脫附時(shí)間1 min；傳輸線溫度280 ℃。

色譜毛細(xì)管柱：Agilent 123-0162（60 m× 320 μm×0.25 μm）；柱箱升溫，初始溫度50 ℃，保持10 min，升溫速率5 ℃·min-1，溫度升至250 ℃，保持2 min；柱流量1.2 mL·min-1；進(jìn)樣方式分流，分流比50∶1；離子源溫度230 ℃；接口溫度280 ℃；溶劑延遲9 min。

1.3.4正己烷和正十六烷的停留時(shí)間

依據(jù)GB 18883-2002，利用Tenax TA采樣，非極性色譜柱（極性指數(shù)小于10）進(jìn)行分析，在正己烷和正十六烷之間的揮發(fā)性化合物稱為總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC），正己烷與正十六烷的出峰時(shí)間分別約為9.697 min和41.096 min。

2　結(jié)果與討論

2.1集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所各污染物濃度水平范圍的影響

本次試驗(yàn)分別對(duì)獨(dú)立辦公室和公共辦公區(qū)域中集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所（剛裝修完和投入使用半年）主要污染物的濃度進(jìn)行分析，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，得出辦公場(chǎng)所各個(gè)污染物的合格率，并整理數(shù)據(jù)繪制成表1，即集中式中央空調(diào)對(duì)該園區(qū)內(nèi)辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣質(zhì)量影響結(jié)果。

表1　集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所室內(nèi)污染物影響總體情況

從檢測(cè)的平均值來(lái)看，剛裝修完工后該園區(qū)室內(nèi)的空氣質(zhì)量堪憂，特別是甲醛和TVOC的合格率均偏低。但投入使用半年之后，該園區(qū)室內(nèi)的空氣質(zhì)量有了明顯好轉(zhuǎn)，除了公共區(qū)域室內(nèi)TVOC超標(biāo)外，其余都達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。由于標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有具體對(duì)苯乙烯、乙苯、正十一烷、苯酚、異辛醇的數(shù)值作出規(guī)定，只是統(tǒng)一按甲苯計(jì)算，故本文將對(duì)這些的降解率進(jìn)行計(jì)算，從而分析集中式中央空調(diào)對(duì)各個(gè)污染物的影響作用。

由于該園區(qū)只有集中式中央空調(diào)一種通風(fēng)方式，說(shuō)明一般條件下，集中式中央空調(diào)對(duì)辦公樓室內(nèi)的空氣質(zhì)量有一定的改善作用。而公共辦公區(qū)域室內(nèi)的空氣質(zhì)量要比獨(dú)立辦公室的更糟，這可能是由于公共辦公區(qū)域室內(nèi)的家具密度較大、人員較多、空氣流通不暢的緣故。

2.2集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所各污染物降解的影響

本次試驗(yàn)對(duì)比剛裝修完工和使用半年這兩種情況下各個(gè)典型污染物濃度變化，根據(jù)表1得出使用半年后各個(gè)污染物的降解規(guī)律，如圖1所示。

圖1　集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所各個(gè)污染物降解的影響

根據(jù)圖1，當(dāng)辦公樓投入使用半年后，各個(gè)典型的污染物均有不同程度的降解，其中苯酚和苯的降解率最高，達(dá)到80%左右，這可能由于苯和苯酚的增加主要源于辦公家具中膠黏劑和油漆，一般的集中式中央空調(diào)對(duì)其揮發(fā)作用顯著，所以降解的速度最快。而苯乙烯是作為合成橡膠和塑料的單體，常溫下較難揮發(fā)，故集中式中央空調(diào)對(duì)其降解基本沒(méi)有作用。

2.3集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣質(zhì)量指數(shù)的影響

將表1的數(shù)值代入式（1），求出評(píng)價(jià)指數(shù)后將該園區(qū)內(nèi)的空氣品質(zhì)進(jìn)行等級(jí)分布，詳見(jiàn)表2。辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣質(zhì)量等級(jí)評(píng)定表見(jiàn)表3。

表2　集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣品質(zhì)等級(jí)分布

根據(jù)表2和表3，該園區(qū)剛投入使用的辦公場(chǎng)所有80%的區(qū)域其空氣品質(zhì)屬于輕污染級(jí)以下，對(duì)人群健康不會(huì)有太大危害，基本屬于可控范圍。有20%的辦公場(chǎng)所處于中污染級(jí)別，需加強(qiáng)注意。特別是公共辦公區(qū)域，由于其家具密度大、人員密集、空氣流通不暢往往是空氣質(zhì)量的“重災(zāi)區(qū)”，處于其中的人群健康明顯受害，應(yīng)及時(shí)采取必要的整改措施，提高室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少不必要的健康和經(jīng)濟(jì)損失。投入使用半年后的該園區(qū)，空氣質(zhì)量有一定的好轉(zhuǎn)，有90%的辦公場(chǎng)所空氣品質(zhì)處于輕污染級(jí)別以下，而未污染的辦公場(chǎng)所增加為70%，公共辦公區(qū)域的空氣質(zhì)量也從輕污染變?yōu)槲次廴荆@說(shuō)明集中式中央空調(diào)對(duì)辦公場(chǎng)所內(nèi)的空氣質(zhì)量有一定的改進(jìn)作用。但仍有10%的辦公場(chǎng)所是處于中污染的級(jí)別，說(shuō)明單靠集中式中央空調(diào)來(lái)改善空氣質(zhì)量是不夠的，仍應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)域的空氣流通，降低辦公家具密度或者選用綠色環(huán)保的辦公家具，以改善公共辦公區(qū)域室內(nèi)空氣質(zhì)量。

3　結(jié)語(yǔ)

表3　辦公場(chǎng)所室內(nèi)空氣質(zhì)量等級(jí)評(píng)定表

密閉集中式空調(diào)辦公是一個(gè)綜合概念。隨著社會(huì)的發(fā)展，工作場(chǎng)所裝飾考究，空調(diào)使用也日益廣泛，出現(xiàn)了不少高效節(jié)能的密閉集中式空調(diào)高層建筑。高層辦公樓內(nèi)由于只有機(jī)械通風(fēng)，所以集中式中央空調(diào)就顯得尤為重要，其通風(fēng)與室內(nèi)空氣品質(zhì)間有密切關(guān)系。空調(diào)新風(fēng)量的充足將能稀釋室內(nèi)的有害物質(zhì)，并將室內(nèi)污染物排放到室外。

根據(jù)以上情況，本文對(duì)機(jī)械通風(fēng)的辦公場(chǎng)所提出以下建議，以改善辦公場(chǎng)所內(nèi)的室內(nèi)空氣質(zhì)量[9,10]：

1）合理選擇新風(fēng)出風(fēng)口的位置；2）加強(qiáng)新風(fēng)過(guò)濾處理，改變通常只作粗效過(guò)濾的觀念；3）提倡新風(fēng)直接入室，減少污染途徑；4）安裝氣流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)風(fēng)量，保障室內(nèi)良好空氣品質(zhì)所需要的新風(fēng)量和循環(huán)風(fēng)量；5）對(duì)有特殊污染源的房間，安裝專用的局部排風(fēng)系統(tǒng)；6）合理安排氣流組織以提高通風(fēng)效率；7）設(shè)計(jì)合理的新風(fēng)量；8）空調(diào)系統(tǒng)必須定期進(jìn)行清潔維護(hù)。

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Effects on air pollutant degradation within the office space by central air conditioning

Li Qian, Wu Jingxia

（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research）

Abstract:A complehensive assessment of effects on air pullutant degradation within the office space including independent offices and public offices has been performed. The research involved two kinds of workplace, the newly renovated offices and the offices which have been in use for half a year after renovation. The results showed that the central air conditioning played an improved role in the office space air quality, but not enough. In order to improve the public office air quality, several precautions were strengthened, such as air circulation, low-density office furnitures and use of green office furnitures.

Key words:central air conditioner; office space; air quality; pollutant degradation