第一講我國通風(fēng)凈化領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)

我國通風(fēng)凈化領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2011規(guī)定：自2012年1月1日起，煙塵排放值要求達(dá)到30mg/m3

以下（新建或現(xiàn)有燃煤鍋爐），重點地區(qū)排放限值達(dá)到20mg/m3以下；SO2限值為50mg/m3以下；NOx限值為100mg/m3以下?！豆I(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1-2010規(guī)定作業(yè)場所粉塵質(zhì)量濃度不超過10mg/m3

的標(biāo)準(zhǔn)。

《室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》2011版對室內(nèi)懸浮顆粒物（PM2.5及PM10）、化學(xué)污染物如：甲醛、VOCs等也作了具體限制。熱軋機(jī)出口除塵單出鐵口高爐鐵溝澆注料

焦化廠

霧霾天氣

Part1

通風(fēng)領(lǐng)域（Ventilation）通風(fēng)的范疇（幾個基本概念）通風(fēng)應(yīng)用的主要領(lǐng)域通風(fēng)領(lǐng)域發(fā)展的狀況通風(fēng)領(lǐng)域發(fā)展的挑戰(zhàn)與對策暖通空調(diào)行業(yè)設(shè)計了這么樣多的實際工程，往往忽視了最基本的通風(fēng)功能。

2003年SARS大流行期間吳元煒老師一句話通風(fēng)的幾個基本概念通風(fēng)的目的大致可概括為三個方面：排除室內(nèi)污染物，保證室內(nèi)人員的熱舒適和滿足室內(nèi)人員對新鮮空氣的需要。

所謂通風(fēng)，是指把建筑物內(nèi)污濁的空氣直接或凈化后排至室外，再把新鮮的空氣補(bǔ)充進(jìn)來，從而創(chuàng)造良好的室內(nèi)空氣環(huán)境和保護(hù)大氣環(huán)境

。什么是通風(fēng)？通風(fēng)的目的？從實現(xiàn)機(jī)理上,大致可以將建筑通風(fēng)分為三種:自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)和多元通風(fēng)。從通風(fēng)服務(wù)的建筑對象看,大致可以分為民用建筑通風(fēng)和工業(yè)建筑通風(fēng)兩類。兩類通風(fēng)應(yīng)用存在一定的共同點,如排除污染物,送入新風(fēng)和保證人員熱舒適等,但各有側(cè)重。民用建筑通風(fēng)的側(cè)重點在于滿足室內(nèi)空氣質(zhì)量和熱舒適的要求,而工業(yè)建筑通風(fēng)的側(cè)重點在于控制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、有害氣體、高溫、高濕,創(chuàng)造良好的生產(chǎn)環(huán)境和保護(hù)大氣環(huán)境。從通風(fēng)的作用范圍來看,通風(fēng)又可以分為局部通風(fēng)和全面通風(fēng)。

通風(fēng)量氣流組織無論是局部通風(fēng)還是全面通風(fēng),其效果與兩個因素有關(guān)：狹義的氣流組織指的是上(下、側(cè)、中)送上(下、側(cè)、中)回或置換送風(fēng)、個性化送風(fēng)等具體的送回風(fēng)形式，也稱氣流組織形式；而廣義的室內(nèi)氣流組織是指一定的送風(fēng)口形式和送風(fēng)參數(shù)所帶來的室內(nèi)氣流分布從控制室內(nèi)空氣環(huán)境的角度看,空調(diào)和通風(fēng)有類似的作用,沒有嚴(yán)格的區(qū)分。習(xí)慣上,人們往往將側(cè)重于室內(nèi)熱濕環(huán)境控制的問題納入到空調(diào)的范疇,盡管對熱濕環(huán)境的控制通常也是依靠通風(fēng)和一定的氣流組織來實現(xiàn)的。從這個意義上講,通風(fēng)所涉及到的范圍比空調(diào)更廣。我國通風(fēng)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r發(fā)展階段（根據(jù)通風(fēng)的應(yīng)用對象）新中國成立后到20世紀(jì)70年代（工業(yè)建筑通風(fēng)）

20世紀(jì)80年代到90年代（民用建筑通風(fēng)）

20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初（工業(yè)建筑通風(fēng)被冷落）從21世紀(jì)初至今（工業(yè)建筑通風(fēng)被重視）發(fā)展階段（根據(jù)通風(fēng)的技術(shù)手段）

20世紀(jì)90年代以前（機(jī)械通風(fēng)）

20世紀(jì)90年代后（自然通風(fēng)、多元通風(fēng)等方式增多）從21世紀(jì)初至今（個性化送風(fēng)）典型應(yīng)用領(lǐng)域地下空間開發(fā)利用（城市軌道交通）；工業(yè)廠房；農(nóng)業(yè)大棚和規(guī)?；B(yǎng)殖；空氣潔凈技術(shù)；安全（反恐）通風(fēng)；礦井通風(fēng)；從我國城市地下空間開發(fā)的現(xiàn)狀來看，地下空間開發(fā)利用（城市軌道交通）的特點：

在功能上以地下交通為主流

大型城市地下綜合體建設(shè)項目多、規(guī)模大、水平高

隧道建設(shè)舉世矚目從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，2003年度竣工的工業(yè)廠房面積約為2000年度的2.7倍。工業(yè)廠房農(nóng)業(yè)大棚和規(guī)模化養(yǎng)殖根據(jù)2004年末的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國農(nóng)業(yè)大棚面積已經(jīng)超過了65億m2，與我國同年度北方城鎮(zhèn)供暖建筑面積相當(dāng)?？諝鉂崈艏夹g(shù)我國的空氣潔凈技術(shù)的研究和應(yīng)用開始于20世紀(jì)50年代末，第一個潔凈室于1965年在電子工程中建成投入使用，同一時期我國的高效空氣過濾器(HEPA)研制成功投入生產(chǎn)

。空氣潔凈技術(shù)在我國經(jīng)歷了近半個世紀(jì)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍愈加廣泛。潔凈室的應(yīng)用大致可分為工業(yè)潔凈室和生物潔凈室。安全通風(fēng)安全通風(fēng)是通風(fēng)領(lǐng)域的重要分支,包括礦井通風(fēng)、火災(zāi)情況下的防排煙，以及近年來逐漸引起人們關(guān)注的反恐應(yīng)急通風(fēng)等。通風(fēng)領(lǐng)域人才培養(yǎng)狀況目前，我國通風(fēng)領(lǐng)域的人才主要來源于建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)。西安冶金學(xué)院（現(xiàn)在的西安建筑科技大學(xué)）

為我國暖通空調(diào)專業(yè)（尤其是通風(fēng)方向）培養(yǎng)了大批領(lǐng)軍式的人才。我國通風(fēng)領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)與對策

挑戰(zhàn)“十二五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低16%和17%，主要污染物排放總量減少8%至10%；“十二五”期間我國公共建筑節(jié)能目標(biāo)：力爭實現(xiàn)公共建筑單位面積能耗下降10%，大型公共建筑能耗降低15%

。在節(jié)能減排的背景下，如何在創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境的同時，盡可能地減少能源消耗并且保護(hù)大氣環(huán)境已經(jīng)成為通風(fēng)行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。高效通風(fēng)形式研究在各種建筑環(huán)境創(chuàng)造和節(jié)能技術(shù)中，通風(fēng)方式與氣流組織形式扮演著十分重要的角色。需進(jìn)一步加強(qiáng)自然通風(fēng)技術(shù)研究，以及自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)相結(jié)合的多元通風(fēng)技術(shù)研究。碰撞射流通風(fēng)(ImpingingJetVentilation,IJV)

該方式的通風(fēng)效率和能源利用率低

混合通風(fēng)的缺點置換通風(fēng)的缺點由于送風(fēng)溫度低，為了保證工作區(qū)不產(chǎn)生吹風(fēng)感，送風(fēng)速度小，當(dāng)遇到熱源的阻擋后氣流有可能無法到達(dá)熱源后面的某些區(qū)域，從而使房間某些地方空氣品質(zhì)降低。置換通風(fēng)的送風(fēng)口位置使施工比較麻煩限制了它在我國的廣泛應(yīng)用。由于該通風(fēng)只適合夏天供冷不適合冬天供熱，因此，供冷、供熱需要兩套獨(dú)立空調(diào)系統(tǒng)，增加了空調(diào)系統(tǒng)的初投資。碰撞射流通風(fēng)方式是在置換通風(fēng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它結(jié)合了混合通風(fēng)和置換通風(fēng)的優(yōu)點。碰撞射流通風(fēng)原理通過噴口將具有較高動量的空氣在距地面一定的高度向下送到地面，高動量的空氣碰撞到地面時動量急劇衰減并向四周擴(kuò)散形成空氣湖；在兼具置換通風(fēng)優(yōu)點的同時，碰撞射流通風(fēng)方式的送風(fēng)速度比置換通風(fēng)大，且克服置換通風(fēng)冬天不能供暖的缺點。多模通風(fēng)概念(Multi-modeVentilation)同一建筑空間內(nèi)，當(dāng)室內(nèi)某源（熱源、濕源和污染源）或某點的需求（溫度、濕度、污染物濃度）發(fā)生改變時，依據(jù)一定的控制策略而采用若干種送風(fēng)模式切換的方式，在滿足新的需求的同時達(dá)到最小的能耗。民用建筑的多模通風(fēng)形式工業(yè)建筑的多模通風(fēng)形式

安全與應(yīng)急通風(fēng)技術(shù)研究無論是民用建筑中的防排煙，還是地鐵和礦井中的安全通風(fēng)，既涉及到各種通風(fēng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，又涉及人員疏散和避難裝置的設(shè)立。在我國目前礦難和火災(zāi)頻發(fā)的特殊時期，安全與應(yīng)急通風(fēng)技術(shù)尤其引人注目。目前通風(fēng)行業(yè)人員對此領(lǐng)域的關(guān)注還非常有限,應(yīng)與其他專業(yè)人員合作，開展相關(guān)的技術(shù)研究，為減少此類事故的發(fā)生以及事故發(fā)生后降低人員傷亡率做出貢獻(xiàn)。無論是民用建筑還是工業(yè)建筑，通風(fēng)技術(shù)在使用過程中均存在大量利用自然能源和熱回收的場合。如何針對不同地區(qū)的氣候特點、不同類型建筑特點、不同工業(yè)建筑工藝特點，合理利用自然能源及熱回收，是提高我國通風(fēng)領(lǐng)域設(shè)計水平、減少能源消耗的重要方向，也是廣大同行應(yīng)該努力的重要方向。工藝熱回收與自然資源在通風(fēng)中的應(yīng)用Part2

空氣凈化（AirPurification）進(jìn)風(fēng)口排風(fēng)口設(shè)計不當(dāng)：進(jìn)風(fēng)口離污染氣體排放口太近管理不善：新風(fēng)入口折疊式中效過濾器過濾器霉菌污染過濾器可以截留顆粒物和水溶性氣體，但也容易滋生細(xì)菌冷凝盤積水可導(dǎo)致軍團(tuán)菌、霉菌等繁殖風(fēng)機(jī)盤管回風(fēng)口風(fēng)機(jī)盤管的葉輪骯臟的室內(nèi)送風(fēng)口散流器風(fēng)口粘滿絮狀污染物積塵

老鼠尸體

風(fēng)道內(nèi)的污染

影響空氣品質(zhì)的污染物主要有三種類型：1、空氣中的化學(xué)有害物質(zhì)污染，如室內(nèi)裝修中出現(xiàn)的苯、甲苯和甲醛等；2、空氣中的細(xì)菌病毒等微生物，如流感病毒、軍團(tuán)菌和肺結(jié)核病毒等；3、空氣中懸浮的細(xì)小顆粒物，如煙塵、微生物遺骸和工業(yè)粉塵等。為了解決上述空氣中的污染物，從原理上講，目前通常使用的大致可分為三類空氣凈化技術(shù)：也即過濾吸附型技術(shù)、物理化學(xué)殺菌型技術(shù)和靜電集塵型技術(shù)等。吸附型過濾器、灰塵過濾器高效過濾凈化技術(shù)研究無論是民用建筑還是工業(yè)建筑，均存在有害氣體、懸浮顆粒物與微生物等污染物。為更好地服務(wù)于目前的民用建筑和工業(yè)建筑，需要進(jìn)一步研究開發(fā)低阻力、高效率的過濾材料，對多種污染氣體均有廣譜凈化效果的凈化技術(shù)和裝置，以及能高效殺滅微生物的技術(shù)和裝置。1μm有多大?1m=1/1000mm頭發(fā):150m花粉:10m花粉:10m灰塵:0.5

m病毒:0.2

m擴(kuò)散效應(yīng)攔截效應(yīng)慣性效應(yīng)篩效應(yīng)靜電效應(yīng)過濾機(jī)理過濾器主要功能：處理空氣中的顆粒污染常見誤解：過濾器像篩子一樣，只有當(dāng)懸浮在空氣中的顆粒粒徑比濾網(wǎng)的孔徑大時才能被過濾掉。其實，過濾器和篩子的工作原理大相徑庭。過濾器過濾的放大1.擴(kuò)散效應(yīng)氣流速度小于1μm的灰塵粒子不隨氣流運(yùn)動，而是因空氣分子的撞擊做無規(guī)則運(yùn)動，稱為“布朗擴(kuò)散運(yùn)動”。如果撞在過濾器纖維上就被捕獲。粒子越小，擴(kuò)散運(yùn)動越劇烈，撞擊纖維的機(jī)會越多，過濾效果越好。

纖維直徑

纖維數(shù)量2.攔截效應(yīng)小而輕的灰塵粒子隨氣流而運(yùn)動，當(dāng)繞過纖維時，離纖維表面太近的灰塵就會被攔截下來.氣流速度

纖維直徑纖維數(shù)量3.慣性效應(yīng)較大的灰塵粒子在氣流中做慣性運(yùn)動。當(dāng)氣流繞過纖維時，慣性大的粒子來不及繞過而直接撞到纖維上?；覊m越大，慣性力越強(qiáng)，撞擊纖維的可能性越大，過濾效果越好氣流速度

纖維直徑纖維數(shù)量4.篩效應(yīng)灰塵直徑如果大于纖維之間的間隙，就會被攔住。一般來說，灰塵直徑遠(yuǎn)小于纖維間隙，也就是說，篩效應(yīng)很少發(fā)生。氣流速度

纖維直徑

纖維數(shù)量機(jī)械過濾總效應(yīng)8060402000.1110粒徑μm%擴(kuò)散效應(yīng)攔截效應(yīng)慣性效應(yīng)100篩效應(yīng)總效應(yīng)最易穿透粒徑點MPPS問題:MPPS為什么沒有集中在最小的粒徑5.靜電效應(yīng)灰塵越小，效果越好-++++氣流速度

纖維直徑

纖維數(shù)量綜合效應(yīng)0,1110,0100406080200%μm無靜電效應(yīng)的綜合效率攔截

慣性篩效應(yīng)擴(kuò)散靜電最易穿透粒徑點MPPS問題:靜電效應(yīng)的缺點污染源散發(fā)特性與辨識技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)民用建筑和工業(yè)建筑中各類污染源散發(fā)特性研究，包括建材散發(fā)VOC、氡等的特性,設(shè)備散發(fā)臭氧、氨氣、CO和CO2

等特性，工業(yè)生產(chǎn)中各種煙塵及羽流特性等，為各類高效通風(fēng)技術(shù)的確定打下基礎(chǔ)。與此同時，還應(yīng)加強(qiáng)污染源辨識技術(shù)的研究，