第一讲我国通风净化领域面临的挑战

我国通风净化领域面临的挑战《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011规定：自2012年1月1日起，烟尘排放值要求达到30mg/m3

以下（新建或现有燃煤锅炉），重点地区排放限值达到20mg/m3以下；SO2限值为50mg/m3以下；NOx限值为100mg/m3以下。《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2010规定作业场所粉尘质量浓度不超过10mg/m3

的标准。

《室内环境空气质量标准》2011版对室内悬浮颗粒物（PM2.5及PM10）、化学污染物如：甲醛、VOCs等也作了具体限制。热轧机出口除尘单出铁口高炉铁沟浇注料

焦化厂

雾霾天气

Part1

通风领域（Ventilation）通风的范畴（几个基本概念）通风应用的主要领域通风领域发展的状况通风领域发展的挑战与对策暖通空调行业设计了这么样多的实际工程，往往忽视了最基本的通风功能。

2003年SARS大流行期间吴元炜老师一句话通风的几个基本概念通风的目的大致可概括为三个方面：排除室内污染物，保证室内人员的热舒适和满足室内人员对新鲜空气的需要。

所谓通风，是指把建筑物内污浊的空气直接或净化后排至室外，再把新鲜的空气补充进来，从而创造良好的室内空气环境和保护大气环境

。什么是通风？通风的目的？从实现机理上,大致可以将建筑通风分为三种:自然通风、机械通风和多元通风。从通风服务的建筑对象看,大致可以分为民用建筑通风和工业建筑通风两类。两类通风应用存在一定的共同点,如排除污染物,送入新风和保证人员热舒适等,但各有侧重。民用建筑通风的侧重点在于满足室内空气质量和热舒适的要求,而工业建筑通风的侧重点在于控制生产过程中产生的粉尘、有害气体、高温、高湿,创造良好的生产环境和保护大气环境。从通风的作用范围来看,通风又可以分为局部通风和全面通风。

通风量气流组织无论是局部通风还是全面通风,其效果与两个因素有关：狭义的气流组织指的是上(下、侧、中)送上(下、侧、中)回或置换送风、个性化送风等具体的送回风形式，也称气流组织形式；而广义的室内气流组织是指一定的送风口形式和送风参数所带来的室内气流分布从控制室内空气环境的角度看,空调和通风有类似的作用,没有严格的区分。习惯上,人们往往将侧重于室内热湿环境控制的问题纳入到空调的范畴,尽管对热湿环境的控制通常也是依靠通风和一定的气流组织来实现的。从这个意义上讲,通风所涉及到的范围比空调更广。我国通风领域的发展状况发展阶段（根据通风的应用对象）新中国成立后到20世纪70年代（工业建筑通风）

20世纪80年代到90年代（民用建筑通风）

20世纪90年代至21世纪初（工业建筑通风被冷落）从21世纪初至今（工业建筑通风被重视）发展阶段（根据通风的技术手段）

20世纪90年代以前（机械通风）

20世纪90年代后（自然通风、多元通风等方式增多）从21世纪初至今（个性化送风）典型应用领域地下空间开发利用（城市轨道交通）；工业厂房；农业大棚和规模化养殖；空气洁净技术；安全（反恐）通风；矿井通风；从我国城市地下空间开发的现状来看，地下空间开发利用（城市轨道交通）的特点：

在功能上以地下交通为主流

大型城市地下综合体建设项目多、规模大、水平高

隧道建设举世瞩目从统计数据看，2003年度竣工的工业厂房面积约为2000年度的2.7倍。工业厂房农业大棚和规模化养殖根据2004年末的统计数据，我国农业大棚面积已经超过了65亿m2，与我国同年度北方城镇供暖建筑面积相当。空气洁净技术我国的空气洁净技术的研究和应用开始于20世纪50年代末，第一个洁净室于1965年在电子工程中建成投入使用，同一时期我国的高效空气过滤器(HEPA)研制成功投入生产

。空气洁净技术在我国经历了近半个世纪的发展，其应用范围愈加广泛。洁净室的应用大致可分为工业洁净室和生物洁净室。安全通风安全通风是通风领域的重要分支,包括矿井通风、火灾情况下的防排烟，以及近年来逐渐引起人们关注的反恐应急通风等。通风领域人才培养状况目前，我国通风领域的人才主要来源于建筑环境与设备工程专业。西安冶金学院（现在的西安建筑科技大学）

为我国暖通空调专业（尤其是通风方向）培养了大批领军式的人才。我国通风领域面临的挑战与对策

挑战“十二五”期间单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低16%和17%，主要污染物排放总量减少8%至10%；“十二五”期间我国公共建筑节能目标：力争实现公共建筑单位面积能耗下降10%，大型公共建筑能耗降低15%

。在节能减排的背景下，如何在创造良好的室内环境的同时，尽可能地减少能源消耗并且保护大气环境已经成为通风行业面临的主要挑战。高效通风形式研究在各种建筑环境创造和节能技术中，通风方式与气流组织形式扮演着十分重要的角色。需进一步加强自然通风技术研究，以及自然通风与机械通风相结合的多元通风技术研究。碰撞射流通风(ImpingingJetVentilation,IJV)

该方式的通风效率和能源利用率低

混合通风的缺点置换通风的缺点由于送风温度低，为了保证工作区不产生吹风感，送风速度小，当遇到热源的阻挡后气流有可能无法到达热源后面的某些区域，从而使房间某些地方空气品质降低。置换通风的送风口位置使施工比较麻烦限制了它在我国的广泛应用。由于该通风只适合夏天供冷不适合冬天供热，因此，供冷、供热需要两套独立空调系统，增加了空调系统的初投资。碰撞射流通风方式是在置换通风的基础上发展起来的，它结合了混合通风和置换通风的优点。碰撞射流通风原理通过喷口将具有较高动量的空气在距地面一定的高度向下送到地面，高动量的空气碰撞到地面时动量急剧衰减并向四周扩散形成空气湖；在兼具置换通风优点的同时，碰撞射流通风方式的送风速度比置换通风大，且克服置换通风冬天不能供暖的缺点。多模通风概念(Multi-modeVentilation)同一建筑空间内，当室内某源（热源、湿源和污染源）或某点的需求（温度、湿度、污染物浓度）发生改变时，依据一定的控制策略而采用若干种送风模式切换的方式，在满足新的需求的同时达到最小的能耗。民用建筑的多模通风形式工业建筑的多模通风形式

安全与应急通风技术研究无论是民用建筑中的防排烟，还是地铁和矿井中的安全通风，既涉及到各种通风技术的综合应用，又涉及人员疏散和避难装置的设立。在我国目前矿难和火灾频发的特殊时期，安全与应急通风技术尤其引人注目。目前通风行业人员对此领域的关注还非常有限,应与其他专业人员合作，开展相关的技术研究，为减少此类事故的发生以及事故发生后降低人员伤亡率做出贡献。无论是民用建筑还是工业建筑，通风技术在使用过程中均存在大量利用自然能源和热回收的场合。如何针对不同地区的气候特点、不同类型建筑特点、不同工业建筑工艺特点，合理利用自然能源及热回收，是提高我国通风领域设计水平、减少能源消耗的重要方向，也是广大同行应该努力的重要方向。工艺热回收与自然资源在通风中的应用Part2

空气净化（AirPurification）进风口排风口设计不当：进风口离污染气体排放口太近管理不善：新风入口折叠式中效过滤器过滤器霉菌污染过滤器可以截留颗粒物和水溶性气体，但也容易滋生细菌冷凝盘积水可导致军团菌、霉菌等繁殖风机盘管回风口风机盘管的叶轮肮脏的室内送风口散流器风口粘满絮状污染物积尘

老鼠尸体

风道内的污染

影响空气品质的污染物主要有三种类型：1、空气中的化学有害物质污染，如室内装修中出现的苯、甲苯和甲醛等；2、空气中的细菌病毒等微生物，如流感病毒、军团菌和肺结核病毒等；3、空气中悬浮的细小颗粒物，如烟尘、微生物遗骸和工业粉尘等。为了解决上述空气中的污染物，从原理上讲，目前通常使用的大致可分为三类空气净化技术：也即过滤吸附型技术、物理化学杀菌型技术和静电集尘型技术等。吸附型过滤器、灰尘过滤器高效过滤净化技术研究无论是民用建筑还是工业建筑，均存在有害气体、悬浮颗粒物与微生物等污染物。为更好地服务于目前的民用建筑和工业建筑，需要进一步研究开发低阻力、高效率的过滤材料，对多种污染气体均有广谱净化效果的净化技术和装置，以及能高效杀灭微生物的技术和装置。1µm有多大?1m=1/1000mm头发:150m花粉:10m花粉:10m灰尘:0.5

m病毒:0.2

m扩散效应拦截效应惯性效应筛效应静电效应过滤机理过滤器主要功能：处理空气中的颗粒污染常见误解：过滤器像筛子一样，只有当悬浮在空气中的颗粒粒径比滤网的孔径大时才能被过滤掉。其实，过滤器和筛子的工作原理大相径庭。过滤器过滤的放大1.扩散效应气流速度小于1µm的灰尘粒子不随气流运动，而是因空气分子的撞击做无规则运动，称为“布朗扩散运动”。如果撞在过滤器纤维上就被捕获。粒子越小，扩散运动越剧烈，撞击纤维的机会越多，过滤效果越好。

纤维直径

纤维数量2.拦截效应小而轻的灰尘粒子随气流而运动，当绕过纤维时，离纤维表面太近的灰尘就会被拦截下来.气流速度

纤维直径纤维数量3.惯性效应较大的灰尘粒子在气流中做惯性运动。当气流绕过纤维时，惯性大的粒子来不及绕过而直接撞到纤维上。灰尘越大，惯性力越强，撞击纤维的可能性越大，过滤效果越好气流速度

纤维直径纤维数量4.筛效应灰尘直径如果大于纤维之间的间隙，就会被拦住。一般来说，灰尘直径远小于纤维间隙，也就是说，筛效应很少发生。气流速度

纤维直径

纤维数量机械过滤总效应8060402000.1110粒径µm%扩散效应拦截效应惯性效应100筛效应总效应最易穿透粒径点MPPS问题:MPPS为什么没有集中在最小的粒径5.静电效应灰尘越小，效果越好-++++气流速度

纤维直径

纤维数量综合效应0,1110,0100406080200%µm无静电效应的综合效率拦截

惯性筛效应扩散静电最易穿透粒径点MPPS问题:静电效应的缺点污染源散发特性与辨识技术应进一步加强民用建筑和工业建筑中各类污染源散发特性研究，包括建材散发VOC、氡等的特性,设备散发臭氧、氨气、CO和CO2

等特性，工业生产中各种烟尘及羽流特性等，为各类高效通风技术的确定打下基础。与此同时，还应加强污染源辨识技术的研究，