空气净化与空气品质

第四章重庆大学城市建设与环境工程学院空气净化与空气品质14.1空气净化处理4.1.1空气的净化要求卫生保健需要；工业生产需要。净化要求分为：1.一般净化

——无具体指标要求；2.中等净化

——对悬浮物质量浓度有一定要求；3.超净净化

——对悬浮物大小和数量均有严格要求,需要在洁净室内实现。洁净室：空气中悬浮粒子浓度受控的房间。4.1基本要求空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；房间空气的净化要求；24.1空气净化处理4.1.2主要空气污染物1.固态和液态污染物——以悬浮粒子的形式存在于空中。包括：粉尘、烟雾、微生物、花粉、细菌等。气态污染物——常以分子形式混合在空气中。2.污染物浓度——单位体积空气中的污染物含量。1）气态污染物浓度的表示A.质量浓度单位体积空气中所含气态污染物质量，mg/m3；空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；4.1基本要求34.1空气净化处理B.体积浓度单位体积空气中所含气态污染物体积，mL/m3，或ppm（百万分率）1mL/m3=1ppm。标准状态下：Y

——气态污染物的质量浓度，mg/m3;M——气态污染物的摩尔质量，g/mol;C——气态污染物的体积浓度，ppm或mL/m3。空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；4.1基本要求44.1空气净化处理2).颗粒状悬浮粒子污染物浓度的表示A.质量浓度单位体积空气中含有悬浮粒子的质量，mg/m3或mg/l；B.计数浓度（颗粒浓度）单位体积空气中含有悬浮粒子的颗粒数，pc/m3或pc/l；悬浮粒子污染物浓度含尘浓度4.1基本要求空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；54.1空气净化处理C.粒径计数浓度单位体积空气中含有某一粒径范围内的悬浮微粒的颗粒数，pc/m3（粒／m3）或pc/l（粒/升）。3）大气尘的粒径分布和含尘浓度分布规律：大颗粒粒子质量大；小微粒粒子数量多。表4.4、4.2按质量计大颗粒占比例很高按个数计小颗粒占比例很高4.1基本要求空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；64.1空气净化处理4.1.3、空气洁净度等级洁净度——空气的洁净程度。国家标准《洁净厂房设计规范》GB50073-2001规定了洁净度等级，包括下列内容：1.粒径范围：0.1~5μm共6种；2.洁净度级别9个整数级别，最小允许递增量为0.1级，共计81级。1~6级的表示值：每m3空气中，粒径≥0.1μm的最大允许粒子数的常用对数值（以10为底），保留1位小数。4.1基本要求空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；房间空气的净化要求；我国洁净度等级的划分方法。74.1空气净化处理变化规律：级数越小，净化要求越高：每m3空气中≥0.1μm粒子4级为10000个，1级则为10个；相同等级，控制粒径越大，允许浓度限值越小。美国联邦标准（表4.4）医药工业洁净厂房空气洁净度等级（表4.5）测试条件环境：空态、静态、动态。4.1基本要求空气中含有悬浮污染物的浓度表示方法；房间空气的净化要求；我国洁净度等级的划分方法。84.1空气净化处理4.1.1空气净化处理设备1、空气的过滤1）滤尘机理及影响因素（1）

滤尘机理惯性效应惯性力作用，保持原方向，与滤料相撞；扩散效应布朗运动，与滤料接触被拦截阻留；静电效应滤料、粒子电荷吸附；4.1基本要求空气过滤的滤尘机理；影响过滤效率的主要因素；94.1空气净化处理吸附效应分子引力及表面吸附作用，尘粒附着于滤料纤维表面。（2）影响因素尘粒粒径大粒径惯性作用大，小粒径扩散作用加强；滤料纤维直径和间距细微密实增强惯性和扩散作用，但阻力增加；过滤风速加大风速增强惯性，减小扩散和吸附效果，增加阻力；会有二次飞扬；4.2基本要求空气过滤的滤尘机理；影响过滤效率的主要因素；104.1空气净化处理附尘影响灰尘吸附在滤料表面，增加过滤效率，也加大了阻力，并有可能挤破滤料。2）空气过滤器的主要性能指标（1）.过滤效率η

——额定风量下，过滤器捕集的尘粒量与进入过滤器的尘粒量比值的百分数。对应不同浓度表示法有：计重效率、计数效率和粒径计数效率。（2）.穿透率K

——过滤器后空气含尘浓度与过滤器前空气含尘浓度的比值。4.1基本要求空气过滤的滤尘机理；影响过滤效率的主要因素；过滤效率、穿透率的定义及计算；（式4.1~3）

114.1空气净化处理过滤效率与穿透率的关系：η＝1－K3）面风速与滤速

过滤器迎风面积、滤料面积4）过滤器阻力⑴组成滤料阻力；结构阻力。⑵计算与速度有关：迎面风速或滤速越大阻力越大⑶阻力特性阻力随使用时间增加而增加。初阻力

——额定风量下，新过滤器的阻力;4.2基本要求框架、分隔片、保护面层等滤料面积上气流通过的速度过滤器阻力的概念和考虑方法；124.1空气净化处理终阻力

——过滤器更换前的阻力。过滤器阻力计算按终阻力考虑。一般取终阻力为初阻力（200Pa）的2倍。5）过滤器的容尘量

——额定风量下，过滤器阻力达到终阻力时，过滤器容纳尘粒的总质量。4.2基本要求过滤器阻力的概念和考虑方法；过滤器容尘量的定义134.1空气净化处理3）空气过滤器的类型和选择（1）分类A.按效率分粗效、中效、高中效、亚高效、高效。4.1基本要求空气过滤器的分类方式和种类；

144.1空气净化处理3）空气过滤器的类型和选择（1）分类B.按材料分①粘性填料型过滤器结构特点：填料上浸涂粘性油过滤机理：惯性作用和粘性效应。②干式纤维型空气过滤器滤料为细微纤维或细微纤维织物。4.1基本要求空气过滤器的分类方式和种类；

154.1空气净化处理③静电型过滤器两段式电场结构：电离段——空气电离，微粒带电；集尘段——电极板吸引带电粒子分离。4.1基本要求空气过滤器的分类方式和种类；

164.1空气净化处理⑶按构造分平板式、折褶式、袋式、卷挠式。⑷按滤料更换方式分可清洗或可更换型；一次型。2）过滤器的选择与应用⑴选用原则①一般净化：选用一级初效过滤器；4.1基本要求空气过滤器的分类方式和种类；过滤器的选用原则和安装位置；

174.1空气净化处理②中等净化：设置初、中效两级过滤；③超净净化：至少设置三级过滤。一、二两级初、中效预过滤，保护第三级高效过滤、延长高效过滤器的使用寿命。⑵安装位置①初效过滤器：置于空调处理设备的新风入口或新风与回风混合之后；②中效（高中效）过滤器：集中置于空调系统正压端，空调处理箱送风机之后；4.1基本要求空气过滤器的分类方式和种类；过滤器的选用原则和安装位置；

18CwCnK4.1空气净化处理③高效（亚高、超高效）过滤器：位于系统末端送风口之前。⑶选择计算一般净化要求的空调系统如图。LW――新风量，m3/hL――空调房间的送风量，m3/hL’――空调房间的回风量，m3/hL”――空调房间的排风量，m3/h4.1基本要求空气过滤器的分类方式和种类；过滤器的选用原则和安装位置；过滤器选择计算方法。

194.1空气净化处理CW――室外空气含尘浓度，mg/m3Cn――室内空气允许含尘浓度，mg/m3M――空调房间的发尘量，mg/hK――穿透率稳定情况时，送入室内的尘粒量应等于流出房间的尘粒量，即：4.1基本要求CwCnK空气过滤器的分类方式和种类；过滤器的选用原则和安装位置。204.1空气净化处理2）洁净工作台根据产品生产要求或者其他用途的要求在操作台上保持高洁净度的局部净化设备4.1基本要求214.1空气净化处理3）洁净层流罩将空气以一定的风速通过高效过滤器后，由阻尼层均压使洁净空气流呈垂直单项流送入工作区，保证洁净度要求。4.1基本要求保证工作区洁净度的设备224.1空气净化处理4）自净器由风机、粗、中、高过滤器及送回风口组成的设备4.1基本要求234.2超净净化空调系统4.2.1超净净化空调系统的基本类型⒈按作用范围 ⑴全面净化：全室性洁净区域控制。室内整个工作区具有相同洁净度。 ⑵局部净化：局部空调洁净区域控制。缩小了洁净区域，投资少、效益高；房间局部产尘量对它的影响较大，要求生产过程自动化程度高。2.设备的设置分集中式分散式。4.2基本要求244.2超净净化空调系统4.2基本要求3.按气流流型⑴单向流型：垂直单向流水平单向流。⑵非单向流型（乱流型）：流线不平行，有回流和涡流存在（3）辐流型⒋

按用途分

⑴工业洁净室以无生命微粒为控制对象；

⑵生物洁净室以生命微粒为控制对象。5

按设备构造整体式（土建式）装配式局部净化式254.2超净净化空调系统4.2.2超净净化空调系统设计1.超净净化空调系统设计特点1）系统要求风量大2）气流注重形式应满足空气洁净度等级要求3）空调冷负荷大，负荷类型特殊4）空调系统助力大5）压差控制严264.2超净净化空调系统2.净化空调系统设计1）系统划分不同流型分开不同等级洁净室分开不同时使用分开2）方式确定基本型式（表4.8）全室性洁净区域控制（1、2、6、7方案）；局部性洁净区域控制（3、4、5方案）3）气流组织1~4级：垂直单向流；5级：垂直或水平单向流；6~9级：非单向流。274.2超净净化空调系统4）送风量的确定（1）新风2项最大(正压、卫生）（2）取三项要求中的最大值：①保证洁净度等级需要的送风量：

②按热、湿负荷计算确定的送风量；③向洁净室内供给的新鲜空气量。空气洁净度等级气流流型平均风速(m/s)换气次数

(h-1)1－4单向流0.3~0.5－5单向流0.2~0.5－6非单向流－50~607非单向流－15~258－9非单向流－10~15284.3空气的除臭、灭菌和离子化4.3.1气相污染物的处理及空气出臭空气中的气相污染物可采用溶解、吸附、吸收、燃烧等方法，进行净化处理。

空调净化系统常采用的气相污染物净化方式有：

1)洗涤吸收

2)活性碳吸附器

3)化学吸附

4)光触媒净化

5)稀释

294.3空气的除臭、灭菌和离子化4.3.2空气灭菌生物洁净室和医院手术部等净化系统需要对空气进行消毒灭菌处理。

1)过滤

2)消毒

3)杀菌酶过滤器304.3空气的除臭、灭菌和离子化4.3.3空气离子化由于宇宙射线和地球上放射性元素的放射线影响，空气中经常含有带正、负电荷的离子。

这些离子可分为3类：

1)轻离子：带一个电荷，由若干中性分子所组成。带电的气体分子是轻离子。带正电的是正离子，带负电的是负离子。

2)中离子：由轻离子与水滴或灰尘类凝结核结合所形成的带电小微粒，包含有100个左右气体分子。

3)重离子：带电的水滴或尘埃，比轻离子约大1000倍。314.4室内空气品质及其评价4.4.1室内空气品质的概念丹麦工业大学范格（P.O.Fanger）教授美国ASHARE标准“可接受的室内空气品质”324.4室内空气品质及其评价4.4.2室内空气品质的影响因素室内空气品质是多种因素综合作用的结果；空气污染物是影响室内空气品质的基本原因。空调系统引起室内空气品质下降的原因：⒈通风不良表现为：新风量不足，新风比太小；系统设计不合理，导致通风效率下降，空气污染加剧。4.4基本要求室内空气品质的评价方法；空调系统引起室内空气品质下降的几种原因。334.4室内空气品质及其评价人体二氧化碳呼出量如下表：大气中CO2含量约为0.03％室内卫生标准规定CO2允许浓度为0.1％（停留时间短时为0.15％）。4.4基本要求工作状态CO2呼出量（l/h·人）（g/h·人）安静时1319.5极轻的工作2233轻劳动3045中等劳动4669重劳动74111室内空气品质的评价方法；空调系统引起室内空气品质下降的几种原因。344.4室内空气品质及其评价⒉空气过滤不佳缺少过滤装置；有些装有过滤器的系统，因管理不善而达不到要求。⒊