教室對教室空氣質(zhì)量的需求、特點
A. 教室是幼兒、中小學(xué)生生活學(xué)習(xí)的重要地點,但由于嚴(yán)寒、潮濕多雨、沙塵暴、悶熱等氣候特征,以及霧霾等空氣污染情況的持續(xù),教室多數(shù)時間門窗緊閉,教室內(nèi)的二氧化碳濃度及PM2.5濃度將會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常標(biāo)準(zhǔn),對學(xué)生身體將造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。
根據(jù)清華大學(xué)建筑學(xué)院的研究結(jié)果,在門窗緊閉的情況下,室內(nèi)PM2.5濃度大約為室外的二分之一至三分之二,而這部分顆粒,主要集中在0.1微米至1微米的粒徑范圍,也就是室外污染物中那些粒徑小毒性大的顆粒會進入室內(nèi)。
B、幼兒園、中小學(xué)教室人多,缺氧、空氣質(zhì)量下降問題很嚴(yán)峻,空氣和裝修污染對兒童的傷害是不可逆的,應(yīng)對污染也并不是口罩可以解決的,學(xué)校無法開窗通風(fēng),很多幼兒園開始嘗試使用空氣凈化器來解決問題,但是在關(guān)閉門窗,沒有通風(fēng)的情況下,室內(nèi)的空氣不新鮮,對青少年的影響很嚴(yán)重,兒童的大腦在生長發(fā)育中,需氧量很大,約占全身需氧量的二分之一,如果二氧化碳濃度高,使孩子大腦缺氧,長期下來,就會造成孩子智力下降。兒童免疫力相對較低,每年的3-4月都是校園流行性疾病的高發(fā)期。教室里兒童相對集中,再加上通風(fēng)不足、濕度太高,各類霉菌容易滋生和傳播,兒童咳嗽、打噴嚏產(chǎn)生的大量病菌將累積傳播,便會出現(xiàn)一人生病、多人被感染的情況。
2007年上海市對奉賢區(qū)8所中小學(xué)進行空氣監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)教室內(nèi)空氣細(xì)菌總數(shù)課前為0.2個/ cm2,而第4節(jié)課后上升至1. 8個/cm2。教室若通風(fēng)不良,學(xué)生咳嗽,打噴嚏產(chǎn)生的大量病菌產(chǎn)生累積傳播,便會出現(xiàn)一人生病,多人被感染的情況。
C、 教室人員密集,空氣流通速度緩慢,二氧化碳被呼出后容易集聚,使空氣當(dāng)中的氧氣含量下降,二氧化碳含量顯著提升,而這容易造成大腦缺氧、呼吸困難等問題,影響學(xué)生身體健康和學(xué)習(xí)效率。 室外CO2濃度大約在400ppm,人靜坐時每小時呼出約15升CO2。當(dāng)CO2濃度超過1000ppm時,人體感覺煩躁、頭暈、氣悶、注意力不集中。在霧霾天、冬季和夏季,教室門窗通常會關(guān)閉,室內(nèi)CO2濃度增高,35個學(xué)生的教室CO2濃度達到2000~3000ppm。較高的CO2濃度使學(xué)生產(chǎn)生胸悶頭暈、注意力分散、嗜睡、記憶力減退等癥狀。
據(jù)奧地利一項學(xué)生注意力測試結(jié)果,當(dāng)CO2濃度由600-800ppm升高到3000ppm時,學(xué)生學(xué)習(xí)效率從100%直線下降到90%。如圖
在北京一所小學(xué)的問卷調(diào)查顯示,在問及同學(xué)們感覺空氣質(zhì)量不好時的身體感受時,有的的同學(xué)會感覺疲憊,有的同學(xué)會犯困,有的同學(xué)會出現(xiàn)煩躁的現(xiàn)象,而還有一部分的同學(xué)會感到頭痛??梢哉f封閉的教室環(huán)境,導(dǎo)致室內(nèi)二氧化碳的濃度不斷升高,對學(xué)生的健康造成了很大的影響。不僅對學(xué)生身體造成一定影響,還對學(xué)生上課精神集中力造成一定的干擾。
D、學(xué)校粉刷裝修和更換桌椅,一般都挑選寒暑假進行,以加快甲醛、TVOC等污染物的揮發(fā)。但這類污染物的擴散揮發(fā)并不會在某一個時間點突然結(jié)束,其揮發(fā)過程非常長,開學(xué)后的很長一段時間,污染物散布在空氣當(dāng)中,使孩子產(chǎn)生皮炎、哮喘、過敏、頭痛等中毒癥狀,污染量到達一定水平,甚至?xí)偝刹豢赡娴慕K身傷害。
教室安裝新風(fēng)系統(tǒng)必要性、可行性
一、國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有詳細(xì)的規(guī)范和要求
1)早在98年出臺的《中小學(xué)校教室換氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中,里面明確地規(guī)定了中小學(xué)教室換氣標(biāo)準(zhǔn),室內(nèi)空氣二氧化碳(CO 2 )容許濃度等一系列標(biāo)準(zhǔn)。其中換氣標(biāo)準(zhǔn)小學(xué)生不宜低于 11m3 /(h·人),初中生不宜低于 14m3 /(h·人),高中生不宜低于 17m3 /(h·人)。CO2不能高于允許濃度是1500ppm。
GB/T 17226-1998 《中小學(xué)校教室換氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》
2)根據(jù)GB 50099-2011《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》:中小學(xué)校建筑的室內(nèi)空氣質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)>> GB/T 18883 及《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范>> GB 50325 的有關(guān)規(guī)定。中小學(xué)校教學(xué)用房的新風(fēng)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>> GB 50189 的有關(guān)規(guī)定。中小學(xué)校的通風(fēng)設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定: 應(yīng)采取有效的通風(fēng)措施,保證教學(xué)、行政辦公用房及服務(wù)用房的室內(nèi)空氣中CO2 的濃度不超過0.15%;采用機械通風(fēng)時,人員所需新風(fēng)量不應(yīng)低于下表:
3)中小學(xué)教室屬于高密度人群建筑,GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,高密人群建筑每人所需最小新風(fēng)量應(yīng)按人員密度確定,教室的規(guī)定如下表。一般來講,高密度人群建筑的人員污染所需新風(fēng)量比重高于建筑污染所需新風(fēng)量比重。
GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》
4)GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》是國家推薦性標(biāo)準(zhǔn),是中國首部針對室內(nèi)空氣中存在的與人體健康有密切關(guān)系的有害物質(zhì)而制定的標(biāo)準(zhǔn),由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、衛(wèi)生部和國家環(huán)境保護總局聯(lián)合發(fā)布,主要為保護人體健康、預(yù)防和控制室內(nèi)空氣污染。該標(biāo)準(zhǔn)適用于住宅和辦公建筑,其它類型建筑可參照執(zhí)行,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)及檢驗方法,明確規(guī)定了室內(nèi)空氣應(yīng)無毒、無害、無異常嗅味;將包含物理性、化學(xué)性、生物性和放射性四類污染物的19項污染物指標(biāo)全部納入監(jiān)測范圍。針對常規(guī)的民用建筑,從稀釋并排出教室內(nèi)的建筑污染來考慮,達到室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的新風(fēng)量,GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:
二、新風(fēng)系統(tǒng)的作用和社會意義:新風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)⑼饨缈諝膺M行過濾后引入室內(nèi),過濾掉空氣中的絕大多數(shù)PM2.5、甲醛、TVOC、花粉、病菌,并將室內(nèi)污濁空氣排出室外,時刻保持室內(nèi)空氣健康、含氧量充足,并維持較低的二氧化碳含量。安裝新風(fēng)系統(tǒng),將明顯提升學(xué)生和家長滿意度,提升學(xué)校在社會上的美譽度
如果在教室安裝了新風(fēng)凈化系統(tǒng),它不僅僅從室外引入新風(fēng),還能將室外新風(fēng)進行凈化送入室內(nèi),將室內(nèi)污濁的空氣排出至室外。從而達到室內(nèi)隨時隨刻擁有新鮮健康的空氣,有效的降低室內(nèi)PM2.5、甲醛,TVOC,病菌以及二氧化碳。為了更好的體驗新風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)勢,我們兩個教室做了一組對比實驗,一個教室沒有安裝新風(fēng)凈化系統(tǒng),一個教室安裝了新風(fēng)凈化系統(tǒng),我們可以從數(shù)據(jù)上說明新風(fēng)凈化系統(tǒng)的優(yōu)勢。通過下圖我們可以清晰的看到安裝了新風(fēng)凈化系統(tǒng)的班級的pm2.5、二氧化碳濃度有明顯的下降。
小學(xué)教師下課期間CO2檢測結(jié)果(ppm)
小學(xué)教師上課期間CO2檢測結(jié)果(ppm)
教室安裝新風(fēng)系統(tǒng)需要考慮的因素
1、風(fēng)量要合理
風(fēng)量合理很重要,因為新風(fēng)風(fēng)量影響著室內(nèi)空氣凈化效果,而新風(fēng)的需求量跟教室的面積和學(xué)生的人數(shù)有直接的關(guān)系,所以選購新風(fēng)系統(tǒng)的時候,學(xué)校需要結(jié)合按人均新風(fēng)量需求和換氣次數(shù)計算出房屋所需的新風(fēng)量。
新風(fēng)量的標(biāo)準(zhǔn)不是一成不變的,應(yīng)從建筑物的特點、人口密集度、個人習(xí)慣多角度綜合考慮。新風(fēng)換氣次數(shù)作為新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計和選型的重要依據(jù),應(yīng)取數(shù)值較大的才可享受潔凈空氣。
2、凈化效果要達標(biāo)
過濾效果是大家比較關(guān)注的,目前市面上很多一些廠家都在宣稱其產(chǎn)品過濾的效果如何好,但是真正測試效果如何無從得知,但消費者在意的是:使用一段時間后還會達到這個效果嗎?此時,學(xué)校選擇新風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該關(guān)注的是新風(fēng)系統(tǒng)的過濾級別,結(jié)合濾網(wǎng)的材質(zhì)、數(shù)量、厚度、展開面積等因素。
北方霧霾嚴(yán)重的地區(qū),可選用專用除霧霾新風(fēng)機,更有針對性地去除PM2.5。
3、熱交換、熱回收功能
熱交換是新風(fēng)系統(tǒng)的核心,在天氣較熱、較冷的地方熱交換效率的重要性會凸顯出來。節(jié)省教室供暖和制冷費用,使孩子大多數(shù)時候處于溫差較小的空間當(dāng)中,不容易感冒發(fā)燒和相互傳染,提高學(xué)生出勤率。
4、安裝問題提前考慮
安裝的問題絕對影響著你的選購結(jié)果。布管式的新風(fēng)系統(tǒng)對建筑的改變較大,對于已經(jīng)裝修好且未預(yù)留管道的學(xué)校教室而言,要布管安裝新風(fēng)系統(tǒng)較為繁瑣,不僅可能破壞學(xué)校裝修,還會影響孩子正常上課。
所以,通常情況下,學(xué)校都會比較建議安裝適合裝修后房屋安裝的直吹式新風(fēng)系統(tǒng)。直吹風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)通常只需在墻上打兩個孔,把管道、機器裝上,不會對建筑裝修造成太大的影響,完全適用教室環(huán)境。工程時間短,不會影響學(xué)生正常的學(xué)習(xí)。
5、噪音指數(shù)不能超標(biāo)
如果機器很吵,就會容易影響學(xué)習(xí)的質(zhì)量,孩子上課的注意力也許會分散,帶來學(xué)習(xí)效率下降等問題。因此注意新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量mix值的時候噪音為多少,風(fēng)量max值的時候噪音是多少,參考噪音指標(biāo)很重要。
6、電費不會增加太多
新風(fēng)系統(tǒng)耗電較低,一臺能夠滿足整個教室新風(fēng)需求的新風(fēng)機,24小時不斷運行,也只需要1-2度電。而學(xué)校一天的上課時間一般只有八小時左右,因而一間教室的耗電量基本一天不足一度,學(xué)校的電費和用電負(fù)荷不會有大幅度提升。
7、維護
1)及時更換濾網(wǎng)和熱交換芯
在使用一段時間之后,需要對濾網(wǎng)及熱交換芯進行及時更換,避免潔凈空氣在濾網(wǎng)中發(fā)生二次污染,影響引入的空氣質(zhì)量,避免因更換濾網(wǎng)不及時所帶來的能耗提升。
2)新風(fēng)系統(tǒng)運行期間避免開窗,盡量減少開門次數(shù)
為保證室內(nèi)空氣潔凈度,避免直接從門窗等處引入室外未經(jīng)過濾的空氣,確保室內(nèi)空氣質(zhì)量保持良好狀態(tài)。
綠島風(fēng)新風(fēng)系統(tǒng)解決方案
新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計選型:
①設(shè)計選型依據(jù)
GB 50099-2011《中小學(xué)設(shè)計規(guī)范》
GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》
GB 50189-2015《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)>>
GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》
GB/T 17226-1998 《中小學(xué)校教室換氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》
②選型舉例
某高中教室長12米,寬6米,層高3.5米,學(xué)生人數(shù)50人,計算該教室所需新風(fēng)量?
一、按人均新風(fēng)量計算
1.1《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》GB 50099-2011中9.1.2規(guī)定中小學(xué)校教學(xué)用房的新風(fēng)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189的有關(guān)規(guī)定
1.2《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB 50189附錄B表B.0.4-7規(guī)定學(xué)校建筑-教學(xué)樓人均新風(fēng)量為30m3/h.人
新風(fēng)量Q1=30(m3/h.人)*50人=1500m3/h
二、按換氣次數(shù)計算
2.1《中小學(xué)校設(shè)計規(guī)范》GB 50099-2011中9.1.3規(guī)定:當(dāng)采用換氣次數(shù)確定室內(nèi)通風(fēng)量時,各主要房間的換氣次數(shù)應(yīng)符合表9.1.3的規(guī)定
表9.1.3 各主要房間的換氣次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)
新風(fēng)量Q2=4.5(次/小時)*3.5(米)*12(米)*6(米)=1134m3/h
由于Q1>Q2,所以以新風(fēng)量Q1=1500m3/h作為全熱交換器風(fēng)量選型依據(jù)
1、綠島風(fēng)PM2.5凈化型新風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)品原理
凈化原理
2、綠島風(fēng)PM2.5凈化型新風(fēng)系統(tǒng)主機外觀
3、綠島風(fēng)PM2.5凈化型新風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)品特點
4、產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
5、安裝施工注意事項
• 全熱新風(fēng)系統(tǒng)的標(biāo)高定位根據(jù)主風(fēng)管管頂緊貼大梁梁底安裝確定;
• 全熱新風(fēng)系統(tǒng)可以根據(jù)需要選擇開關(guān)控制面板或液晶控制面板,安裝高度宜與教室照明等開關(guān)面板高度一致,緊鄰照明開關(guān)安裝;
• 穿剪力墻的風(fēng)管應(yīng)該預(yù)埋套管,穿外墻風(fēng)管應(yīng)該設(shè)置0.1%的坡度,坡向室外
風(fēng)管吊架間距應(yīng)該符合下表規(guī)定
• 設(shè)備與風(fēng)管接駁處應(yīng)設(shè)置長度為150mm~300mm的柔性軟管,如果考慮到風(fēng)量較小,可以不設(shè)置柔性軟管,直接硬接,PVC-U風(fēng)管與全熱新風(fēng)系統(tǒng)主機接口可以用熱熔膠、環(huán)氧樹脂膠粘合,PVC風(fēng)管連接采用聚氯乙烯專用膠水;
施工完畢后,進行系統(tǒng)調(diào)試,按分部分項進行驗收,做好竣工資料。