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新风净化标准建设与实际应用难点及解决建议

2018-04-13 10:43 来源:《现代家电》 作者:路宾 [收藏]

路宾,中国建筑科学研究院建筑的教授级高级工程师,中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院副院长,国家空调设备质量监督检验中心主任,国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)主任。兼任中国制冷学会副理事长,空调热泵专业委员会主任委员;中国建筑节能协会暖通空调专业委员会主任委员;中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会委员。多年来,主要从事工程应用领域暖通空调专业和建筑节能技术的研究工作,新风净化是路宾近几年主要的研究领域。在2017年11月29日召开的第七届中国家电营销年会中,路宾副院长从标准的角度为厂商提出相应的建议。

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中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院副院长 路宾 

随着我国经济的快速发展,人民生活水平有了很大的提高,不仅仅满足于衣食住行,在居住的环境上有了更高的要求。对于室外大气的污染影响,室内装修和豪华的家具等因素造成的一些室内的化学污染成为影响居住环境空气质量的最大问题。国家层面也是高度重视大气环境污染问题,正在加快相关标准的建设,已经制定多项法律法规及标准规范来治理环境问题,而且不论是室外环境或室内空气质量标准,都提出了更高的要求。

国家环保部与国家质检总局于2012年2月联合发布新版《环境空气质量标准》GB 3095-2012,制定了多项法律法规及标准规范来治理日益严重的大气环境污染。国家环保部与国家质检总局于2012年2月联合发布了新的《环境空气质量标准》(GB 3095-2012),新标准中增加了对PM2.5浓度和8小时臭氧浓度监控,同时对于PM10、铅、二氧化氮和苯并(a)芘限量做了更为严格的规定。此标准于2012年在京津冀、长三角、珠三角等重点区域以及直辖市和省会城市实施,2015年在所有地级以上城市实施,2016年1月1日起已经在全国全面实行。

同样在建筑行业中,室内的环境应该怎样治理,2012年也颁布了《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012),在加强室外环境监控和治理的同时,对室内环境改善也提出了新的要求和措施,首次提出建筑通风系统需要加装空气净化处理装置,对空气净化设备安装运行也提出了具体的规定和建议。

新市场对标准提出新要求

其实,新风净化技术在工业领域已经应用了很多年,在民用领域的应用也十几年的发展历程,初期发展较为缓慢,2003年SARS在全国的爆发,室内环境治理的技术开始受到重视。近几年,随着民众对环境污染的关注度不断提高,从政府、研究人员、生产企业到每个关心自己生活环境的普通百姓都开始对新风行业关注,使新风行业有了快速的发展。2016年,行业数据是新风行业的年产值为50亿,2017年达到85亿~100亿这样规模。可以说,新风行业正处于飞跃式的发展阶段。

总体来讲,产值在不断的增长,生产的厂家也非常多,也产生一系列的问题,新风产品质量怎么样能够满足用户日益增长的对美好生活的追求,整个行业对标准的要求也越来越迫切。

由于空气净化是一个快速发展的交叉学科,由物理、化学、机械加工和建筑通风等多种学科组合而成,技术发展日新月异,除了传统的过滤吸附方法以外,还包括静电式、光催化、负离子、等离子等,作用效果除了清除灰尘外,还可以杀菌消毒,对甲醛等气态污染物净化效果明显,传统的空调通风系统用空气过滤器或高效空气过滤器标准只关注了颗粒物的过滤效率及阻力,已经无法满足现阶段新风净化的各项参数指标要求。

因此,为了规范行业生产和应用,需要相关产品标准及检测手段和应用标准,才能满足国内新风净化行业的迅速发展,以及满足空气净化技术的快速发展需要,进一步提升新风净化产品的质量以及安全性和可靠性,推广和规范新风净化新技术的应用。

新风净化类产品的标准现状

对于新风净化行业,有很多人在不同的场合会说国内的标准缺乏,没法去界定产品是好与坏,实际上我们国家对新风技术的应用已经有四五十年的历史,在工业领域已经应用了很多年,也解决了很多的问题,在民用领域该怎么用,是不是需要那么高的级别,需要花费多大的代价来实现这样的环境,这是我们行业要做的工作。之前已经有了相应的标准,包括一些新风净化装置或者新风净化机所用的一些元器件标准,包括滤料、空气过滤器标准等,都有相应的检测方法和规定,有性能的规定也有相应的标准提出相应的要求。

在国际上对新风净化技术也都有一些相应的标准,对实验方法,性能的要求都有相应的规定。比如,欧洲标准化委员会批准制定的EN 779:2002《一般通风用空气过滤器——过滤性能的测定》标准,美国国家/美国采暖、制冷与空调工程师协会标准的ANSI/ASHRAE52.1-1992《一般通风用空气净化装置试验方法——计重法和比色法》和ANSI/ASHRAE52.2-2007《一般通风用空气净化装置计径效率方法》,52.1和52.2这两个标准也得到了全球的广泛采纳和参考。还有ISO国际标准化组织制定的相关标准,中国也是重要的参与国,中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院也是中国区的对口单位。

整体来看,不管是国标还是建筑行业的标准,或是欧洲标准,ASHRAE的标准等,对于新风净化技术应该关注指标主要会包括以下几方面。

首先最主要的指标就是净化效率。净化效率又分为对颗粒物的净化效率,主要包括pm2.5和pm10,其净化效率又分为计数效率和计重效率,我们过去的实验方法大部分是按计数效率来表明它的净化性能,近几年,特别是新颁布标准采用了计重效率,更加的直接,也与国家环保局公布的污染指数相对应。

第二是阻力。阻力是处理一定的空气量需要消耗风机电功率而克服的过滤装置的压力降。

第三是容尘量。净化装置的容尘量越大,装置的使用时间或者保持高效的时间就会越长,容尘量关系到净化组件过滤网和过滤装置的更换时间问题。

另外,还有安全性、二次污染的指标,包括污染物数量浓度的增加量、噪声、臭氧浓度增加、紫外线泄漏等均有一定的要求。也就是说在净化室内空气的同时,不能因为增加了净化装置,而又产生二次污染,这是整个标准的要求。

对于净化技术的这些指标各类标准中也是给出了相应检测的要求,包括针对颗粒物、气态的污染物、甲醛、总挥发性有机物(TVOC)等检测系统有要求,对均匀度和稳定性在标准中都有相应的规定。

对于颗粒物的净化效率检测方法,目前,不管国际和国内,大部分采用一定浓度的KCl固态气溶胶,采用液态气溶胶发生器和多分散固态气溶胶发生器,以确保测试过程中气溶胶、气态污染物、微生物发生浓度均匀、稳定。测试的粒径范围是0.3微米(um),基本是大家所关注的PM2.5到10之间,对我们影响最大的粒径范围。

对于气态污染物,需要采用气态污染物的检测装置,通过气化分析的方式,来分析处理了多少的气态污染物。因为室内的装修或者室内的家具散发的甲醛或者tvoc这样的污染物的去除,需要有目标污染物,而目标污染物可以是一种,也可以是多种的组合。目前我们国内关注的一个是阻力,一个净化效率,国际上还关注容污量,即到底净化装置能够容纳多少的有害染物的量。

对微生物的净化效率,需要通过测定一定状态下空气净化装置前后空气中微生物数量的变化来计算空气净化装置对微生物的净化效率,从而评价空气净化装置对空气中微生物的净化效果。由于要求的场合更加特别,比如医院或者是高级别的环境,对微生物的要求更高,试验也更难,需要营养培养基,也有相应的菌量要求,试验的时间也更长。

新风净化新标准的创新之处

2017年7月,由中国建筑科学研究院建筑环境与节能研究院联合国内从事新风净化行业的大专院校、科研机构、著名的企业,共同编制的国家标准《通风系统用空气净化装置》GB34012-2017正式发布,将于2018年的6月1号开始实施。此标准共九章五个附录,对空气净化装置使用的范围和要求,以及最主要的性能参数和相应的试验的方法都给出具体要求,标准适用于通风和空调系统用空气净化装备。

通风和换气紧密相联,通风既可以是送风、回风,也可以是排风,也可以是循环风。通风可以是一种,或者组合起来实现换气的功能。所以,对于实现通风换气用的净化装置的性能,生产和检测的标准,在此标准里基本都已经涵盖,包括新风净化机也都适合于此标准的范围。

过去新风净化行业有很多的术语,社会上都在这样叫,但到底该怎么科学的界定,在标准中对空气污染物、可吸入污染物和额定风量、净化效率、容尘量、净化效率、能效都给出了明确的界定,也给出了很多的专业术语。作为该标准的主编,我认为此标准主要的特点和创新点体现在以下几方面:

第一,对空气净化装置能效等级进行了分类,按空气净化装置对颗粒物的净化效率分为A级、B级、C级和D级四类,A级最高;按空气净化装置对气态污染物的净化效率分为A级、B级和C级三类,A级最高;按空气净化装置对微生物的净化效率分为A级、B级、C级和D级四类,A级最高。通俗理解,颗粒物,对应PM2.5、PM10;气态污染物,对应甲醛、总挥发性有机物(TVOC);微生物。既可以是单独的也可以是复合的,既可以对气态污染物发生作用,也可以对颗粒物发生作用。

第二,对净化装置的性能也进行了分解。在标准中重点给出了这几个指标,外观、净化效率、阻力、风量、机外静压、额定功率、净化能效、噪声、容尘量、臭氧浓度增加量、紫外线泄漏量、电气安全,共12项指标,每项指标都有相应的规定,同样也有相应的试验方法,共五个附录。

第三,研究并确定了空气净化装置PM2.5净化效率的试验方法。提出了空气净化装置PM2.5净化效果工程现场检测的评价方法,可以满足不同关注方的需求。这也是我们国家首次提出如何来对PM2.5净化效率进行测试。规定了空气净化装置应给出臭氧浓度增加量的要求,并要求其不大于明示值。并给出臭氧浓度增加量和紫外泄漏量试验方法,净化效率该如何检测和评价,对气态污染、微生物以及臭氧的浓度的实验方法和评价在附录里都给出了相应的要求。

第四,提出了工程现场的检测方法,即对设备的供应商可以现场测出它现场的净化效率,也可以对系统集成商在系统完成以后系统的净化效率该怎么测定和评价,用户在使用之套系统以后的室内环境达到了一个什么样的水平?该怎么测试和评价,标准中给出了满足不同的关注方的相应测试方法。

第五,给出了臭氧的增加量,且不能大于它的标称值。因为,目前消费者已经越来越关注臭氧对健康的危害,这一标准有现实意义。

正在制定当中的标准情况

除了2017年7月新颁的标准以外,目前我国内的室内环境和新风净化行业还在编制相应的工程应用标准,包括《居住建筑新风应用技术规程》,这是一个行业标准,同时我们也在编制北京市地方标准。此标准是从新风的设计、选型、安装、调试、维修、维护各方面都提出了要求;

《室内空气质量控制设计规范》是建设行业标准,对新风系统到底该怎么设计,会有相应的设计标准出台;

行业最关注《中小学校室内空气控制标准》,此为教育行业标准;

《建筑室内PM2.5污染控制技术规程》和《建筑室内空气质量监测及评价标准》这两个标准是工程建设协会标准,正在编制阶段。

如何突破标准应用中的难点

可以说,随着这些标准的出台,在新风净化技术的设计、安装、调试与验收、运行维护和服务等各个阶段都会有相应的要求。而这些产品标准和工程标准,在实际应用中有哪些难点?我们该如何去解决现实中的问题?

第一,要想清楚新风净化系统或者净化装置到底要解决什么样的问题。目标很明确是要创造一个好的环境,但是要解决什么问题?是要解决新风量不足的问题?还是要解决颗粒物pm2.5的问题?还是室内污染装修引起的化学污染、甲醛过量超标的问题?还是要解决微生物的问题?首先要明确新风净化服务的对象是什么?要解决哪方面的问题?再对应相适合的技术解决方案,这可能是我们在做新风净化系统时首先自己就要明确的。

第二,居住建筑的新风系统到底用什么样的装置更为合理,是用自然通风,开窗加空气净化器,还是要做一套新风机的送排风系统。客观来讲,我国在30年城市建设快速发展过程中,对于通风重视不够,很多已有建筑没有新风或者通风系统,对于这些建筑的用户,到底要追求一个什么样的品质,应采取什么样的方式,这是选择什么样的系统的前提。

第三,中小学校的新风问题如何解决。2016年时北京市曾出台文件,所有的学校都要安装新风,但行动还没有开始就被叫停。一方面是我们要对打赢蓝天保卫战有信心,另一方面就是这项技术的应用还不是很成熟。还是要回归到中小学校到底要解决什么问题?是二氧化碳的浓度高、还是噪音大、还是温湿度、还是颗粒物的问题?还是化学污染化,到底是通过什么样的方式,该怎么来解决?增加了新风系统会不会带来新的问题?是不是会产生新的温度和湿度的问题,在寒冷的北方,要多大的新风量才能够不影响室内的温湿度,又能够把室内的颗粒物的浓度能够解决掉,这些都是要考虑并解决的现实问题。

第四,新风净化到底是传统的过滤式的好,还是静电式的好,或者说离子型、光催化型的好。事实上,不同净化原理都有它的作用,但是也有他的适用场合。目前我们国家也在推动绿色产品的评价方向,从资源、能源、环境及品质四个属性上,把新风净化有关的一些性能指标给出了在生产、使用、运行维护阶段的相应的要求,同时也要有相应的评价。但作为企业自身,对于系统解决室内环境问题的思路,要目标明确,在明确目标之后,根据相应的标准和方法,设计相应的系统,选择相应净化系统的级别和大小。同时,要以效果为导向,不管新风净化还是空气净化机,都是要以保证室内的空气质量的效果作为导向,坚持健康是第一位的,第二是保持舒适,二者的有机结合,来系统化的设计我们的新风净化系统,这样才能达到目标。

第五就是新风净化产品跟家电并不完全一样,它需要全过程的服务,特别是运营以后,它的效果能不能长期有效的保持,行业还需要做工作,不是把设备卖给用户就万事大吉了,现在有很多的企业及一些知名集成商已经在做这方面的服务,给用户提供满足需求的空气,以保证长期的效果。

另外,新风净化的安全问题也要重视,电气方面要符合电气安全标准,采用静电处理技术的新风产品,必须要考虑臭氧浓度的问题。同时要考虑整个新风净化装置的净化节能要求,既要保证室内环境质量,又不能使新风系统的耗能量过高。再有就是清洁性能,清洁性能一定在满足性能指标的前提下才能有利于节材的要求。

新风净化技术不是今天才有的技术,技术已经发展了很多年,应用到民用产品当中,要找节能和舒适的平衡关系。同样,对于空气净化装置和新风系统的全生命周期的一个净化效果的有效性,也需要行业特别关注。在国家的十三五科技项目中,已经列出三个与室内空气质量有关的项目,包括居住建筑通风、室内空气质量与健康机理和关键技术的研发、微生物在建筑里的应用等,很多的问题也需要在课题中得到研究解决,也希望全行业共同努力,把这个行业做好,为我们的日益增长的美好生活的需求做些实事。(责编 连晓卫)

网站编辑:连小卫
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