空气净化技术在民用建筑中应用情况的研究

崔德炜 于磊鑫 王凤伟 刘鹏 许奇凡奥 高颖

摘要：随着人民生活水平的提高，越来越多的人追求更加健康舒适的室内空气品质，本文介绍了室内主要存在的空气污染物的类型及对人体的主要危害，分析了目前常用的空气净化技术特点，并通过调研分析空气净化技术在民用建筑中的推广情况和开发前景。

关键词：空气净化；净化技术；室内污染物；问卷调查

前言：现代建筑中，由于空调使用及建筑节能的需求，要求建筑气密性好。室内与室外的通风换气机会大大减少。在这种情况下，室内和室外就变成了两个相对不同的环境。室内空气污染的程度可以超过大气污染，也可以采取措施，使室内空气的质量优于大气质量。现代社会，人类每天有20小时以上的时间是在建筑内部度过的，因此依靠空气净化技术营造健康舒适的室内环境成为影响建筑环境品质的重要课题。

1.室内主要污染物类型及危害

1.1氨

室内环境中的氨主要来源于建筑建造过程中在混凝土里添加高碱混凝土膨胀剂和含尿素的混凝土防冻剂等外加剂，此举的目的在于防止混凝土在冬季施工时被冻裂，大大提高了施工进度。这些含有大量氨类物质的外加剂在墙体中随着湿度、温度等环境因素的变化而还原成氨气从墙体中缓慢释放出来，造成室内空气中氨浓度的大量增加。

氨是无色气体，当环境空气中氨达到一定浓度时，才有强烈的刺激气味。氨进入肺泡后易和血红蛋白结合破坏运氧功能。短期内吸入大量的氨可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、头晕、恶心等症状，严重者会出现肺水肿或呼吸窘迫综合症，同时发生呼吸道刺激症。

1.2甲醛

甲醛是一种无色、具有刺激性且易溶于水的气体。它有凝固蛋白质的作用，其35%~40%的水溶液通称为福尔马林，常作为浸渍标本的溶液。

甲醛主要来源：（1）木质板材中广泛采用的粘合剂；（2）组合家具和装修材料及家具中的胶合板、大芯板、中纤板、刨花板（碎料板）的粘合剂；（3）用甲醛做防腐剂的涂料、化纤地毯、化妆晶等产品；（4）室内吸烟。

甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激、过敏、肺功能异常、免疫功能异常等方面，而个体差异很大。浓度较高时，对粘膜、上呼吸道、眼睛和皮肤具有强烈刺激性，对神经系统、免疫系统、肝脏等产生毒害。有报告说甲醛可能与鼻咽癌有一定的联系。

1.3苯

室内环境中苯的来源主要是燃烧烟草的烟雾、溶剂、油漆、染色剂、图文传真机、电脑终端机和打印机、粘合剂、墙纸、地毯、合成纤维和清洁剂等。

苯能引起麻醉和刺激呼吸道，并在体内神经组织及骨髓中蓄积，破坏造血功能，长期接触苯可引起骨髓与遗传损害，全血细胞减少与再生障碍性贫血，甚至发生白血病。吸入4000ppm以上的苯短时间除有黏膜及肺刺激性外，中枢神经亦有抑制作用，同时会伴有头痛、欲呕、步态不稳、昏迷、抽痉及心律不整。

1.4总挥发性有机化合物（TVOC）

在对室内有机污染物的检测方面基本上以VOCs代表有机物的污染状况。随着化学品和各种装饰材料的广泛使用，室内其它污染物尤其是挥发性有机化合物（VOCs）的种类不断增加。室内环境中VOCs的来源主要是由建筑材料、清洁剂、油漆、含水涂料、粘合剂、化妆晶和洗涤剂等释放出来的，此外吸烟和烹饪过程中也会产生。

VOC确定的和怀疑的危害主要包括五个方面：嗅味不舒适（确定）；感觉性刺激（确定）；局部组织炎症反应（怀疑）；过敏反应（怀疑）；神经毒性作用（怀疑）。

1.5室内空气中氡

空气中氡主要来源于：（1）建材（主要是石材、水泥、煤渣）中析出的氡；（2）底层土壤和岩石中析出的氡；（3）由于通风从户外空气中进入室内的氡；（4）供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡。

氡是一种放射性气体，对人体危害性最大。氡通过呼吸进入人体，衰变时产生的短寿命放射性核素会沉积在支气管、肺和肾组织中。据估算，人的一生中，如果在氡浓度370Bq/m3的室人环境中生活，每千人中将有30～120死于肺癌。若长期生活在含氡量高的环境里，就可能对人的血液循环系统造成危害，如白细胞和血小板减少，严重的还会导致白血病。

2.空气净化技术

2.1被动吸附过滤式的空气净化

被动式的空气净化，是用风机将空气抽入机器，通过内置的滤网过滤空气，主要能够起到过滤粉尘、异味、消毒等作用。这种滤网式空气净化器多采用HEPA滤网+活性炭滤网+光触媒（冷触媒、多远触媒）+紫外线杀菌消毒+静电吸附滤网等方法来处理空气。其中HEPA滤网有过滤粉尘颗粒物的作用，其他活性炭等主要是吸附异味的作用，因此，可以看出，市面上带有风机滤网、光触媒、紫外线、静电等各种不同标签、看似十分混乱的空气净化器所采用的工作原理基本是相同的，都是被动吸附过滤式的空气净化。

2.2主动式的空气净化

主动式的空气净化原理与被动式空气净化原理的根本区别就在于，主动式的空气净化器摆脱了风机与滤网的限制，不是被动的等待室内空气被抽入净化器内进行过滤净化，之后再通过风机排出，而是有效、主动的向空气中释放净化灭菌因子，通过空气弥漫性的特点，到达室内的各个角落对空气进行无死角净化。在技术上比较成熟的主动净化技术主要是利用

负氧离子作为净化因子处理空气和利用臭氧作为净化因子处理空气两种。这两种就是典型的基于主动净化原理而进行工作的空气净化器

3.空气净化器需求情况调研

为深入了解沈阳地区常住人口对室内空气污染的认识以及购买空净产品的意愿，本团队制作了一份详细的调查问卷，通过线上投放及线下调查的方式收集答卷。

通过调查结果可知，在所有调查对象中有75%的人目前尚未使用过任何形式的家用空气净化器，而78%的受访者表示未来购置空气净化器以改善室内空气品质。在有购置意愿的受访者中，80%以上的受访者表示购置净化器的主要目的是为了清洁装修污染和应对室外空气质量的恶化，同时调查对象所期望的净化器价格主要在2000~3000元范围内，符合市场现状。

4.结论

结合市场调研与问卷调查结果及国内市场现状综合分析，可以推测空气净化器在未来的发展趋势为功能多样化和产品人性化。功能多样化是空净产品未来发展的主流，目前市场上已有产品做出尝试，如将加湿和过滤功能相结合，具有一定的效果；产品人性化，即以用户为中心，针对不同的用户群体开发多种产品，切实考虑用户需求，尽可能的减低成本。

目前国内空气净化器市场刚刚起步，各类产品良莠不齐，技术水平较低，市场远未饱和。随着人们对于空气质量关注度的不断加深，以及对于优质生活的追求，可以预见，市场规模将会在未来进一步扩大。如何把握机遇，研发新技术，提升产品质量，找到适合自己的发展路线，是每一个企业及品牌应积极思考的问题。

参考文献

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基金项目：沈阳城市建设学院2020年度大学生创新创业训练计划项目（项目编号：202013208034）