二氧化碳浓度实测分析的论文

2021-04-27 论文

　　摘要：本文对长沙市内几栋地上商场和地下超市的温湿度、风速和ＣＯ2浓度进行了测试分析，分析了其中一家地下超市ＣＯ2浓度和温度随时间的变化。发现这些地方的温湿度均在ＡＳＨＡＲＥ规定的舒适域内，但是地下超市的ＣＯ2浓度却是超过了标准的，因此导致地下超市70%以上的顾客感觉到空气不新鲜，闷。提出了设计时要合理计算新风量，并根据客流量大小调节新风量，以使ＣＯ2浓度在国家规定的卫生标准之下。

　　关键词：二氧化碳浓度地下超市商场温湿度

　　前言

　　我国经济的发展带动了商业建筑的兴旺，随着地面建筑用地的日益紧张，人们开始在地下寻找发展空间。与地面环境相比,地下空间环境有着明显的不同之处,主要表现在空气流通差、阳光和自然光缺乏、封闭和潮湿等等。现代化的商场、超市等建筑面积达上万平方米,经营的商品种类繁多,商场柜台平面布置灵活,照明设施纷繁复杂。由于商业建筑自然通风面积不足的特点,全年都要求机械通风。商场、超市中人员相对集中,呼出的ＣＯ2不易从商场、超市内经由自然气流排出。据统计,ＣＯ2浓度超过700×10-6会使少数比较敏感的人感到有不良气味并有不舒适的感觉;ＣＯ2浓度超过1000×10-6会使人有不舒适的感觉,并易引起人员产生嗜睡[4]。目前,国内尚无商业建筑ＣＯ2浓度的卫生标准规定。国外,如美国、日本等在商场条件下,常以低于1000×10-6为室内ＣＯ2的允许浓度。本文对长沙市内几家商场和超市的热湿环境及空气中ＣＯ2浓度对人体感觉的影响进行了实测分析。

　　1测试方法

　　我们对两栋集超市与商场于一体的建筑热湿环境和ＣＯ2浓度进行了测量，并同时进行了问卷调查，其中建筑A定下一楼为超市，一至七楼为综合性购物商场；建筑B地下层为超市，地面仅一层为以服饰为主的商场。因顾客反应在超市B中感觉较闷，因此对超市B进行了详细测试，从早上8：30到中午客流量最大的14：30分，其余地方测试一次，选择客流量最大的12：00到14：30进行。根据商场面积大小，每个地方选择8到10个测量点，测量数据见表1，数据为各点平均值，问卷调查对象也均布在商场各处，问卷对象包括18至45岁的顾客和工作人员。

　　表1主要测试数据地点干球温度

　　℃相对湿度

　　（%）二氧化浓度

　　（ppm）环境辐射温

　　℃焓值

　　（kj/kg）气闷感

　　（%）不满意率

　　（%）风速

　　（m/s）

　　超市B夏季26.545.81252.526.4051.6777.60%36.80.15

　　超市B冬季18.64093118.5831.549.80%36.30.1

　　超市A冬季21.642120022.1038.8572%30.10.15

　　商场A冬季20.44080020.93546.70%30.10.1

　　商场B冬季18.6349001930.1458%34.50.1

　　2影响人体热舒适度和气闷感的因素

　　在问卷调查表中，参照Fanger热感觉的七个等级将热感觉分为7个等级：热、比较热、有点热、适中、有点冷、比较冷、冷；选择有点热、适中、有点冷视为舒适，选择其他四项的视为不舒适；将不舒适者数量与总人数之比计为不满意率。气闷感觉则分为三级：闷、比较闷、无感觉，将选择闷、比较闷人数与总人数之比视为气闷感百分数。LeiFang与Fanger曾提出人对环境的满意度会随着温度和湿度（实验时温度范围18-28℃，RH30%-70%）的上升而降低，随着空气焓值（试验时焓值的范围20-70kj/kg）的增加而线形下降[2]。但是从图1中可以看出不满意率均为33%左右，这是由于商场这一特定环境所造成的，商场或超市中空气流通差，阳光和自然光缺乏很大程度上是一种人工环境，这样的环境会在人的生理和心理上产生一定的消极反应，如不舒适、烦闷等。这就是无论热湿环境如何变化也不能达到10%不满意率的原因。因我们测试的时间选择在7月或11月底进行，相对室外环境来说商场超市内的空调环境是舒适的，因此气闷感较高时，不满意率并没有上升，这也说明温湿度对热舒适产生的影响起着决定性作用。

　　由图2中可以看出气闷感随着ＣＯ2浓度的增加的增加，当ＣＯ2浓度超过1200ppm是气闷感百分数达到了70%以上，而从图3、图4中可以看出相对湿度和焓值对气闷感百分率没有明显的影响。所测环境中相对湿度均为40%，是十分合适的。从表1中可以看出地下超市的ＣＯ2浓度明显高于，位于地面以上的商场。位于同一大楼内的超市A和商场AＣＯ2浓度分别为1200ppm和800ppm。超市B夏季客流高峰期ＣＯ2浓度也到达1252ppm。

　　3ＣＯ2浓度和温度随时间的变化情况

　　图5和图6分别表示了在测试时间内超市B内冬季的某个周六二氧化碳浓度随时间的`变化和温度随时间的变化情况。可以看出超市开门一小时后温度达到

　　18℃，此后一直在18.5℃左右波动，温度比较稳定。而二氧化碳浓度刚开门时仅为450ppm，到10：30时为869ppm，此后两小时内比较稳定，12：30时为907ppm，而随着客流量的增加二氧化碳浓度又开始上升到测试结束14：30时已经达到1253ppm，这显然说明商场的新风量不足。

　　4ＣＯ2浓度浓度过高的原因

　　ＡＳＨＡＲＥ-1982给出最小新风量为8.6ｍ3h·人,推荐新风量为12.8ｍ3ｈ·人。参考这一标准,我国商场新风量的取值标准为8.5～12ｍ3ｈ·人。由于新风量的取值与人均占有空间或面积有关。ＡＳＨＡＲＥ62-81标准对商场新风量取值8.6ｍ3ｈ·人时,100ｍ2建筑面积测试人数为20～30人,而我国大型商场在峰值客流量时每100ｍ2面积人数高达200人。根据Ｙａｇｌｏｎ的试验,当人均占有空间为14.0ｍ3人时,必须新风量为8.5ｍ3ｈ·人;当人均占有空间为2.8ｍ3人时,必须换气量则增至39.0ｍ3人。我国大中型商场人均占有空间的体积在客流量高峰期尚不足2ｍ3人,在设计客流量下人均占有空间也不足4ｍ3人。因此,我国大中型商场人均新风量取值不宜偏低,至少应取标准规定的上限即12ｍ3ｈ·人[2]。

　　超市B营业面积6000m2左右，根据在测量时统计的客流量在，从8：30分开始11：00进入6192人，各出口出来人数为3499人，即11：00超市B内，约有2700人，100ｍ2建筑面积测试人数为45人[1]。若选择标准规定的上限12ｍ3ｈ·人，则新风量应取32400ｍ3/ｈ；而该超市总设计风量20000ｍ3/ｈ，显然是不够的。因此商场内ＣＯ2浓度才会一直上升（图5所示）。

　　5结论

　　通过对长沙市内商场、超市热湿环境及ＣＯ2浓度的调查分析，我们发现各商场、超市的热湿环境是合理，地上商场的ＣＯ2浓度也在标准范围之内，但是地下超市的ＣＯ2浓度却超过了标准所规定的1000ppm，以致超市内70%人员感觉到空气不新鲜，较闷。地下空间本来就是一个特殊场所，影响人们心理更为复杂。因此在设计时应考虑超市客流量，按照标准选取合理的新风量；空调系统尽量考虑有使用全新风的可能，以在过渡季节达到既节能有满足空气质量要求的效果；在运行时，应根据客流量大小合理调节新风量。

　　参考文献

　　[1]Chang-zhiYang，InvestigationandanalysisofindoorenvironmentandHVACsystemofthemarketplaceinwinter.Energy&Environment.345-350

　　[2]LeiFang,Temperatureandhumidity:Importantfactorsforperceptionofairqualityandforventilationrequirement.ASHRAETrans.106(2)(2000)503-510

　　[3]王惠光,吴祥生,龙定州大中型商场空气品质污浊原因浅析[Ａ].西南地区97暖通动力空调及制冷学术年会论文集[Ｃ].重庆:重庆土木建筑学会暖通专业委员会,1997245-247

　　[4]潘毅群,白玮,龙惟定,等上海某大商场空气品质调查[Ｊ].暖通空调，2000，30（3）：18-20

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