但须注意负效应：消耗氧气？释放废气？
空气净化 活性炭吸附气体污染物
光催化纳米材料TiO2 空气过滤去除悬浮颗粒物 空气离子化
常用于空 调系统
…………
1.3 空调通风系统的控制方法
空调系统设计改善措施：
1. 增加空调系统新风量；
稀释
2. 提高空调系统维护管理意识，随时更换 节流 系统设备；
在室内栽种一些花草，可有效降低 有害气体浓度。比如吸收甲醛的植物有 仙人掌、吊兰、扶郎花（又名非洲菊）、 金绿箩、无花观赏桦、芦荟、耳蕨、常 春藤、铁树、菊花等。
❖ 有些植物还可以作为室内空气污染物的指示 物，例如：
贴梗海棠：在0.5ppm的臭氧中暴露半小时就会 有受害反应；
香石竹、番茄：在浓度为0.05～0.1ppm的乙烯 下几个小时，花萼就会发生异常现象。
过滤器过滤的放大
空气过滤的机理
截留效应
惯性效应
重力作用 静电效应
扩散效应
❖ 不同捕集机理的捕集 效率对不同粒径的尘 粒是不同的。
空气过滤的机理总结
❖ 截留效应：粒径小的粒子惯性小，粒子不脱离 流线。在沿流线运动时，可能接触到纤维表面 而被截留。
❖ 惯性效应：粒子在惯性作用下，脱离流线而碰 到纤维表面。
（应用广泛） （历史悠久） （越来越重视） （发展前景广阔）
3－15
2.2 空气过滤去除悬浮颗粒物
空气过滤：去除悬浮颗粒物
❖ 过滤器主要功能：处理 空气中的颗粒污染
❖ 常见误解：过滤器像筛 子一样，只有当悬浮在 空气中的颗粒粒径比滤 网的孔径大时才能被过 滤掉。其实，过滤器和 筛子的工作原理大相径 庭。
3. 加强室内气流组织的合理布局，使优质 节流 空气及时到达居住域；
工程处理：自然通风或机械通风 稀释
减少室外污染
堵源
主要措 施
污染源控制
堵源
清除过滤净化
节流
2. 空气净化方法和原理
❖ 通风换气或空气调节（稀释方法） ❖ 空气过滤 ❖ 吸附方法 ❖ 紫外灯杀菌 ❖ 纳米材料光催化 ❖ 臭氧消毒灭菌 ❖ 利用植物净化空气
绿色建筑与家具
建筑材料和家具的选购：天然石板
1、首先是对人体健康影响的放射性指标， 一般红色，深红色的天然石材含有较高的 放射性元素
2、花岗岩的放射性要大大强于大理石；
3、天然石材的反光率也是一个重要的指 标。（以玻璃镜子的反光率为100%，反光率达到70% 以上的天然石材是上等天然石材。）
材料类别
浸渍高锰酸钾的氧化铝和活性炭对一些空气污染物吸附效果比较表
NO2 NO SO2 甲醛
H2S
甲苯
吸附量
(%)
浸渍高锰 1.56 2.85 8.07 4.12 11.1 1.27 酸钾的氧
化铝
活性炭 9.15 0.71 5.35 1.55 2.59 20.96
2.4 紫 外 灯 杀 菌 (Ultraviolet germicidal irradiation, UVGI)
2.1 通风换气或空气调节（稀释法）
解决途径
通风
自然通风：依靠自然风压、 热压作用进行通风
机械通风：利用风机等机械设备 进行通风
空调
传统方式：调节温湿度、流速、洁净度 新方式：空气成分、气味
自然通风
❖ 基本原理：只要建筑开口两侧存在压力差P， 就会有空气流过开口。流过的风速为：
＝ 2P＝ 2P
通风形式
❖ 利用植物对某些环境污染物进行检测是简单 而灵敏的。
在室内放一些植物有利室内环境的净化
❖ 一盆吊兰在8至10平方 米的房间内就相当于一 个空气净化器，它可在 24小时内，杀死房间里 80％的有害物质，吸收 86％的甲醛；能将火炉、 电器、塑料制品散发的 一氧化碳、过氧化氮吸 收殆尽。
吊兰
在室内放一些植物有利室内环境的净化
❖ 目前比较常用的吸附剂是活性炭。
活性炭
竹炭的吸附包
活性炭吸附
材料：硬质的植物和果核
原理：经过活化加工后，碳的内 部形成了极小的空隙，表面积很 大，1g的活性炭的有效表面积可 以达到1000m2， 具有极强的化 学吸附力，但对细菌、病毒无效。
性能：吸附量一般是其自身重量 的1/6—1/5，到了饱和状态就会 失效，需要更换，否则会造成二 次污染
中效过滤器
高效过滤器
高效袋式过滤器
几种常见过滤器的示意图
过滤器主要性能指标
❖ 过滤效率
单级过滤器的效率为：
n1 n2 (1 p)100%
n1
其中n1、n2分别为过滤器前后的粒 子浓度,
p＝n2/n1称为穿透率。
2.3 活性炭吸附气体污染物
❖ 吸附是由于吸附质和吸附剂之间的范德华力而使吸附质 聚集到吸附剂表面的一种现象。
❖ 紫外光谱分为： UVC (100-280nm) UVB (280-320nm) UVA (320-400nm)
❖ 杀菌紫外灯波长一般在UVC波段，特别在 254nm附近。
不同方法空气净化效果比较
0.07次/h
2.6 臭氧杀菌消毒
臭氧，一种刺激性气体，是已知的最强的氧化 剂之一，其强氧化性、高效的消毒作用使其在 室内空气净化方面有着积极的贡献。
2.5 光催化降解VOCs
❖光催化材料：
TiO2 是一种N型半导体，有很强的氧化性和还 原性。在光化学反应中，以TiO2 作催化剂，在 太阳光尤其是紫外线的照射下，使得TiO2固体表 面生成空穴(h＋)和电子(e－)。
❖治理原理：
紫外光照射下，TiO2固体表面生成空穴(h＋) 和电子(e－)。带负电的电子与水中的氧原子结合 产生负氧离子，带正电的空穴与水结合产生氢氧 自由基，当有机物和部分无机物通过空气对流接 触到光触媒表面时，便会分别被负氧离子及氢氧 自由基吸附和分解，最终分解为二氧化碳和水， 利用这种反应，可有效分解室内空气中的细菌、 病毒、甲醛、苯、氨、TVOC等有害物，从而达 到净化空气的效果，同时也增加空气中的负氧离 子，提高了空气的品质。
臭氧的主要应用在于灭菌消毒，它可即刻氧 化细胞壁，直至穿透细胞壁与其体内的不饱和键 化合而杀死细菌，这种强的灭菌能力来源于其高 的还原电位。
常见的灭菌消毒物质的还原电位表
名称
分子式 标准电极电位 /V
臭氧
O3

高锰酸离子 MnO2 1.67
名称
二氧化氯 氯气
分子式 标准电极电位 /V
Fujishima A. , et al., Nature, 1972, 238(5338): 38-45.
导带
e-
O2
hv > Eg
TiO2
Eg = 3.2eV
O2- •
VOCs+• HO•
380nm 价带 e- h+
VOCs或H 2O
CO2 , H2O,etc
治理原理示意图
光催化降解VOCs及微生物原理图
在室内放一些植物有利室内环境的净化
❖ 龙舌兰：在10平方米左 右的房间内，可消灭70 ％的苯、50％的甲醛和 24％的三氯乙烯。
甲醛单位面积去除（mg/m2）
自然通风
风压 热压 通风 通风
混合 机械 通风 通风
通风工程
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风压作用下的自然通风
自然通风原理
热压：温差引起的空气密度 差导致建筑开口内外的压 差。
风压：室外气流绕流引起 建筑周围压力分布的不 同形成开口处的压差。
自然通风：利用自然的手段（风压、热压等）将室外空气不 经过空调处理就引入室内以达到维持室内空气舒适性的方法
第七章 室内空气污染控制方法
1. 室内空气污染控制方法概述
目标：Ci<Ci,标准
污染对人的影响
污染检测技术
污染源 控制
通风和气 流组织
空气 净化
堵源、节流、稀释
1.1 室内污染源的控制
使用绿色环保建筑材料和装饰材料——标准引用 改进和完善厨房的通风设施——用好厨房排气扇 良好的室内活动和化工产品慎用——避免污染源 正确选择建筑物基地 …………
芦荟
花谚说：“吊兰芦荟是强手，甲醛吓得躲着 走。在24小时照明的条件下，可以消灭1立方 米空气中所含的90％的甲醛。
在室内放一些植物有利室内环境的净化
❖ 常春藤：一盆常春藤能消灭 8至10平方米的房间内90％ 的苯，能对付从室外带回来 的细菌和其他有害物质，甚 至可以吸纳连吸尘器都难以 吸到的灰尘。
紫外线杀菌灯
空气净化消毒器(循环风紫外线)
60m2的房间开机1小时即可
❖ 一般紫外灯安置在房间上部，不直接照射人， 空气受热源加热向上运动缓慢进入紫外辐照 区，受辐照后的空气再下降到房间的人员活 动区，在这一过程中，细菌和病毒会不断被 降低活性，直至灭杀。
❖ 紫外灯杀菌需要一定的作用时间，一般细菌 在受到紫外灯发出的辐射数分钟后才死亡。
UV灯（开关）
VOCs 微生物
光催化材料
降解甲醛反应过程：
氧化反应
TiO2 hv e h HCHO H2O 2h HCOOH 2H HCOOH 2h CO2 2H
还原反应 O2 4e 4H 2H2O
REPLAY
光源要求
❖ 一般在紫外光照射下VOCs才会发生光催化降解 ❖ 光催化反应器中采用的光源多为中压或低压汞灯。
❖
❖ 吸附分为物理吸附和化学吸附两类。
❖
❖ 物理吸附属于一种表面现象，其主要特征为：
①吸附质和吸附剂之间不发生化学反应； ②对所吸附的气体选择性不强； ③吸附过程快，参与吸附的各相之间瞬间达到平衡； ④吸附剂与吸附质间吸附力不强，在条件改变时可脱附
❖ 吸附对于室内VOCs和其他污染 物是一种比较有效而又简单的消 除技术。
材料名称
可能释放的有害、有毒物质
板材及木 线