二氧化碳濃度實測分析論文

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摘要：本文對長沙市內幾棟地上商場和地下超市的溫濕度、風速和CO2濃度進行了測試分析，分析了其中一家地下超市CO2濃度和溫度隨時間的變化。發現這些地方的溫濕度均在ASHARE規定的舒適域內，但是地下超市的CO2濃度卻是超過了標準的，因此導致地下超市70%以上的顧客感覺到空氣不新鮮，悶。提出了設計時要合理計算新風量，并根據客流量大小調節新風量，以使CO2濃度在國家規定的衛生標準之下。

關鍵詞：二氧化碳濃度地下超市商場溫濕度

0前言

我國經濟的發展帶動了商業建筑的興旺，隨著地面建筑用地的日益緊張，人們開始在地下尋找發展空間。與地面環境相比,地下空間環境有著明顯的不同之處,主要表現在空氣流通差、陽光和自然光缺乏、封閉和潮濕等等。現代化的商場、超市等建筑面積達上萬平方米,經營的商品種類繁多,商場柜臺平面布置靈活,照明設施紛繁復雜。由于商業建筑自然通風面積不足的特點,全年都要求機械通風。商場、超市中人員相對集中,呼出的CO2不易從商場、超市內經由自然氣流排出。據統計,CO2濃度超過700×10-6會使少數比較敏感的人感到有不良氣味并有不舒適的感覺;CO2濃度超過1000×10-6會使人有不舒適的感覺,并易引起人員產生嗜睡[4]。目前,國內尚無商業建筑CO2濃度的衛生標準規定。國外,如美國、日本等在商場條件下,常以低于1000×10-6為室內CO2的允許濃度。本文對長沙市內幾家商場和超市的熱濕環境及空氣中CO2濃度對人體感覺的影響進行了實測分析。

1測試方法

我們對兩棟集超市與商場于一體的建筑熱濕環境和CO2濃度進行了測量，并同時進行了問卷調查，其中建筑A定下一樓為超市，一至七樓為綜合性購物商場；建筑B地下層為超市，地面僅一層為以服飾為主的商場。因顧客反應在超市B中感覺較悶，因此對超市B進行了詳細測試，從早上8：30到中午客流量最大的14：30分，其余地方測試一次，選擇客流量最大的12：00到14：30進行。根據商場面積大小，每個地方選擇8到10個測量點，測量數據見表1，數據為各點平均值，問卷調查對象也均布在商場各處，問卷對象包括18至45歲的顧客和工作人員。

表1主要測試數據地點干球溫度

℃相對濕度

（%）二氧化濃度

（ppm）環境輻射溫

℃焓值

（kj/kg）氣悶感

（%）不滿意率

（%）風速

（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

商場A冬季20.44080020.93546.70%30.10.1

商場B冬季18.6349001930.1458%34.50.1

2影響人體熱舒適度和氣悶感的因素

在問卷調查表中，參照Fanger熱感覺的七個等級將熱感覺分為7個等級：熱、比較熱、有點熱、適中、有點冷、比較冷、冷；選擇有點熱、適中、有點冷視為舒適，選擇其他四項的視為不舒適；將不舒適者數量與總人數之比計為不滿意率。氣悶感覺則分為三級：悶、比較悶、無感覺，將選擇悶、比較悶人數與總人數之比視為氣悶感百分數。LeiFang與Fanger曾提出人對環境的滿意度會隨著溫度和濕度（實驗時溫度范圍18-28℃，RH30%-70%）的上升而降低，隨著空氣焓值（試驗時焓值的范圍20-70kj/kg）的增加而線形下降[2]。但是從圖1中可以看出不滿意率均為33%左右，這是由于商場這一特定環境所造成的，商場或超市中空氣流通差，陽光和自然光缺乏很大程度上是一種人工環境，這樣的環境會在人的生理和心理上產生一定的消極反應，如不舒適、煩悶等。這就是無論熱濕環境如何變化也不能達到10%不滿意率的原因。因我們測試的時間選擇在7月或11月底進行，相對室外環境來說商場超市內的空調環境是舒適的，因此氣悶感較高時，不滿意率并沒有上升，這也說明溫濕度對熱舒適產生的影響起著決定性作用。

由圖2中可以看出氣悶感隨著CO2濃度的增加的增加，當CO2濃度超過1200ppm是氣悶感百分數達到了70%以上，而從圖3、圖4中可以看出相對濕度和焓值對氣悶感百分率沒有明顯的影響。所測環境中相對濕度均為40%，是十分合適的。從表1中可以看出地下超市的CO2濃度明顯高于，位于地面以上的商場。位于同一大樓內的超市A和商場ACO2濃度分別為1200ppm和800ppm。超市B夏季客流高峰期CO2濃度也到達1252ppm。

3CO2濃度和溫度隨時間的變化情況

圖5和圖6分別表示了在測試時間內超市B內冬季的某個周六二氧化碳濃度隨時間的變化和溫度隨時間的變化情況。可以看出超市開門一小時后溫度達到

18℃，此后一直在18.5℃左右波動，溫度比較穩定。而二氧化碳濃度剛開門時僅為450ppm，到10：30時為869ppm，此后兩小時內比較穩定，12：30時為907ppm，而隨著客流量的增加二氧化碳濃度又開始上升到測試結束14：30時已經達到1253ppm，這顯然說明商場的新風量不足。

4CO2濃度濃度過高的原因

ASHARE-1982給出最小新風量為8.6m3h·人,推薦新風量為12.8m3h·人。參考這一標準,我國商場新風量的取值標準為8.5～12m3h·人。由于新風量的取值與人均占有空間或面積有關。ASHARE62-81標準對商場新風量取值8.6m3h·人時,100m2建筑面積測試人數為20～30人,而我國大型商場在峰值客流量時每100m2面積人數高達200人。根據Yaglon的試驗,當人均占有空間為14.0m3人時,必須新風量為8.5m3h·人;當人均占有空間為2.8m3人時,必須換氣量則增至39.0m3人。我國大中型商場人均占有空間的體積在客流量高峰期尚不足2m3人,在設計客流量下人均占有空間也不足4m3人。因此,我國大中型商場人均新風量取值不宜偏低,至少應取標準規定的上限即12m3h·人[2]。

超市B營業面積6000m2左右，根據在測量時統計的客流量在，從8：30分開始11：00進入6192人，各出口出來人數為3499人，即11：00超市B內，約有2700人，100m2建筑面積測試人數為45人[1]。若選擇標準規定的上限12m3h·人，則新風量應取32400m3/h；而該超市總設計風量20000m3/h，顯然是不夠的。因此商場內CO2濃度才會一直上升（圖5所示）。

5結論

通過對長沙市內商場、超市熱濕環境及CO2濃度的調查分析，我們發現各商場、超市的熱濕環境是合理，地上商場的CO2濃度也在標準范圍之內，但是地下超市的CO2濃度卻超過了標準所規定的1000ppm，以致超市內70%人員感覺到空氣不新鮮，較悶。地下空間本來就是一個特殊場所，影響人們心理更為復雜。因此在設計時應考慮超市客流量，按照標準選取合理的新風量；空調系統盡量考慮有使用全新風的可能，以在過渡季節達到既節能有滿足空氣質量要求的效果；在運行時，應根據客流量大小合理調節新風量。

參考文獻

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

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

[3]王惠光,吳祥生,龍定州大中型商場空氣品質污濁原因淺析[A].西南地區97暖通動力空調及制冷學術年會論文集[C].重慶:重慶土木建筑學會暖通專業委員會,1997245-247

[4]潘毅群,白瑋,龍惟定,等上海某大商場空氣品質調查[J].暖通空調，2000，30（3）：18-20