李國建 袁倩、2 劉聰 何宇航

1 浙江理工大學建筑工程學院2 中國新型建材設計研究院有限公司

0 引言

室內空間是人們停留時間最長的場所，顆粒物作為影響室內空氣質量的重要因素之一[1]，對人員身體健康有著重要的影響。室內顆粒物源于室外滲透及室內顆粒源散發(fā)，室外滲透能通過加強建筑密閉性來阻擋，但室內原有顆粒及顆粒源的散發(fā)無法避免。辦公環(huán)境內細顆粒源主要為人員與辦公設備，產生顆粒的辦公設備主要是打印機和復印機[2-4]，據中關村在線的ZDC 調查數據顯示，94.1%的參與調查者表示自己在工作或者平時的生活中有機會接觸打印機，且研究[5-7]表明打印機產生的顆粒物主要為微細顆粒，極易進入人體，激光打印機在工作釋放出的細微顆粒被人體吸入時可以滲透肺部，輕者引發(fā)各種呼吸類炎癥，重者可以誘發(fā)心血管疾病甚至癌癥[8]。此外，大量調查研究表明，長期暴露在打印機顆粒下對人員身體有著很大的影響[9-10]。

目前辦公建筑中使用的中央空調或分體式空調，主要在于對室內溫度的調節(jié)，忽視了對顆粒的處理，考慮到成本和可利用程度等因素，直接使用空氣凈化器比更換或改裝現有空調設備更加經濟合理，所以本文針對空氣凈化器在室內的使用進行了實驗研究。

空氣凈化器作為一種主動式的凈化技術，對室內污染物有很好的凈化效果。在實際使用中，空氣凈化器對室內細顆粒的凈化效果不僅與自身的過濾效率有關，還與室內粒子隨循環(huán)風進入到凈化器中的份額有關。而進入凈化器中的顆粒份額取決于室內氣流組織和室內污染情況，故空氣凈化器對房間空氣品質的改善不僅與凈化器本身性能有關，還與其使用情況相關。本文主要從空氣凈化器的使用情況著手，對空氣凈化器在辦公室內的使用進行了測試，對比不同情況下空氣凈化器對細顆粒物的凈化效果，分析如何使空氣凈化器更高效地達到凈化目的。

1 實驗對象

選取某一實際兩人辦公房間進行測試，辦公室布局如圖1 所示。房間內部尺寸為6.6 m× 3.6 m× 3 m，房間有兩張辦公桌，打印機擺放在辦公桌中間，房間頂部有兩臺吊扇。

圖1 辦公室布局圖

室內常用的空氣凈化器分為落地式與壁掛式兩種，考慮到室內布局，分別對落地式與壁掛式兩種凈化器進行了分析，設置了如圖2 所示4 種空氣凈化器的位置，A、B 為落地式凈化器擺放位置，C、D 為壁掛式凈化器安裝位置，在空氣凈化器運行時對室內人員呼吸區(qū)如圖3 所示a、b 兩點的細顆粒濃度進行實測。

圖2 空氣凈化器位置

圖3 測試點位置

落地式空氣凈化器如圖 4 所示，尺寸為 0.3 m×0.4 m×0 .5 m，上送側回，空氣凈化器以中強檔模式運行時風量為360 m3/ h，為該辦公室內允許的凈化器最大風量，凈化器送風口為 0.4 m×0 .1 m，送風速度2.5 m/s，壁掛式空氣凈化器的尺寸為 0.66 m×0 .18 m×0.22 m，下送上回，壁掛高度 2.2 m，其主要運行參數（送風口大小、送風速度）與落地式空氣凈化器一致。使用手持式PM2.5 檢測儀進行顆粒濃度測試。

圖4 落地式空氣凈化器

2 實驗步驟

1）對房間進行打掃凈化。為避免室內地面或壁面揚塵影響實驗結果，在初始場設置之前盡量將室內營造成一個潔凈室。打掃房間后封閉門窗，室內無顆粒散發(fā)源，將空氣凈化器置于房間中部進行室內凈化，當室內細顆粒濃度降低到某一值且穩(wěn)定不變時關閉空氣凈化器。

2）進行初始顆粒場設置。世界衛(wèi)生組織標準中PM2.5 年與日平均濃度限值分別設定為 35 μg/m3和75 μg/m3，為使室內 PM2.5 濃度符合標準規(guī)定值，當 PM2.5 濃度達到75 μg/m3時需采取凈化措施，即室內細顆粒濃度達到75 μg/m3時開啟空氣凈化器，由此實驗將室內初始細顆粒濃度控制在75 μg/m3。在房間中部點燃蚊香，開啟風扇（使室內顆粒濃度場盡量均勻），15 分鐘后熄滅蚊香，停止風扇，靜待五分鐘使室內細顆粒濃度場穩(wěn)定在75 μg/m3左右。

3）打印機關閉的情況下，記錄空氣凈化器在如圖2 所示不同位置下運行時人員呼吸區(qū)細顆粒的濃度變化。打印機處于關閉狀態(tài)，在室內初始場設置完成的基礎上，將空氣凈化器置于 A 處運行，以空氣凈化器開啟時刻起，每五分鐘記錄一次 a、b 兩點的 PM2.5 數值，得到空氣凈化器在 A 處時a、b 兩點的細顆粒濃度隨凈化時間的變化情況。同以上操作，分別得到空氣凈化器在其余3 處時a、b 兩點的細顆粒濃度隨凈化時間的變化情況。

4）打印機運行的情況下，記錄空氣凈化器在如圖2 所示不同位置下運行時人員呼吸區(qū)細顆粒的濃度變化。在室內初始場設置完成的基礎上，將空氣凈化器置于 A 處，同時開啟打印機與空氣凈化器，以空氣凈化器開啟時刻起，每五分鐘記錄一次 a、b 兩點的PM2.5 數值，得到空氣凈化器在 A 處時 a、b 兩點的細顆粒濃度隨凈化時間的變化情況。同以上操作，分別得到空氣凈化器在其余3 處時a、b 兩點的細顆粒濃度隨凈化時間的變化情況。

3 實驗結果

由以上實驗得到不同情況下 a、b 兩點的濃度如表1、2 所示：

表1 打印機關閉下空氣凈化器在不同位置下測試點的濃度/μg/m3

表2 打印機運行下空氣凈化器在不同位置下測試點的濃度/μg/m3

由以上實驗數據，繪制圖 5、6 所示打印機不同工作狀態(tài)下室內人員呼吸區(qū)細顆粒濃度隨凈化時間的變化曲線圖，計算得到表 3 所示凈化30 min 后細顆粒濃度的下降率。

圖5 打印機關閉狀態(tài)下細顆粒濃度隨凈化時間的變化曲線圖

圖6 打印機運行狀態(tài)下細顆粒濃度隨凈化時間的變化曲線圖

表3 30min 不同工況下顆粒濃度下降情況

由以上顆粒濃度下降曲線圖及下降率得出，在打印機關閉下，空氣凈化器在A 處時細顆粒濃度下降最快，在 D 處下降最慢，按下降率高低順序排列為 A＞B＞C＞D。在打印機開啟下，空氣凈化器在 A 處時顆粒濃度下降最快，在 D 處下降最慢，按下降率高低順序排列為A＞C＞B＞D。由此可得，空氣凈化器在A處最佳，在 D 處最差。

對比表 3 中打印機不同狀態(tài)下的細顆粒下降率，可知打印機開啟時a、b 兩點細顆粒下降率均比打印機關閉時低，即在打印機開啟時人員呼吸區(qū)的細顆粒濃度比打印機關閉時高，可得出打印機工作產生的細顆粒對人員呼吸區(qū)域造成了一定的污染。

4 結論

為研究空氣凈化器對辦公環(huán)境內細顆粒的凈化效果，本文以某實際兩人辦公室為例，分別對打印機不同工作狀態(tài)下空氣凈化器在不同位置時人員呼吸處的細顆粒濃度變化進行了實測，分析人員呼吸處細顆粒濃度的變化情況，得出以下結論：

1）空氣凈化器在辦公桌旁（A 處）對人員呼吸處細顆粒的凈化效果最佳，空氣凈化器在角落處（D 處）對人員呼吸處細顆粒的凈化效果最差。

2）當打印機擺放在辦公桌上時，打印機工作產生的細顆粒會對人員呼吸區(qū)域造成污染。