進行非工業活動（辦公室、學校、住宅等）的建築物的主要功能之一是為居住者提供健康舒適的工作環境。 這種環境的質量在很大程度上取決於建築物的通風和氣候系統是否得到充分設計和維護以及是否正常運行。

因此，這些系統必須提供可接受的熱條件（溫度和濕度）和可接受的室內空氣質量。 換句話說，他們的目標應該是室外空氣與室內空氣的適當混合，並且應該採用能夠消除室內環境中發現的污染物的過濾和清潔系統。

自 XNUMX 世紀以來，人們就表達了清潔室外空氣對於室內空間健康所必需的觀點。 本傑明·富蘭克林認識到，如果通過打開窗戶讓房間自然通風，房間內的空氣會更健康。 提供大量室外空氣有助於降低結核病等疾病傳染風險的想法在 XNUMX 世紀流行起來。

1930 年代進行的研究表明，為了將人類生物性排泄物稀釋至不會因氣味引起不適的濃度，房間所需的新室外空氣量為每位住戶每小時 17 至 30 立方米。

在 62 年制定的第 1973 號標準中，美國供暖、製冷和空調工程師協會 (ASHRAE) 建議每個住戶每小時至少要吸入 34 立方米的室外空氣以控制氣味。 絕對最小值 8.5 m³/hr/occupant 建議防止二氧化碳超過 2,500 ppm，這是工業環境設定的暴露限值的一半。

同一個組織，在 90 年制定的第 1975 號標準中——在能源危機中——採用了上述絕對最小值，暫時擱置了更大的通風流量以稀釋煙草煙霧、生物廢氣等污染物的需要向前。

在其第 62 號標準 (1981) 中，ASHRAE 糾正了這一遺漏並將其建議確定為 34 m³/hr/occupant 對於允許吸煙的區域和 8.5 m³/hr/occupant 在禁止吸煙的區域。

ASHRAE 發布的最新標準，也是第 62 號 (1989)，規定最小高度為 25.5 m³/hr/occupant 用於佔用的室內空間，與是否允許吸煙無關。 它還建議當進入建築物的空氣在呼吸區沒有充分混合或建築物中存在異常污染源時，增加該值。

1992 年，歐洲共同體委員會公佈了其 建築物通風要求指南. 與現有的通風標準建議相比，本指南未指定應為給定空間提供的通風流量； 相反，它提供的建議是根據所需的室內空氣質量計算得出的。

現有的通風標準規定了每位住戶應提供的固定通風量。 新指南中顯示的趨勢表明，單靠體積計算並不能保證每種環境的室內空氣質量都很好。 這是出於三個根本原因。

首先，他們假設居住者是唯一的污染源。 最近的研究表明，除了居住者之外，其他污染源也應被視為可能的污染源。 例子包括家具、室內裝潢和通風系統本身。 第二個原因是，無論輸送到建築物中的空氣質量如何，這些標準都推薦相同數量的外部空氣。 第三個原因是他們沒有明確定義給定空間所需的室內空氣質量。 因此，建議未來的通風標準應基於以下三個前提：為要通風的空間選擇定義的空氣質量類別、佔用空間的污染物總負荷和可用的室外空氣質量.

感知的空氣質量

室內空氣質量可以定義為滿足人類需求和要求的程度。 基本上，一個空間的居住者對他們呼吸的空氣有兩個要求：感覺他們呼吸的空氣是新鮮的，而不是污穢、陳舊或刺激性的； 並知道呼吸這種空氣可能對健康造成的不良影響可以忽略不計。

人們普遍認為空間中空氣的質量程度更多地取決於空氣的成分，而不是空氣對居住者的影響。 因此，評估空氣質量似乎很容易，假設通過了解其成分可以確定其質量。 這種評估空氣質量的方法在工業環境中很有效，我們可以在工業環境中找到涉及或源自生產過程的化合物，並且存在用於評估濃度的測量設備和參考標準。 但是，此方法不適用於非工業環境。 非工業環境是可以找到數千種化學物質的地方，但濃度非常低，有時比建議的接觸限值低一千倍； 逐一評估這些物質會導致對該空氣質量的錯誤評估，並且空氣很可能被判斷為高質量。 但是還有一個缺失的方面需要考慮，那就是缺乏關於這數千種物質對人類的綜合影響的知識，這可能是空氣被認為是骯髒、陳舊的原因或刺激性。

得出的結論是，用於工業衛生的傳統方法不適用於定義呼吸被評估空氣的人類所感知的質量程度。 化學分析的替代方法是使用人作為測量設備來量化空氣污染，並聘請評委小組進行評估。

人類通過兩種感官感知空氣質量：嗅覺，位於鼻腔，對數十萬種氣味物質敏感；化學感，位於鼻子和眼睛的粘膜，對氣味敏感空氣中存在類似數量的刺激性物質。 正是這兩種感官的綜合反應決定了空氣的感知方式，並使受試者能夠判斷其質量是否可以接受。

奧爾夫單位

一 OLF （來自拉丁語 = 嗅覺) 是一個標准人的空氣污染物（生物流出物）排放率。 一個標准人是指在辦公室或類似的非工業工作場所工作的普通成年人，他們久坐不動且熱舒適，使用衛生標准設備達到 0.7 浴/天。 選擇來自人類的污染來定義該術語 OLF 原因有二：一是人排出的生物臭味是眾所周知的，二是關於這種生物臭味引起不滿的數據很多。

任何其他污染源都可以表示為引起與正在評估的污染源相同數量的不滿意所需的標准人數 (olfs)。

圖 1 描繪了一條定義 olf 的曲線。 這條曲線顯示了一個標准人（1 olf）產生的污染在不同的通風率下是如何被感知的，並允許計算不滿意的人的比率——換句話說，那些在剛過後就會認為空氣質量不可接受的人他們進了房間。 該曲線基於不同的歐洲研究，其中 168 人判斷被 XNUMX 多人（包括男性和女性）污染的空氣質量被認為是標準的。 在北美和日本進行的類似研究顯示與歐洲數據高度相關。

圖 1. Olf 定義曲線

十元單位

空氣中污染的濃度取決於污染源及其因通風而稀釋。 感知到的空氣污染被定義為人類生物排泄物的濃度，它會引起與正在評估的污染空氣濃度相同的不適或不滿。 一 十元 （來自拉丁語 污染) 是一個標准人 (1 olf) 在未受污染空氣的通風率為 10 升/秒時造成的污染，因此我們可以寫

1 decipol = 0.1 olf/(升/秒)

圖 2 源自與上圖相同的數據，顯示了感知空氣質量之間的關係，以不滿意的個人百分比和分位數表示。

圖 2. 空氣感知質量之間的關係，以不滿意的個人百分比和分位數表示

為了從舒適的角度確定所需的通風率，選擇給定空間所需的空氣質量等級至關重要。 表 1 提出了三個質量類別或級別，它們來自圖 1 和圖 2。每個級別對應一定比例的不滿意的人。 一層或另一層的選擇主要取決於空間的用途和經濟考慮。

表 1. 室內空氣質量等級

¹ 假設室外空氣乾淨，通風系統的效率等於一。

資料來源：CEC 1992。

如上所述，數據是評委們進行的實驗的結果，但重要的是要記住，空氣中發現的一些可能危險的物質（致癌化合物、微生物和放射性物質，對於例如）不能被感官識別，並且其他污染物的感官影響與其毒性沒有定量關係。

污染源

如前所述，當今通風標準的缺點之一是它們僅將居住者視為污染源，而人們認識到未來的標準應該考慮所有可能的污染源。 除了居住者及其活動（包括他們可能吸煙的可能性）之外，還有其他污染源對空氣污染有重大貢獻。 示例包括家具、室內裝潢和地毯、建築材料、用於裝飾的產品、清潔產品和通風系統本身。

決定給定空間中空氣污染負荷的是所有這些污染源的組合。 這種負荷可以表示為化學污染或用 olfs 表示的感官污染。 後者綜合了人類感知到的幾種化學物質的作用。

化學負荷

由給定材料發出的污染可以表示為每種化學物質的排放率。 化學污染總負荷按所有污染源相加計算，單位為微克每秒（μg/s）。

實際上，可能很難計算污染負荷，因為通常很少有關於許多常用材料排放率的數據。

感覺負荷

感官感知的污染負荷是由那些對感知空氣質量有影響的污染源造成的。 這種感覺負荷的給定值可以通過將給定空間中存在的不同污染源的所有 olfs 相加來計算。 與之前的案例一樣，關於每平方米 olfs (olfs/m²) 的許多材料。 因此，事實證明，估計整個建築物（包括居住者、家具和通風系統）的感官負荷更為實用。

表 2 顯示了建築物的居住者在進行不同類型的活動時所產生的污染負荷，作為吸煙者和不吸煙者的比例，以及各種化合物的產生，如二氧化碳 (CO₂)、一氧化碳 (CO) 和水蒸氣。 表 3 顯示了不同類型空間的典型入住率的一些示例。 最後，能夠 4 反映了在不同建築物中發現的感官負荷（以每平方米 olfs 為單位）的結果。

表 2. 建築物居住者造成的污染

¹ 1 met 是久坐不動的人在休息時的代謝率（1 met = 58 W/m² 皮膚表面）。
² 每個吸煙者平均消費 1.2 支香煙/小時。 平均排放率，每支香煙 44 毫升二氧化碳。
³ 來自煙草煙霧。
⁴ 適用於接近熱中性的人群。

資料來源：CEC 1992。

表 3. 不同建築物的佔用程度示例

資料來源：CEC 1992。

表 4. 建築物造成的污染

¹ 在 24 個機械通風辦公室獲得的數據。
² 在 6 所機械通風學校獲得的數據。
³ 在 9 個機械通風的兒童保育中心獲得的數據。
⁴ 在 5 個機械通風的劇院中獲得的數據。
⁵ 新建築應達到的目標。

資料來源：CEC 1992。

室外空氣質量

另一個前提是可用室外空氣的質量，它完善了創建未來通風標準所需的輸入。 某些物質的建議暴露值，包括內部和外部空間，出現在出版物中 歐洲空氣質量指南 世界衛生組織 (1987)。

表 5 顯示了可感知的室外空氣質量水平，以及在室外發現的幾種典型化學污染物的濃度。

表 5. 室外空氣質量等級

¹ 感知空氣質量的值是每日平均值。
² 污染物的值對應於年平均濃度。

資料來源：CEC 1992。

應該記住，在許多情況下，室外空氣質量可能比表中或 WHO 指南中指示的水平更差。 在這種情況下，空氣在被輸送到佔用空間之前需要進行清潔。

通風系統的效率

影響給定空間通風要求計算的另一個重要因素是通風效率（E_v), 定義為抽取空氣中污染物濃度 (C_e) 和呼吸區的濃度 (C_b).

E_v = C._e/C_b

通風效率取決於空氣的分佈和給定空間中污染源的位置。 如果空氣與污染物完全混合，則通風效率等於XNUMX； 如果呼吸區的空氣質量比抽取的空氣質量好，則效率大於 XNUMX，並且可以通過較低的通風率獲得所需的空氣質量。 另一方面，如果通風效率小於 XNUMX，或者換句話說，如果呼吸區的空氣質量不如抽取的空氣質量，則需要更大的通風率。

在計算通風效率時，將空間劃分為兩個區域很有用，一個區域輸送空氣，另一個區域包括房間的其餘部分。 對於按混合原理工作的通風系統，輸送空氣的區域通常位於呼吸區上方，當混合充分到兩個區域合二為一時，達到最佳條件。 對於按置換原理工作的通風系統，空氣是在有人的區域供應的，抽氣區通常在頭頂； 當兩個區域之間的混合最少時，這里達到了最佳條件。

因此，通風效率是供氣和抽氣元件的位置和特性以及污染源的位置和特性的函數。 此外，它還是溫度和供氣量的函數。 可以通過數值模擬或測量來計算通風系統的效率。 當數據不可用時，圖 3 中的值可用於不同的通風系統。 這些參考值考慮了空氣分佈的影響，但沒有考慮污染源的位置，而是假設它們在整個通風空間內均勻分佈。

圖 3 不同通風原理下呼吸區通風效果

計算通風要求

圖 4 顯示了用於從舒適度和保護健康的角度計算通風要求的方程式。

圖 4. 計算通風要求的公式

舒適的通風要求

計算舒適度要求的第一步是確定人們希望為通風空間獲得的室內空氣質量水平（見表 1），並估計可用的室外空氣質量（見表 5）。

下一步包括估計感官負荷，使用表 8、9 和 10 根據居住者及其活動、建築物類型和按平方米表面積的佔用水平選擇負荷。 通過將所有數據相加獲得總值。

根據通風系統的工作原理並使用圖 9，可以估算通風效率。 應用圖 1 中的等式 (9) 將得出所需通風量的值。

衛生防護的通風要求

一種與上述類似的程序，但使用圖 2 中的等式 (3)，將提供預防健康問題所需的通風流量值。 要計算此值，有必要確定建議控制的一種物質或一組關鍵化學物質，並估計它們在空氣中的濃度； 考慮到污染物的影響和您希望保護的居住者（例如兒童或老人）的敏感性，還必須考慮到不同的評估標準。

不幸的是，由於缺乏有關進入計算的某些變量的信息，例如污染物排放率（G)、室內空間評價標準(C_v） 和別的。

在現場進行的研究表明，在需要通風以達到舒適條件的空間中，化學物質的濃度很低。 然而，這些空間可能包含危險的污染源。 在這些情況下，最好的策略是消除、替代或控制污染源，而不是通過全面通風來稀釋污染物。

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