长沙市商场热湿环境及空气中二氧化碳浓度实测分析

1长沙市商场热湿环境及空气中二氧化碳浓度实测分析杨昌智李文菁吴晓燕摘要：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0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2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3（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%34.50.12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4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5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456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.EnergyEnvironment.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）：718-20