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负离子技术对地铁站环境改善效果的研究

信息采集:欧冠冠名万博app    发布时间:2017-07-13    点击数:载入中...
摘要:在三个典型空调运行季节对上海徐家汇地铁站环境使用负离子技术前后人流高峰期的污染物与人流量进行了监测,研究了负离子技术对地铁站台、站厅环境的改善效果。着重分析了负离子技术的特性,评价了其与人流量、气流分布相关的净化效应,探讨了负离子在地铁站台、站厅应用的可行性。

    地铁站客流量很大,大的车站每天可达 12~13 万人次。地铁站是相对封闭的特殊环境,自然通风不足,不利于空气中污染物的稀释与排放;地铁站是人流集散中心,人群密集、流动性大,易引起流行性疾病传播。特别是那些老的地铁站,现实际人流量已远远超过设计人流量,使得这些车站的站台、站厅的空气质量问题尤为突出。加上车站的空气处理机组中的空气过滤器效率偏低,机组老化,空调系统积尘,站台与站厅的送风口多已发黑。众多文献给出的检测结果表明,地铁站内空气质量大多不佳。如何改善车站内空气质量已成为一个迫在眉睫的问题。改善室内空气质量的传统做法是通过提高空气过滤效果,将室内不良颗粒污染物从高浓度降低至可接受水平。尽管空气过滤是一项十分有效的措施,但是过滤器效率越高,阻力越大,使得空调通风系统压头高、能耗大、噪声难以控制。而且过滤器运行中不断增长的阻力以及过滤器积尘后需及时清洗、更换,维修工作量较大,往往成为运行管理人员的负担。如果过滤器积尘后又受潮,会给微生物滋长提供潜在条件,增大运行期间生物污染的风险。因此地铁站设计、运行管理人员一直在寻求其他净化措施。国际标准 ISO16814 提出了改善室内空气质量的措施,除空气过滤手段外,还有静电除尘、活性炭吸附、光电催化、负离子技术等其他改善措施。

图一地铁站台、站厅风口分布示意图

图 3 PM10 与人流量曲线

负离子装置开启状态下悬浮菌浓度与人流量的动态变化过程见图 4,由此可得出:图 4 悬浮菌浓度与人流量曲线

图 5 三个典型的运行季节高峰时段 PM10 质量浓度平均值由图 5 可以得出:

三个典型的空调运行季节的悬浮菌水平在冬季、过渡季和夏季三个空调运行季节中分别对地铁站台、站厅人流高峰期间的悬浮菌浓度进行了全面测试,在负离子装置开启和关闭两种状态下的平均浓度对比见图 6 和图 7。由图 6 与图 7 可以得出:



结论
    鉴于负离子作用是一个过程,负离子效应受到许多因素的影响,因此不能用空气过滤器效率的方法来评价。在徐家汇地铁站台、站厅内一年三个典型空调运行季节对负离子效应进行了现场考核,经对现场监测与测试数据的统计分析,可得出如下主要结论:
 
1)可吸入颗粒物 PM10 和悬浮菌浓度与人流量正相关,但是两者峰值存在一定的延迟,根据测试结果分析,PM10 质量浓度的峰值点比人流量峰值点延迟 15~30min。

2)负离子的作用效应是一个过程,因此对降低 PM10、悬浮菌浓度有滞后性。但悬浮菌浓度的滞后性小于 PM10。采用负离子技术时应对此有相应的动态控制对策。

3)检测结果表明负离子技术能有效降低可吸入颗粒物 PM10 和悬浮菌浓度,即使随着人流量增大,负离子技术仍能有效地抑制 PM10 和悬浮菌的浓度,将其控制在相关标准要求的范围内。

4)尽管本案例的尘埃计数浓度不能定量反映负离子净化效果,但能定性反映出负离子技术可有效凝并小粒径颗粒物,导致大粒径颗粒物的计数浓度呈上升趋势,对粒径范围在 0.3~0.5μm 和 0.5~1μm 内的可吸入颗粒物的凝并效果尤为显著。可改善人呼吸到的空气质量,有利健康。

5)负离子净化装置对室内轻微活动的人员有一定的生物效应,可降低人的 CO2 呼出量。但站台内人流量大、行走速度快、滞留时间短,检测结果表明负离子净化装置对降低地铁站台、站厅内 CO2 浓度的效果不明显。

6)本案例表明,在 PM10 本底浓度越高、负离子作用越充分的情况下,负离子净化效果越好,残留在空气中的负离子浓度越低,因此较适合有人流高峰的场合。总之,对于送风系统来说,负离子技术是一项有效的降尘抑菌技术,对改善地铁环境有正面效应。尽管徐家汇地铁站台的人流量已经大大超过了设计量,而且人流量在全国地铁站台中也名列前茅,但是本课题的研究还是证实了负离子技术对站台环境空气质量的改善效果。说明负离子技术应用在这种人流量大、污染物发生量变化大、开放性的场所是合适的。开放性的场所是合适的。如能从负离子净化装置的技术特性出发,改进送风系统与气流分布,切实做到动态控制负离子发生量,则可在地铁站台、站厅的环境控制上取得更好的效果。

 

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