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VOC传感器如何进行IAQ监测

日期:2019-04-19 08:15
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摘要:
    目前,商业建筑物的专业营运方一般利用一、两类空气品质数据来控制通风和空气过滤系统的运作。*常见的是,他们使用单一气体——通常是二氧化碳(CO2)进行优良测量。他们也会参考居住者对空气品质的主观判断。

    因为人类呼出CO2,所以有人在的房间里,CO2浓度随时间的推移而增加是正常的,因此,在没有足够通风的情况下,房间中的人越多,CO2浓度就越高。

    室内空气中CO2浓度过高会让人有“闷”的感觉,想打瞌睡、精神不集中,而且无法有效决策。因此,现在配备CO2传感器的商业建筑物管理系统,就可以根据测得的CO2浓度调节、过滤和/或者通风设备的运作。目的在于保持室内空气新鲜舒适,同时降低热交换率,因为人为加热或冷却空气的作法,既浪费金钱又耗费了能源。

    事实上,CO2浓度是代表某一空间中人员密度的适当方式。而且由于人类会生产VOC和CO2——在科学上称之为“生物排放”,现在的建筑物营运方通常认为配置了调节CO2浓度功能的空调设备也能充分调节室内空气中多种VOC的浓度。

    实际的考虑因素支持了这种假设。CO2传感器元件经过多年发展,封装、价格和功耗特性已经非常具有吸引力,足以确保其能整合至主流建筑物自动化设备的电路板中。

    直到*近,可选的VOC浓度测量方法还相当有限。有一些测量和分析悬浮于空气中VOC的方法,包括光电离、火焰电离、比色管和波长吸收等是比较轻便的方法。而在实验室中,倾向于结合使用气相层析与质谱(称为GC-MS)的方法。

    然而,这些方法并不适合用于紧凑、本地化、低功率的空气品质传感设备,因为他们不是体积太大就是功耗太高。

    这就是为什么推出新一代金属氧化物VOC传感器的原因,现在它可提供表面贴装IC型封装,功率只有毫瓦级,对于IAQ监测领域来说非常令人期待。这些低成本、紧凑型的低功耗VOC传感器件很容易整合于灯具、空调、风扇以及风扇远端控制装置等日常用品——甚至是手机中。分散式的本地VOC传感是切实可行的,而且也是发展趋势之一。
    因此,空调设备使用者应重新考虑他们是否还只是依赖于CO2数据。事实上,VOC浓度不会随着CO2浓度的变化而上升和下降,主要有两个原因:

    首先,并不是所有的VOC都是由人产生的;其次,人类产生CO2的速率是持续的,而且在不活动时一般会相当稳定。然而,人类产生VOC是波动,例如在饭后一段时间内会上升。

    根据美国国家标准技术研究所(NIST)建筑物和消防研究实验室的报告指出:“许多污染源并非仅来自居住者,还包括建材的排放物,以及从户外进入建筑物的污染物等。CO2浓度并不能提供与居住者无关的释放源所排放的污染物浓度等数据。”

    例如,在只有一个人的房间中,二氧化碳传感器记录到室内空气中的CO2浓度较低,但*近重新安装了新家居和地毯,还用黏胶在房间的墙壁和地板上黏贴了一些固定装置。在这种情况下,房间中的空调设备通常被配置为在此环境下提供*小通风量,导致唯壹的居住者呼吸大量的悬浮VOC。

    室内空气中高浓度的VOC传感器显着影响到居住者的舒适感。CO2是无味的,但VOC气味很重,而且(大部份VOC)令人不愉快。

    然而,空气中VOC的影响不仅仅是让人感到不舒服。美国国家环境保护局(EPA)网站列出了短期和长期的健康影响,指出这些影响可能与室内空气中的VOC有关。EPA指出的这些影响包括: 眼睛、鼻子和喉咙有刺激感 ;**、失去协调和恶心;损害肝、肾,以及**神经系统;一些有机物会导致动物癌症;有些甚至被怀疑或已知会导致人类癌症。 

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