教室采暖期內空氣中的溫度、濕度、二氧化碳濃度等進行了現(xiàn)場測試和調查，選出具有代表性的樣本，并對所采集樣本進行了計算與分析，得出了影響其空氣品質的主要原因是二氧化碳濃度的超標，換氣次數(shù)的不足以及教室人數(shù)的超員，并提出解決辦法。本文的重點在于實驗和樣本分析的過程及方法，用數(shù)據(jù)說明該如何改善教室的空氣品質，并指出改善后達到的較理想狀態(tài)，從而為提供良好的學習環(huán)境，*終達到良好的教學效果。

1 前言

中小學生教室室內空氣品質（IAQ）一直備受關注，為此，國家頒布了《中小學校教室換氣衛(wèi)生標準》（GB/T 17226-1998），大學生教室室內空氣品質同樣重要，大學生在校生活的很多時間是在教室內度過，但目前尚沒有針對大學生教室的衛(wèi)生標準。因此，本文以下所做分析均以GB/T 17226-1998及《室內空氣品質標準》GB/T 18883-2002為依據(jù)。引起室內空氣品質惡化的原因主要有兩類：一類是空氣中的污染物；另一類是空氣的溫、濕度，換氣次數(shù)。為了解大學教室中在上課期間的空氣品質，筆者對某大學的教室進行了空氣中二氧化碳濃度
濃度的實地測試。被測教室位于某教學樓五層（頂層），此教室的物理模型

另外，該教室附近無明顯污染源；近三年之內沒有進行過室內裝修及桌椅的更換；教室座位數(shù)為129座；五扇普通單層玻璃鋼窗，對開式，尺寸為234cm×170cm，窗縫總長度64.5m；兩個普通木門，對開式，尺寸為238cm×120cm。

2  二氧化碳的讀到監(jiān)測測試儀器及測試系統(tǒng)

研究資料表明室內的污染物有上百種，有的濃度很低，不會影響人類的工作和學習，就此教室而言，主要檢測其中的二氧化碳濃度。所用設備為EC9820型二氧化碳在線分析儀，如圖2所示。

SenseAIR產(chǎn)的K30二氧化碳傳感器模塊，采用非分散紅外相關（GFC）光學測量技術，可**、穩(wěn)定地測量二氧化碳濃度，使CO和H2O的干擾降到*小。為保證測試數(shù)據(jù)的準確性，在測試前，儀器穩(wěn)定工作后，分別使用NO氣體和濃度為2890ppm的CO2標準氣對儀器進行了標定。

儀器主要技術參數(shù)見表1。

表1 技術參數(shù)表

量程顯示	自動量程0—5000ppm，分辨率0.1ppm
模擬輸出	從0 - 100ppm，至0 - 3000ppm 0—滿量程；給出0%，5%，及10%的補償。為用戶確定的2個滿量程值之間自動量程
噪聲（在零點時）	0.1%濃度讀數(shù)
*低檢測限	2ppm或0.2%
零 漂	固定溫度時取決于時間，24小時：≤10ppm  30天：≤10ppm
溫度變化	每度0.2%
標 漂	溫度變化每度0.2%，24小時：0.5%濃度讀數(shù) 30 天：0.5%濃度讀數(shù)
滯后時間	< 20秒
上升/下降時間	95%*終讀數(shù) < 60秒（1slpm），使用卡爾曼活性過濾器
精 度	3000ppm量程時 10ppm或1%濃度讀數(shù)
采樣流速	1slpm – 零氣流向零氣口需加大到2slpm
零 氣	供給儀器的零氣（無CO2）流速10—15psi，0.5slpm
樣氣壓力	壓力變化5%， <1%讀數(shù)變化
使用溫度	5 - 40℃
相對濕度	10 - 80%，無冷凝
干擾頻率	H2O及CO幾乎無干擾

根據(jù)《室內空氣品質標準》GB/T 18883-2002中的規(guī)定：采點的數(shù)量根據(jù)檢測室內面積大小和現(xiàn)場的情況而定，以期能正確反應室內污染物的水平。原則上小于50m2的房間應設1~3個點；50~100 m2的房間設3~5個點；100m2以上的至少設5個點。被測教室面積大于100 m2，因此選擇五個采集點，在房間對角線上均勻布置。采點避開通風口，離墻壁距離應大于0.5m。采點的高度原則上與人的呼吸帶高度相一致。教室內部的管路布置如下，如圖3所示。采樣點距地面的相對高度為1.5m。

圖3 教室內部的管路布置圖

管路共裝有5個針型閥，用以調節(jié)5個測點的流量，使各測點流量達到一致。測試系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 管路示意圖

運用連續(xù)測量方式，每天的測量時間是：7:30-12:00，每隔5分鐘記錄一次數(shù)據(jù)。為進行溫、濕度的測試，在教室中安裝了溫濕度自記儀。

3 二氧化碳濃度監(jiān)測的測試數(shù)據(jù)。

 因為教室三年之內無裝修工程，墻面、桌椅等均較舊，所以甲醛等一系列由裝修導致

的化學污染物可忽略不計。教室安排的上課時間見表2。

表2 作息時間表

	**節(jié)	**節(jié)	第三節(jié)	第四節(jié)
時間	8：00-8：40	8：45-9：35	9：55-10：40	10：45-11：30

3.1 二氧化碳濃度的監(jiān)測

測試過程中，室外的二氧化碳濃度平均值為726ppm。

下面列舉四種狀態(tài)的數(shù)據(jù)：教室滿座率分別為：0.18，0.5， 0.91時的數(shù)據(jù)(圖4)，以及一組較理想的數(shù)據(jù)(圖5)。超出3000ppm的數(shù)據(jù)無法保證其正確性。由于測試時間位于采暖季，因此，測試時教室門窗均處于關閉狀態(tài)。課間休息時，教室門全部開啟，但窗戶仍處于關閉狀態(tài)。

數(shù)據(jù)1：滿座率為0.18；室外風速：微風。

數(shù)據(jù)2：滿座率為0.5；室外風速：微風。

數(shù)據(jù)3：滿座率為0.91；室外風速：5-6級。

在此基礎上，又進行了數(shù)據(jù)4的實測： 

數(shù)據(jù)4：滿座率為0.88，室外風速：3-4級，課間保持前后門開啟，課上只開后門。

圖5 數(shù)據(jù)1，2，3二氧化碳濃度的監(jiān)測圖
                              圖6 數(shù)據(jù)4二氧化碳濃度圖

3.2  教室中溫濕度測試數(shù)據(jù)見表3和圖7：

表3 溫濕度數(shù)據(jù)表

溫度*大值	23.9℃	濕度*大值	37%
溫度*小值	19.8℃	濕度*小值	17%
溫度平均值	21.0℃	濕度平均值	24%

圖7 溫濕度樣本圖

《室內空氣品質標準》GB/T 18883-2002中規(guī)定：冬季采暖期室內溫度標準值為16℃~24℃；濕度標準值為30%~60%，由此可知，上述實驗數(shù)據(jù)均在《室內空氣品質標準》的控制范圍之內，毋需改善。

4 二氧化碳濃度的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

根據(jù)《室內空氣品質標準》GB/T 18883-2002，室內二氧化碳的允許濃度為0.10%，即1000PPM；根據(jù)《中小學教室換氣衛(wèi)生標準》GB/T 17226-1998教室內空氣中二氧化碳*高容許濃度為0.15％，即1500ppm。根據(jù)以上測試數(shù)據(jù)及相關標準可以看出：

4.1 室外環(huán)境的影響。

數(shù)據(jù)1、2、3分別在9:00、7:50、7:55之后二氧化碳濃度超標，但滿座率*高的數(shù)據(jù)3卻不是*早超標的，其原因在于測量數(shù)據(jù)3時，室外恰為風沙天氣，室外大風引起窗縫滲透作用加強，從而導致該數(shù)據(jù)超標時間延遲。由此可見：室內二氧化碳的濃度不僅跟室內人員密度、門窗的開啟程度有關，而且與室外的天氣狀況也有很大關系，室外風速為其中*主要的影響因素。

4.2 課間。

小課間時間為：8:40~8:45；10:40~10:45，大課間時間為：9:35~9:55。

數(shù)據(jù)2、3中，小課間的濃度平均下降速度分別為：27.8ppm/min、340.3ppm/min，大課間的濃度平均下降速度分別為：22.4ppm/min、175.9ppm/min。由此可知，無論小課間還是大課間，數(shù)據(jù)3中二氧化碳濃度的平均下降速度均比數(shù)據(jù)2快得多，究其原因，是由于數(shù)據(jù)3室外有大風。因此，室外風速是影響室內二氧化碳濃度下降速度的主要因素。

4.3 課后（11:30以后）。

因為室外二氧化碳濃度監(jiān)測較高，所以教室內二氧化碳濃度下降很慢，對于數(shù)據(jù)1，因下課后關閉門窗，故到12:00濃度未下降到標準以下；對于數(shù)據(jù)2、3，下課后開啟前后門，數(shù)據(jù)2下降到標準以下的時間是11:40；而對于數(shù)據(jù)3，雖然當天室外風速較高，12:00時仍沒有回落到標準以下，這是由于人員過多，導致二氧化碳濃度過高的緣故。

4.4 換氣次數(shù)的計算。

利用氣體衰減法的換氣次數(shù)公式（《中小學教室換氣衛(wèi)生標準》GB/T 17226-1998）如下：

                               (1)

　　式中：E——每小時換氣次數(shù)；

　　　　　K1——試驗開始室內空氣二氧化碳濃度；

　　　　　K2——試驗終了室內空氣二氧化碳濃度；

　　　　　K0——室外空氣二氧化碳濃度。

此公式的適用條件是：一般在無風(室外風速0.5m/s以下)天氣進行。在課業(yè)結束時師生全部退出后，利用教室中蓄積的二氧化碳氣或人工放出二氧化碳，按一定時間(15min、30min、45min)測定開放氣窗(或關閉氣窗)前后室內空氣中二氧化碳的濃度，計算出教室換氣次數(shù)。

因此，選擇數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2進行換氣次數(shù)的計算，選擇數(shù)據(jù)1（關閉前后門）、數(shù)據(jù)2（開啟前后門）中11:30~12:00時段，可得二者的換氣次數(shù)分別為：0.62；3.45。根據(jù)《中小學教室換氣衛(wèi)生標準》GB/T 17226-1998之規(guī)定：中學教室換氣次數(shù)不得低于4次。所以開啟前后門時，其換氣次數(shù)與《中小學教室換氣衛(wèi)生標準》的規(guī)定很接近，因此可有如下結論：未安裝或無條件安裝通風系統(tǒng)的教室，若保持前后門開啟，則可基本滿足換氣要求。

4.5 滿座率。

從前三組數(shù)據(jù)整體來看，滿座率越高的狀態(tài)二氧化碳濃度也越高，升高較快，下降較慢。因此人員滿座率也是影響二氧化碳濃度的重要因素。