學校新風系統標準、指標和專家建議
除了導致國內學校停課的霧霾天氣和環境污染問題,學校面臨著更可怕的困擾:室內缺氧和二氧化碳濃度超標。為了維護師生的健康,國內許多學校已經開始安裝新風凈化系統。中國在“藍天保衛戰”已達到了讓全世界吃驚的成績,但學生們的健康還是需要多增加一層保護措施。在缺乏明確的國家標準的情況下,學校新風系統的指標還處于磨合階段。那么,什么樣的新風系統才能夠在教室里有效解決室內缺氧和空氣污染問題?
政府新政策決定了學校對新風系統的需求
空氣污染治理措施的應用和推廣是我國近五年的主要新政策。2013年,國務院頒發的《大氣十條》 確定了大氣污染治理的十條措施,2018年制定的《三年行動計劃》明確了中國環境保護和大氣治理的方向。兩條政策讓中國在大氣污染防治領域取得了突破性的進展,同時進一步提高了大眾對空氣污染問題的關注度。
雖然最近空氣質量比2015、2016年好了一些,但每年還是有幾天霧霾天氣導致學校不得不停課。況且出現輕、中度污染的時候,學生們在沒有安裝新風系統的學校里沒有得到有效的保護。隨著家長們對空氣污染的了解和健康意識的提高,越來越多的家長們關注教室內空氣質量,要求學校給孩子們提供一個安全呼吸環境。由于大部分家長們把新風凈化系統是為最有效的空氣治理方案, 不少家長支持在教室里安裝新風凈化系統,甚至愿意自己掏錢。
其實,教室內空氣污染最大元素并不是外界PM2.5,而是學生們自己呼出的二氧化碳。當室內二氧化碳的濃度超過了1500PPM時,人體會受到嚴重的不利影響,學生們的注意力開始不集中,精神疲勞,頭疼等等。世界衛生組織的報告指出,在歐洲學校的教室里,上午上課時間二氧化碳濃度容易超過3000PPM,下午上課時間二氧化碳濃度則容易超過4000PPM!
如果教室里的學生人數超過30名,此問題還更加嚴重。為了在上課時間不斷排出室內二氧化碳,且不讓學生們受室外噪音、環境污染和冷天氣的影響,很多城市的政府已經要求學校招標采購與安裝新風凈化系統。但在選擇合適的新風設備時,各個學校面臨著一個大難題:中國還缺乏明確的學校新風系統標準,各個城市的教育局自己決定新風系統指標。
私立學校也抓住了家長們對校園空氣質量的要求。不少私人學校和幼兒園已經把新風系統作為吸引家長的賣點。這樣的學校的吸引力已經不僅在于室內裝修、服務質量、對小朋友們的愛護和特殊態度,而且還有對小孩健康的保護。有的私立學校甚至把新風系統作為學校的核心優勢之一,把對小孩的健康保護的重視展示在自己的商標標識上。
學校空氣質量標準
中國學校教室的新風量有明確的指標。根據我國最新的國家標準GB/T17226-2017 “中小學校教室換氣衛生標準”,學校教室的新風量分別為:
小學≥20 m3/h·人,
初中≥25m3/h·人,
高中≥32m3/h·人。
按照我國室內空氣質量標準GBT-18883-2002,成人的新風需求為30立方米/小時。
另外,新標準規定教室內空氣中二氧化碳日平均最高容許濃度應不超過0.1%,即1000PPM。但實際上學生不是全天在教室上課的,我們假設學生每天上課8小時,上課時教室二氧化碳濃度平均為 2000PPM,最高峰甚至達4000PPM,不上課的時候濃度則很快降到500PPM,這樣的話教室日均二氧化碳濃度也可達到標準規定的1000PPM。為了保持健康的呼吸環境,有的專家建議,以上課期間教室二氧化碳濃度不低于0.15%(1500PPM)為準,這樣更為合理一些,而且也能確保符合國標。
但除了新風量要求,中國對學校新風系統還沒有制定具體要求,沒有明確的指標和標準。近幾年的學校新風系統招標對新風系統行業的標準化起到了很大的作用,比如,新風系統過濾裝置新國標在2018年出臺,已經明確了新風系統過濾效果標準及衡量方法。
但對于學校新風系統的應用新風量、空氣凈化效果、噪音、新風加熱方式等重要指標和功能,目前仍然沒有明確的標準。在這種情況下,各個專業的行業論壇從國家及行業相關的現行標準中選取了一些指標,作為嚴重霧霾天氣下改善當地中小學和幼兒園教室空氣質量的指標。
目前最常見的學校新風系統的指標推薦包括以下5個指數:
- 人均新風量應符合GB/T17226-2017指定指標;
- 細顆粒物PM2.5每小時平均值低于75微克/立方米;
- 上課時二氧化碳每小時平均值低于1500 PPM(保守規定日平均二氧化碳最高容許濃度不超過1000PPM);
- 新風系統運行最大功率時噪音低于50分貝;
- 新風系統的運行不應讓室內溫度低于GB/T-18883-2002指定的最低溫度(16攝氏度)
為了判斷這些標準合不合理,我們來單獨分析每一個指標,再看看它們互相有沒有矛盾。
剖析學校新風系統的指標
新風量指標?(人均新風量應符合GB/T17226-2017指定指標):假設一個教室里有30個初小學生,按照20立方米/小時/每人的指標,新風系統的送風量應達到600立方米/小時。初中、高中學生和人數高一些的教室對新風量需求高一些。此標準十分合理,能夠滿足這么大風量才能達到二氧化碳指標。
PM2.5指標(PM2.5每小時平均值低于75微克/立方米):有的人會覺得75立方米/小時的指標不夠好,在自己的家里不可能接受這么高的指數。但在霧霾大的時候,能夠在教室里保持該指標已經是很大的改進。
二氧化碳指標?(上課時間二氧化碳每小時平均值低于1500 PPM):首先,二氧化碳濃度一定要在上課時間統計,因為學生們下課之后室內二氧化碳濃度快速降低到500-700PPM。只有學生們在室內上課的時候,統計每小時平均二氧化碳濃度才有意義。1500PPM平均值雖然確實有點高,但比沒有新風系統的情況好很多了。
噪音指標?(新風系統運行最大功率時噪音低于50分貝):50分貝以上的噪音絕對會影響學生們上課,所以在最高檔速運行時,新風系統的噪音不能超過此指標。
室內溫度指標?(新風系統的運行不應讓室內溫度低于16攝氏度):按照GBT-18883-2002,冬天供暖期間,室內空氣要控制在16~24攝氏度。如果冬天室外空氣低于0度,新風系統的運行很可能讓室內溫度降低,導致小孩的健康受不利影響。每小時送入幾百立方米冰冷的空氣,確實很容易讓室內溫度低于國家標準。因此,各個專業論壇的建議是在華北地區新風系統必須要有電輔熱功能,確保送入的空氣加熱到舒適溫度。
哪種新風系統最適合安裝在學校?
安裝在教室里的新風設備必須能夠有效解決室內缺氧問題、降低二氧化碳濃度、長久降低室內PM2.5值、保持舒適的室內溫度,同時不產生影響學生們上課的噪音!這些要求很嚴格,因此學校選購合適的設備確實有難度。
- 中央新風系統:如果學校教室還沒有裝修,剛好可以安裝中央新風系統。此設備安裝在吊頂下面,主機和管道都可以隱藏起來,新風量可以達到要求,新風凈化方面也不用擔心,而且這種設備的噪聲并不高,監測出風口噪音水平只有30-36分貝。在冬天不是很寒冷的地區,熱交換芯能夠將送入的空氣溫度預熱到舒適溫度,而且天氣熱的時候能夠稍微降低送入的空氣溫度。吊頂式的校園新風系統按照具體需求可以安裝兩臺或多臺。此類設備的缺點是在華北地區天氣寒冷的時候無法控制新風溫度,容易造成冷氣流。另外,如果教室已經裝修好了,此類設備很難安裝。
2. 壁掛式新風系統:掛在墻上的新風機不占室內地面空間,而且可以在裝修好的教室里安裝。學生多的教室里可以安裝4臺設備,就可以滿足所有指標。另外, 壁掛式新風系統有一個明確的優勢:它冬天可以送入恒溫的空氣,不受室外天氣變化的影響。
在華北地區,送入的新風必須加熱。最理想的情況是學校新風系統自動保持新風的舒適溫度,不受室外氣溫變化的影響。學校新風系統絕對不應該將室內溫度降低到小孩無法承受的溫度,在通風換氣的時候不能讓學生們受到冷氣流的影響。建議使用帶智能升溫功能的電輔熱新風系統。
以遞安3S壁掛式新風系統為例,4臺小巧的設備能夠完美滿足以上所有要求。三臺新風機一起能夠送入640立方米/小時的新鮮空氣,有效過濾所有類型的污染物,在冬天能夠智能地加熱所有從外界送入的空氣,而且總成本才一萬多元(市場零售價格)。遞安3S新風機掛在墻上,在教室里不占空間,而且它的安裝十分簡單,僅需1小時。
校園新風系統的安裝
中央新風系統的安裝繁瑣,時間長,需要鋪設管道、安裝吊頂等等。但還沒有裝修的學校安裝大風量的中央新風系統還是有好處。更詳細請見中央新風系統安裝指南。
壁掛式新風系統安裝非常簡單,而且可以安裝在裝修好的教室里。無塵安裝的過程中不會破壞現有裝潢,而且不一定要在夏季放學的時候完成:正常上學的時候只要一個晚上時間,就可以完成整個樓層的工程。只要為每一臺新風設備在墻體上鉆一個通風孔,把設備懸掛,就可以在教室內享受新風了。一臺機器的安裝時間僅需30分鐘。
私人學校和幼兒園安裝新風機的時候,也得按照學生人數選擇機型和臺數。一般教室里會掛三到四臺機器,但一個小教室甚至可以掛一臺就足夠了。