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室內空氣品質與建築節能之研究IAQ&POWER
指導教授:胡子陵 研究生： 郭政明 學號：E
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大綱 序論 文獻回顧 室內空氣品質Indoor Air Quality 電力Power 結論
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序論 室內空氣品質Indoor Air Quality 以往我們先注意戶外空氣污染 近年愈來愈多的注意力放在「室內空氣品質IAQ 」。
不用冷媒-不破壞大氣臭氧層 無壓縮機-省設備費用及負瓦數 廢熱回收-資源再利用 能源開發-太陽能空調 無污染-綠色節能產品
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序論 病態大樓症候群(Sick Building Syndrome, SBS)之介紹 通常發生在空調大廈。
病徵，包括暈眩、頭痛、喉嚨乾涸、眼睛刺痛、咳嗽、氣喘、皮膚感敏及乾燥等。 因建築物內空氣污染導致人體異常症狀。 下班離開辦公室或放假時，不適自然消失。
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序論 學校之實例 日本的元加賀小學，2003/4學校改建、重新裝修後，嶄新的校舍竟變成「令人致病的教室」，教室空氣充滿裝潢與殺菌的化學物質。
日本「生活與自治」月刊169號 主婦聯盟會訊第191期 (2003年12月)黃月嬌, 讓孩子免於污染的環境
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序論 室內空氣污染 室內環境污染造成兒童健康傷害主要有五項: 誘發兒童血液性疾病 增加兒童哮喘病發病率 造成新生兒先天性異常
引發新生兒心臟病 降低兒童智力。 (2003/8/22中國室內裝飾協會環境監測中心)
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序論_室內空氣法規 國內環保署曾於1999委託成大評估室內空氣品質標準並提出建議草案，內政部建築研究所研究的綠建築指標中2003加上室內環境指標: 音環境。 光環境。 通風換氣。 室內建材裝修。 除此之外政府並無動作。
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序論_美國EPA的學校室內空氣品質計劃
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序論 室內污染源 室外污染空氣 室內燃燒源 家具及建材 電子電器 消費性產品 生物污染物 通風不良 放射性物質
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室內污染源 都市的空氣污染很容易進到室內，甚至在室內累積污染濃度。
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室內污染源(續) 交通工具的無機空氣污染物(SO2, NOx)進到室內後不易分解去除。
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室內污染源(續)_空氣污染物 固體: 懸浮微粒(PM) 氣體:
無機氣體:二氧化硫(SO2)、二氧化氮 (NO2)、 一 氧化碳(CO)、臭氧(O3)等。 有機氣體: 揮發性有機物(VOCs)、碳氫化合物 (HCs)、苯類等。 附著在懸浮微粒上的微量毒性污染物: 戴奧辛Dioxin、重金屬、多環芳香烴碳氫化合物poly-cyclic aromatic hydrocarbon, PAHs等。
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室內污染源(續)_粒狀物質 PM 總懸浮顆粒物Total Suspended Particulate, TSP
所有懸浮於空氣中之微粒(小於100 m或0.1 mm) 。 懸浮微粒Particulate Matter 細微PM10 (小於10 m)、 PM2.5 (小於2.5 m)。 粒狀PM2.5主要來自燃燒源及車輛廢氣。燃燒後的有毒物質(Dioxin, PAHs, 重金屬)易吸附其上。 粗微粒PM10多半來自道路揚塵、飛灰、花粉、黴菌、海鹽、營建施工、農地耕作等。 來自燃燒源的細微粒比來自大自然的粗微粒對健康有更嚴重的傷害。且粒徑小飄的更高更遠，也更易通過呼吸道的攔截。
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室內污染源(續)_粒狀物質 PM 成人在室內的呼吸量平均為0.63 m3/hr * 24 hr/day * 365 day/yr * 較糟的室內懸浮微粒PM10濃度 110 g/m3 * 10-6 g/g 懸浮物密度(空氣密度) g/cm3 = 504 cc 的灰塵 意思是，在糟糕的室內，一年之內，您得把一大杯(500 cc)的灰，從您鼻子吸進去!!!
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室內污染源(續)_硫氧化物SO2 二氧化硫Sulfur Dioxide, SO2和三氧化硫Sulfur Trioxide, SO3合稱為SOx。 SO2是無色，對眼睛和呼吸道黏膜產生刺激，呼吸短促、氣喘、支氣管炎。加重心肺病患的病狀。 SO2易溶於水，與水反應為亞硫酸H2SO3；於空氣中可氧化成SO3與水反應為硫酸H2SO4，為主要的硫酸煙霧和酸雨物質。 SO2主要來自燃燒源(汽柴油、煤)及車輛廢氣。
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室內污染源(續)_氮氧化物NOx NOx主要指NO及NO2 NO為無色無味氣體，光化學反應中變成NO2 。
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室內污染源(續)_一氧化碳CO 無色、無味、無臭。 毒性很強，與血紅素結合後不能還原，影響血液運載氧氣。
燃燒時不完全產生、吸煙、瓦斯熱水器及煮食。 濃度低時缺氧中毒徵狀: 影響知覺、思考、反射動作、暈眩、昏睡，噁心、疲倦、氣喘、胸口局促及神智不清等，甚至心血管疾病。 濃度高時會引致死亡。
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室內污染源(續)_臭氧O3 臭氧Ozone, O3 、活性氧、三元氧… 。
由NOx 、反應性碳氫化合物VOCs、照射日光後產生之二次污染物。都市最主要的空氣污染物。 可由人為放電產生，可用於殺菌、自來水消毒。 臭氧為僅次於氟之氧化劑，具強氧化力，對呼吸系統具刺激性，能引起咳嗽、氣喘、頭痛、疲倦、肺功能降低，呼吸道發炎，呼吸急促，減低肺部對傳染疾病及毒素的抵抗力。 特別是小孩、老人、病人、戶外運動者。 人造材料，橡膠/輪胎及油漆。
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室內污染源(續)_碳氫化合物 HCs, VOCs
碳氫化合物 Hydrocarbon, HCs 揮發性有機物Volatile Organic Compounds, VOCs 多環芳香烴碳氫化合物poly-cyclic aromatic hydrocarbon, PAHs VOCs中個別物種多具毒性，有些具有生物累積性，對健康有威脅。 少數VOCs個別物種具臭味，為民眾陳情主因。 成因: 不完全燃燒、工廠製程排放、油品揮發、溶劑使用、生物作用。 室內VOCs以甲醛、苯、甲苯、二甲苯、三氯甲烷等為主，皆具毒性和致癌性及致突變性。
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室內污染源(續)_ 甲醛 甲醛, Formaldehyde, HCOH (37%或56%之水溶液俗稱福馬林)
甲醛是無色易溶的刺激性氣體，由於化性活潑、反應性強，在化學工業上廣泛地用在民生消費用品、樹脂之合成、黏著劑等。 高濃度的甲醛對神經系統、免疫系統、肝臟等都有毒害。 長期接觸低劑量甲醛，可引起慢性呼吸道疾病、女性月經紊亂、妊娠綜合症，引起新生兒體質降低、染色體異常。 甲醛還有致畸、致癌作用，長期接觸可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮膚和消化道的癌症。
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室內污染源(續)_ 甲醛 室內VOCs中以甲醛之逸散量最大。
甲醛主要來自民生消費用品、裝潢板材甲醛樹脂或黏著劑、辦公事務機、黏著劑及塗料之逸散。油漆、塑膠、壓縮木、夾板及醛泡沫樹脂保暖材料。拜香、蚊香、香煙等燃燒產物。 歐美各國室內甲醛之建議值為0.1 ppm，WHO建議不超過0.08 ppm為原則。 由於國人有過度裝修的習慣，各大樓求得的甲醛終生致癌風險為可接受致癌風險基準(10-6)之100~1000倍。
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室內污染源(續)_ VOCs 室內VOCs逸散主要來自裝潢板材、辦公事務機、黏著劑及塗料、吸煙、及一般消費品之使用。油漆、溶劑、清潔劑、蠟、殺蟲劑、芳香劑木料、染料、辦公室器材。 各種有機溶劑中大量存在苯。 再加上台灣地處亞熱帶，溫濕度高，有利於VOCs逸散，且台灣地狹人稠，住宅區中常混雜各種產業如乾洗業、加油站，因此台灣之VOCs負荷較一般歐美國家高 。 室內VOCs 濃度可高於室外 2~50倍。
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室內污染源(續)_生物氣膠bioaerosols
生物氣膠bioaerosols: 人及動物之毛髮、皮屑、花粉、微生物、真菌(黴菌Mold/Mildew)、細菌(退伍軍人菌)、塵螨、及塵灰等。都是致病原及致過敏原。
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塵蹣
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室內污染源(續)_塵蹣 塵蹣大小約0.17~0.50mm，以人或動物脫落的皮屑、指甲、毛髮有主食。 在25oC，溼度~80%時生長最好。
塵蹣及其排泄物是常見的過敏原，屋外灰塵只是非特定性的刺激物質。 最好同時用除濕機、冷暖氣機及空氣濾淨裝置，以保持空氣潔淨及溫濕度穩定。 溫度最好<24oC，濕度最好50~65%
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室內污染源之防治_ 口罩 N100、P100、R100三型口罩都是用0.3 m 微粒進行測試時，阻隔效率須達99.7％以上 。
N95、P95、R95都是過濾率在95%以上。 N95口罩是用0.3 m氯化納微粒進行測試，阻隔效率須達95%以上。
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室內污染源之防治_ 口罩 標準的外科醫用口罩分三層： 外層有阻塵阻水作用，可防止飛沫進入口罩裡
中層有過濾作用，可隔住90％以上的5 m顆粒 近口鼻的一層用以吸濕。 基本上，外科醫用口罩應該已經足夠隔絕口鼻分泌物（外科手術用具的必要條件）。
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室內污染源之防治_ 口罩 病毒大小只有0.08 m，但口罩的縫隙至少0.3 m
SARS口罩要防範的是藏在口鼻飛沫（遠比病毒大上百倍）裡的病毒，而不是一隻隻完全沒沾染到口鼻飛沫的「乾淨」病毒。 N95之類型口罩是美國指定防範肺結核病菌防疫的口罩，可以有效濾除結核桿菌（直徑約為0.3~0.6 m，長1~4 m）
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室內污染源之改善 裝潢建材會持續釋放微量甲醛及VOC之逸散達一年至數年之久。
裝潢完畢後應加強通風至少一個月。室內有人在時勿緊閉窗戶，並且多利用開窗配合電風扇/抽風扇來降低污染物濃度。
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室內污染源之改善(續) 正確裝修觀念: 簡潔大方，避免在室內打造過多傢具，尤其是居室面積小的家庭。
選擇有環保標識的綠建材，低污染之傢俱、塗料 。不能只圖好看或便宜，應注意選擇知名度較高的廠家的產品。水性漆、植物漆等。可向商家索取建材中甲醛釋放量的測試報告。 新房子可在裝修前1~2個月事先購買好裝修材料。先放在戶外或陽台將污染物逸散。 新裝修後最好在有效通風換氣1~3個月後入住。 老舊房子建議用通風換氣(開窗、空調)及污染物控制方法(如空氣清淨機)來降低室內污染濃度。 簽訂環保合同。包工包料的裝修合同，應將環保要求明確規定，以免糾紛出現後空口無憑。
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室內污染源之改善(續)_環保合同 虛假環保: 在宣傳中使用各種方式證明自己使用環保材料，但實際上工程中並不使用環保材料或使用很少的環保材料。
概念環保: 一種市場炒作行為，在各種環境中通過暗示、文字遊戲等方式，使人誤解為環保裝修，實際工程中沒有使用環保材料。
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室內污染源之改善(續)_退伍軍人症 在1976年美國退伍軍人大會在美國賓州費城一家旅館中舉辦年度大會，會後不久陸續有二百多名參與大會的人員發生肺炎及呼吸道感染現象，其中三十多人死亡 以環境中阿米巴原蟲為宿主，截至目前發現48 種菌種、70 種血清型(Roig and Rello,2003)，其中至少19 種菌種與人類疾病有關(Muder and Yu, 2002)。
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室內污染源之改善(續)_退伍軍人症 人工的冷熱水處理系統是Legionella pneumophila很好的繁殖環境，而冷暖空調噴霧系統更使它散播。 被吸入肺臟後會寄生在肺泡內的吞噬細胞中而繁殖。 肺炎、發燒、發冷、頭痛和肌肉疼痛及降低免疫力。 發病型態分為肺炎型、輕度自癒型、無症狀型及肺外感染型等。
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文獻回顧(一) 能源效率大樓(Power)
為了節約能源，現代所謂的能源效率大樓，避免室外冷熱空氣影響室內溫度，儘量減少可以開啟的窗戶，空氣流通主要靠大廈中央通風系統。 中央通風系統循環，令室內空氣污染物，包括微塵、細菌、化學物質等不能排出而累積於室內，導致健康受影響。 只要把空調轉到氣體交換，就能避免這些污染，雖然電費增加，但健康可被改善。
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文獻回顧(一) 通風換氣 通風換氣法是將室內髒空氣抽出而將乾淨空氣抽進室內。
強制換氣是藉空調設備將污染物抽出而換氣，用新鮮空氣稀釋室內污染空氣。但若換氣次數太高電費也相對提高。 建築物內換氣是維持室內良好空氣品質的一種最有效的方法，也因此影響建築物之耗能。
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文獻回顧(一) 建築耗能 住宅耗電的主要三部分是空調 (31%)、照明 (20%) 與烹調 (20%) 用電 。
在台灣地區，多為空調耗能，尤其在夏季，室內室外空氣溫溼度差異很大時，空調設備之換氣更增加空調負荷。
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文獻回顧(一) 新鮮空氣換氣能源回收機 能排除密閉空調室內的污染空氣，並不斷地供應經處理的室外新鮮空氣來取代室內空氣
利用排出的室內『冷』空氣，來預冷即將引入室內的室外『熱空氣』 達到通風換氣的需求，與冷氣能源回收的效益。
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文獻回顧(一) 新鮮空氣換氣能源回收機
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文獻回顧(一) 除濕基本原理
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文獻回顧(二) 轉輪式除濕冷卻空調系統 (Rotary Solid Desiccant Cooling System)
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文獻回顧(二) Exhaust Heat Driven
Multi-Functional Desiccant AC Unit 靜止型熱交換器 高性能除濕輪 處理風車 噴霧式加濕器 再生風車 排出熱氣 排氣風車排
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文獻回顧(二) ir Flow System (Summer)
夏天有冷氣冬天有暖氣 1-2外氣除濕 2-3靜止型熱交換器冷卻 4-5加濕冷卻 5-6靜止型熱交換器冷卻 7-8再生排氣
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文獻回顧(二) Enhancement of IAQ
Desiccant AC Unit is an AHU treating Outdoor Air Outdoor Air 5500m3/H Air returned from room 4500~5000m3/H To room 5000m3/H Exhaust after heat recovery Enhancement of IAQ by introducing Outdoor Air Latent (Moisture) load is removed by Desiccant Air returned from room is heat-recovered and exhausted (Similar to Heat Recovery Wheel)
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Improvement of Dehumidification Performance
Twin Rotor Desiccant AC Unit Moisture carry-over can not be avoided due to the wheel rotation Dehumidification and humidification are taken place Dehumidification Performance is not satisfactory
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Improvement of Dehumidification Performance
E-SAVE Method Stationary Cross-Flow Sensible Heat Exchanger No moisture carry-over brings better dehumidification performance
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Improvement of Cooling Performance
Stationary Cross-Flow Type Heat Exchanger 65℃ 5％ 27℃ 50％ 35~40℃ 20~30％ SA temp. is a bit too high Cooling capacity is not satisfactory
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Improvement of Cooling Performance
E-SAVE Method Spray Type Humidity 65℃ 5％ 27℃ 50％ 20℃ 90％ 25℃ 45~50％ Comfort dry air can be supplied without increasing humidity Cooling Capacity is increased
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Minimal Heat Loss and Low Cost
No Boiler/Heat Coil Simple Structure brings lower initial cost Low Maintenance Cost HWHC Boiler MGT Exh. Heat is directly utilized
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Merit of Combination with MGT(1)
Low Temp. Exh. Heat can be utilized Thermal Efficiency =92％ or higher ( )/ Electricity 28kw High Temp. Exh. 55kw LNG 9.5Nm3/H 112kw Regene. Air kw Low Temp.Exh. 15~20kw Heat loss 5-10kw
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Merit of Combination with MGT(2)
32℃ 65 ％ 65℃ 5％ 27℃ 50％ 20℃ 90％ 25℃ 45~50％ 112kw Input 28kw Electricity+Exh. Heat 75kw 112kw Input 28kw Electricity+25kw Cooling Capacity No Secondary Device is necessary (FCU)
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Air Flow System (Winter)
MGT Desiccant AC Unit Air Flow System (Winter) E-SAVE can be used AC unit almost through the year
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文獻回顧(二) Environmental Friendly Pints
Unlike Package Air Conditioners No Substitute nor Ammonia(NH3)is used Unlike Absorption Chiller No lithium Bromide(Li Br) is used. At the end of life time of equipment Component (Silica Gel Rotor, Heat Exchange Element) of E-SAVE can be abolished with normal waste.
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Features of E-SAVE
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結論Features of E-SAVE Enhancement of Indoor Air Quality
Improvement of Dehumidification Performance by Special Sensible Heat Exchanger Improvement of Cooling Performance by Special Sensible Heat Exchanger Minimal Heat Loss (No Boiler/Heat Coil) Simple Structure brings lower initial cost Low Maintenance Cost
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報告完畢
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