对公共建筑室内CO2浓度限值的思考

对公共建筑室内CO2浓度限值的思考

赵志伟邱建中

江苏省建筑设计研究院有限公司江苏南京210000

摘要：我国不同的规范对室内CO2浓度限值的规定并不一致，这给行业内不少相关人士带来了困惑。本文从解读涉及室内CO2浓度的多个规范出发，通过探讨CO2对空气品质的影响、CO2浓度与空调新风量之间的关系，为建筑工程设计选择室内CO2允许浓度限值提供建议，在满足舒适度的同时，实现节能。

1.规范现状

目前我国多种规范对室内CO2浓度限值做出了规定，但规定的限值存在不一致的情况。如表1中所示，《公共建筑节能设计标准》中规定，CO2浓度应该参照《室内空气质量标准》，即室内CO2浓度不应大于0.1%；但同样属于公共建筑范围内的剧场、电影院，设计时应依据的规范《剧场建筑设计规范》、《电影院建筑设计规范》规定：允许浓度值不应大于0.25%。CO2浓度限值牵涉到空调新风系统以及相关控制系统的设计，标准的不一致给工程设计人员带来困扰。

表1

在表1所列建筑行业的规范中，CO2浓度限值主要有0.1%和0.25%两种标准。其中0.1%的标准主要援引自《室内空气质量标准》，0.25%的标准主要来自《剧场建筑设计规范》。

由卫生部和环境保护总局共同起草的《室内空气质量标准》中规定，室内空气CO2允许浓度的标准值为0.1%（日平均值）。《体育建筑设计规范》10.2.3条援引了卫生部标准，但认为体育馆内人员停留时间较短，CO2浓度限值可以适当提高到0.15%。

《剧场建筑设计规范》认为，CO2浓度对人体的具体影响尚有争议，相关实验和实测数据也不够充分，但美国和欧洲大多采用0.25%作为标准，国内相关的调查也证明CO2浓度为0.25%是可取的，较高的CO2浓度取值可以减少空调系统新风量，有利于节能。

从以上可以看出，《体育建筑设计规范》、《剧场建筑设计规范》规定的CO2浓度为有人员活动、空调通风系统工作时的瞬时值，而《室内空气质量标准》的规定值为日平均值，两者并不矛盾。

也可以看出，以上规范是从环境卫生、室内空气质量和节能的角度设立CO2浓度限值的。

2.CO2对空气品质的影响

首先应明确的是CO2并非污染物，而是反映空气品质的指标。

ASHRAEStandard62.1-1989在规定1000×10-6为CO2稳定浓度限值时，明确指出该浓度“并不是从危害健康的角度考虑，而是人体舒适感（臭气）的一种表征”。但是没有研究表明CO2浓度高于2500×10-6会对人体健康造成任何影响，所以后续版本的ASHRAEStandard62.1不再提及1000×10-6这一指标[1]。在国内，《民用建筑工程室内环境污染控制规范》也未将CO2列为污染物。

在不考虑燃烧的情况下，人员是室内CO2的主要来源，因此CO2浓度主要反映了人员密度对建筑室内造成的影响。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》引入了“人员污染”的概念，同“建筑污染”一起，作为室内卫生和空气品质的控制对象，为新风量标准的设立提供依据。建筑污染包括了总挥发性有机物TVOC、甲醛等“污染物”，是影响室内空气品质的重要因素。因此CO2浓度不能全面反映室内的新风量需求，不能作为空气调节系统设计的输入参数，最小新风量标准才是空气调节系统设计选型的依据。

3.CO2浓度与新风量的关系

在空调系统中，主要通过引入室外新风来控制室内CO2浓度。有大量研究证明，在新风量达到30m3/（h•人）时，室内CO2浓度即可稳定在0.1%以下[2][3]。因此在客房、办公室等人员长期停留的场所，相关规范规定的最小新风量指标均不小于30m3/（h•人）；在电影院、体育馆、会议室（除健身房外）等人员停留时间较短的场所，规范规定的最小新风量指标均不大于30m3/（h•人），主要考虑了以下几个方面：1、降低新风量有利于节省能源；2、人员停留的时间较短，即使新风量较小，在室内CO2浓度也不会升高很多[4][5]；3、人员停留的时间较短，对CO2耐受度高[6]。

由此可知，相关规范在制定最小新风量标准时，充分考虑了CO2对室内空气品质和人体舒适度的影响，但也并未将CO2浓度作为唯一的考量因素。因此可能出现空调系统满足规范要求，室内瞬时CO2浓度却高于《室内空气质量标准》规定值的情况，只要日平均值不超过0.1%，空调系统同样满足规范要求。

4.规范执行建议

如前所述，空调系统设计时，应按照相关规范规定的最小新风量标准，而不是CO2浓度限值。

在《公共建筑节能设计标准》中规定：“在人员密度相对较大和变化较大的房间，宜采用新风需求控制。即根据室内CO2浓度检测值增加或减小新风量，使CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内”。笔者认为该条文应从以下几个方面解读：1、该条文针对的是新风控制调节系统，而不是空调新风系统的选型设计；2、该条文主要从节能角度出发，利用室内CO2浓度来反映人员变化导致的新风量需求变化，从而调节新风系统实现节能；3、条文中要求CO2浓度始终维持在卫生标准规定的限值内，即《室内空气质量标准》中规定的0.1%（日平均值）。新风控制调节系统检测的应是瞬时CO2浓度，直接将日平均限值作为瞬时浓度限值似乎不妥，应理解为：应将0.1%作为新风系统全面启动的判断标准，当CO2浓度达到0.1%时，新风系统应满负荷运行。

5.总结

通过前述探讨，可获得以下结论：

1、CO2并非污染物，只是影响室内卫生和空气品质的因素之一。

2、CO2浓度不能作为空气调节系统设计的依据，新风量标准才是空气调节系统设计的依据。

3、0.1%为日平均CO2浓度限值，不能将其作为瞬时浓度限值，但可作为新风系统全面启动的判断标准，为新风控制系统提供输入参数。

参考文献：

[1]JohnE，JanssenPE.TheVinASHRAE：Anhistoricalperspective[J].ASHRAEJournal，1994，8：126—132．

[2]陈建芳，叶必朝，谢超.室内空气品质与新风量关系的实验研究[J].制冷与空调，2008，22（6）：24-28.

[3]王蕾.室内空气品质与新风量关系的模拟研究与探讨[J].四川建材，2010，2（36）：260-261.

[4]JGJ57-2016剧场建筑设计规范[S].

[5]GB50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》[S].

[6]梁宝生刘建国.我国二氧化碳室内空气质量标准建议值的探讨[J].重庆环境科学，2003，12（25）：198-200.