环境实验舱测试条件及测试性能研究

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1、1引言据统计，一个健康成年人每天呼吸的空气量约为12kg，远大于对食物和水的摄入量，故室内空气品质对人类的健康具有重要影响。目前，越来越多的空气品质实验都在自制的环境实验舱中进行。环境实验舱是测定室内材料和用品中VOC释放量以及释放和污染特性的基本设备，它是把被环境检测的物品放在舱内，在舱内模拟的环境条件下测定各种参数和释放量。相比于实际的室内环境，环境舱的舱内温湿度、换气次数更容易进行人为的控制，并且在密封条件下能够确保舱内实验过程不受室外环境污染影响[1]。因此在空气品质测试中，许多标准都规

2、定环境舱实验为仲裁方法。然而，各种标准和实验中的环境实验舱材料不同，大小不一，参数各异，始终没有统一的标准来规范环境舱的结构和相关测试参数，我们希望通过相关文献的研究和总结，建立一个更接近现实环境、更实用的环境实验舱，作为行业标准制定的基础。http://www.pzp.net.cn2环境实验舱的类型环境舱按体积大小可分为大型环境实验舱和小型环境实验舱。习惯上称体积在1m³以下的为小型实验舱，体积在5m³以上的为大型实验舱。大型舱能够模拟真实生活条件，进行大件样品和设备的测试，环境状态稳定，但通

3、常不能进行平行测定，而且需要大量洁净空气供应[2]。小型舱价格便宜，温湿度易于控制，缺点是与真实生活条件有差别，舱内不易稳定，易受环境等因素的影响[3]。按舱体材质种类，环境舱还可分为有机玻璃环境舱和不锈钢环境舱，虽然不锈钢价格高于有机玻璃，但不锈钢对化学污染物的吸附性比有机玻璃小，故性能更好。3环境实验舱构造环境实验舱舱体内壁全部采用电抛光不锈钢材料，各部分是通过在结合部采用连续焊接法固定在一起以及在承重框架处采用点焊焊死[4]。整个环境舱采用聚四氟乙烯等无吸附、低散发的密封条，并且采用聚亚胺

4、酯泡沫绝缘保温。舱内保持正压以防止外部空气通过渗流等作用进入。环境舱的进气口和出气口均设置在顶部，空气均由一个散流器引入舱内，并且通过设置在舱内部顶上的风扇充分混合，保证采样点有害物的浓度能够实时代表舱内有害物浓度[5]。采样装置是将采样管伸进舱体中央进行采样，采样管的外层材质一般与舱体相同，大多为不锈钢，内衬聚四氟乙烯管以避免采样过程中气体样本收到污染或发生某些反应影响结果。舱外安装空调机组，其中有化学过滤器和中、高效空气过滤器净化舱内空气，空调系统控制舱内温湿度，可以模拟实际的室内空气环境。

5、图1为环境测试舱系统的示意图： http://www.kqjc.cn 4环境实验舱性能参数及其检测方法4.1环境实验舱内实验条件无论大型环境实验舱还是小型环境实验舱，舱内实验条件通常为：空气温度设定在23℃±2℃，空气相对湿度为50%±10%，空气交换率为0.03次/h左右，空气流速为0.1～0.3m/s[6]。对于小型环境实验舱，打开空气压缩机，通过调节空气流量控制空气交换率，通过空调和加温装置调节环境舱温度，通过调节进入起泡瓶的空气流量调节舱内相对湿度，使环境舱内各参数达到实验要求。对于大型

6、环境实验舱，利用空调盘管控制送入舱内空气的温度，通过向空气系统加入一定温度的去离子水蒸气来控制相对湿度，并且在舱内放置一台温湿度测试仪以监测保证在实验期间的温湿度在设定的范围内；换气次数的控制是通过调节送风风机转速来实现的，并且利用示踪气体法核对校准。4.2环境实验舱的清洗小型环境实验舱由于体积小巧，故通常采用溶液洗涤。清洗洗方法如下：用碱性清洗剂清洗内壁,再用去离子水或蒸馏水擦洗两次，然后进行干燥净化。在试验条件下向舱内通入净化处理后的清洁空气，清除舱内本底浓度[7]。大型环境实验舱由于体积较

7、大，故应采用空气法洗涤。清洗方法如下：在实验之前，先用送风机把通过了化学过滤器和中、高效空气过滤器的空气送入环境舱内，空气量约为舱体积的六倍为止，直至单个气体污染物浓度降低至5ug/m3，挥发性有机物总浓度低于25ug/m3。http://www.w-w.net.cn4.3环境舱密闭性验证环境实验舱密闭性对于舱内的实验研究影响重大，因此进行密封性验证至关重要。检测气密性，最直接的是打压试验或抽压试验，漏气量应小于0.9m3/h[8]。另外，还可在试验舱的进气口和出气口处分别连接流量计，关闭舱门同

8、时测量出口和入口空气流量，在稳定情况下测得出气口的空气流量都等于入口设定流量时，表明系统没有漏气、密闭性良好。此外，为避免通过环境空气侵入，而无法控制空气交换，测试舱宜保持在内外压差为10Pa左右的情况下进行操作。4.4环境舱吸附性检测虽然舱体内壁均选用无吸附性或吸附性很小的材料制成，但由于其上可能粘附杂质，故应对其吸附性进行检测。以甲醛作为代表性污染物，用甲醛发生器发生一定量甲醛，待浓度稳定后多次测定舱内的甲醛浓度，按照甲醛回收率来验证试验舱有无吸附性和稳定性，若浓度无明显变化，证明舱体无吸附