任偉

【摘 要】隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平提高的同時(shí)，環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，尤其近年來(lái)空氣污染問(wèn)題的凸顯。一種多功能建筑室內(nèi)用吸頂式智能空氣監(jiān)控裝置，可以實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量的智能監(jiān)控，同時(shí)采用吸頂式結(jié)構(gòu)，節(jié)省建筑室內(nèi)空間，并且創(chuàng)新的在裝置上集成照明燈，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明的多功能應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】多功能;吸頂式;空氣質(zhì)量

中圖分類號(hào)： TU50 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）05-0037-003

0 引言

食物、空氣和水是人類生存的三個(gè)基本條件，而其中空氣是最為重要的條件，人們每時(shí)每刻都在呼吸，從空氣中獲得能量，維持人體對(duì)于氧氣的需求。近幾年，空氣面臨了嚴(yán)重的危機(jī)，這個(gè)危機(jī)來(lái)源于空氣污染，其中包括PM2.5等人們重點(diǎn)關(guān)注的污染物。曾幾何時(shí)，路上人們都帶起了口罩，而且是具有過(guò)濾功能的口罩，有的具有呼吸閥，有的具有過(guò)濾層。人們帶著口罩在霧霾中穿行的同時(shí)，也深深意識(shí)到了環(huán)境的重要性。從思想上和行動(dòng)上，人們開(kāi)始重視環(huán)境保護(hù)和空氣質(zhì)量的檢測(cè)，于是天氣預(yù)報(bào)里面多了霧霾的預(yù)警，多了PM2.5指數(shù)等等。

雖然亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)未晚，但是環(huán)境的改善并不是一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的，需要一個(gè)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中如何防護(hù)自己和家人，減小空氣污染的危害是每個(gè)人在考慮的問(wèn)題。于是，各種空氣質(zhì)量解決方案有如雨后春筍一般涌現(xiàn)出來(lái)，空氣凈化器更是充斥家電市場(chǎng)?？諝鈨艋饕呀?jīng)成為家庭的必備家電產(chǎn)品，隨著智能建筑行業(yè)的飛速發(fā)展和智能家居逐步走入家庭，人們對(duì)于空氣質(zhì)量監(jiān)控的要求越來(lái)越高，個(gè)性化、智能化、多功能趨勢(shì)明顯。

1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

首先，行業(yè)發(fā)展迅速。近幾年來(lái)，空氣凈化器已成為家電產(chǎn)品市場(chǎng)的熱門(mén)，“十二五”期間空氣凈化器行業(yè)復(fù)合增速約為50%，隨著人們對(duì)于健康和環(huán)境的關(guān)注度提高，十三五期間行業(yè)動(dòng)力充足，發(fā)展?jié)摿薮?。?jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)凈化器市場(chǎng)規(guī)模及前景投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)顯示：“十三五”期間行業(yè)復(fù)合增速可達(dá)35%，預(yù)計(jì)2019年空氣凈化器市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)285億元。

其次，市場(chǎng)是動(dòng)力源泉?？諝馕廴荆绕涫庆F霾和室內(nèi)裝修污染是每個(gè)人不可避免的問(wèn)題，國(guó)家大力推行環(huán)境保護(hù)，下大力氣治理霧霾，保護(hù)環(huán)境，雖然成效很好，但是需要一個(gè)逐漸的過(guò)程，這是客觀規(guī)律，所以大部分人還是需要長(zhǎng)期伴隨污染治理過(guò)程而生存的，這個(gè)空氣污染治理過(guò)程中，市場(chǎng)存在對(duì)于空氣凈化裝置的剛性需求，而且需求極大。目前，空氣凈化器在中國(guó)的應(yīng)用才剛起步，人們對(duì)于家庭居室、企業(yè)辦公場(chǎng)所等室內(nèi)環(huán)境控制空氣質(zhì)量的裝置具有旺盛的需求，可以說(shuō)空氣凈化行業(yè)具有廣闊的市場(chǎng)前景和上升空間。

再次，國(guó)家的大力推動(dòng)?？諝鈨艋鲗儆谥悄芗揖赢a(chǎn)品，近幾年，國(guó)家大力發(fā)展智慧城市建設(shè)，包含智慧園區(qū)、智慧大廈等，倡導(dǎo)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造，鼓勵(lì)新技術(shù)創(chuàng)新型應(yīng)用，在政策大力支持，先后出臺(tái)了很多標(biāo)準(zhǔn)和文件，包括住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2015年3月8日發(fā)布《GB 50314-2015智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》和2017年4月11日發(fā)布的《JGJ/T417-2017建筑智能化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)規(guī)范》。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出臺(tái)規(guī)范了建筑智能化系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作，提高建筑智能化系統(tǒng)運(yùn)行效率和管理質(zhì)量。

最后，仍然存在一些問(wèn)題。隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等等新技術(shù)的快速涌現(xiàn)、發(fā)展和應(yīng)用落地，現(xiàn)代智能建筑中智能家居產(chǎn)品，尤其是空氣凈化裝置已經(jīng)不能滿足人們的智能化高要求，很多產(chǎn)品功能單一，智能化水平低，這就為設(shè)計(jì)新型的多功能建筑室內(nèi)用智能空氣監(jiān)控裝置帶來(lái)了空間。

2 存在的問(wèn)題及原因

傳統(tǒng)的建筑室內(nèi)空氣監(jiān)控裝置采用空氣凈化裝置或者檢測(cè)通風(fēng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)空氣的檢測(cè)和控制，設(shè)備獨(dú)立購(gòu)買(mǎi)和放置，占用室內(nèi)空間較大。采用獨(dú)立空氣凈化器一般是人工或者帶遙控功能的室內(nèi)空氣凈化器，功能單一;采用檢測(cè)通風(fēng)裝置一般是先要進(jìn)行空氣質(zhì)量檢測(cè)，再利用風(fēng)機(jī)等設(shè)備排出室內(nèi)空氣到室外，同時(shí)裝有過(guò)濾網(wǎng)的進(jìn)風(fēng)口向室內(nèi)注入經(jīng)過(guò)過(guò)濾的空氣，一般采用中央空調(diào)實(shí)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)。對(duì)于傳統(tǒng)的建筑室內(nèi)空氣監(jiān)控裝置，占用空間大，建筑室內(nèi)空間不能夠合理利用，功能單一，不具備照明功能，智能化水平低，給用戶的使用帶來(lái)了困擾。目前，缺失一種多功能建筑室內(nèi)用吸頂式智能空氣監(jiān)控裝置，能夠節(jié)省建筑室內(nèi)空間，優(yōu)化建筑室內(nèi)空間布局，對(duì)于建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量實(shí)施智能化監(jiān)控，并且還具有建筑室內(nèi)照明的功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本裝置可以用于智能建筑室內(nèi)，采用吸頂式結(jié)構(gòu)，集成了照明功能，可以節(jié)省建筑室內(nèi)空間，優(yōu)化建筑室內(nèi)空間布局，并在空氣質(zhì)量上實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，營(yíng)造智能舒適的室內(nèi)環(huán)境。

一種多功能建筑室內(nèi)用吸頂式智能空氣監(jiān)控裝置，包括空氣監(jiān)控部分和照明部分。空氣監(jiān)控部分包括空氣質(zhì)量控制裝置、入風(fēng)道、左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置、多層過(guò)濾網(wǎng)、出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、初濾網(wǎng)、右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口和出風(fēng)道，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和控制建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量;照明部分包括照明控制裝置和照明燈，起到提供建筑室內(nèi)照明的作用。裝置結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

空氣監(jiān)控部分和照明部分都采用吸頂式安裝方式，采用固定螺絲把控制箱固定在建筑室內(nèi)屋頂，節(jié)省建筑室內(nèi)空間，用于智能完成建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)控和照明控制;控制箱里面安裝有空氣質(zhì)量控制裝置和照明控制裝置，是整個(gè)裝置的控制核心;固定螺絲處于控制箱左右兩側(cè)，是用于安裝固定整個(gè)裝置到建筑室內(nèi)屋頂;

空氣監(jiān)控部分包括空氣質(zhì)量控制裝置、入風(fēng)道、左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置、多層過(guò)濾網(wǎng)、出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、初濾網(wǎng)、右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、出風(fēng)口和出風(fēng)道，起智能監(jiān)控建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量的作用。

空氣質(zhì)量控制裝置安裝控制箱內(nèi)，裝有智能控制芯片，智能控制芯片通過(guò)分析和處理空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置采集的建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)，實(shí)時(shí)的控制左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)的啟停;空氣質(zhì)量控制裝置裝有的智能控制芯片采用STM32L152，具有低功耗的特點(diǎn)，芯片程序設(shè)置有符合國(guó)家現(xiàn)行空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)閾值;空氣質(zhì)量檢測(cè)裝置安裝在多層過(guò)濾網(wǎng)的外殼外壁上，裝有空氣質(zhì)量檢測(cè)傳感器，包括紅外氣體傳感器、電化學(xué)傳感器、煙霧傳感器、溫濕度傳感器、激光傳感器，用于檢測(cè)煙霧、甲醛、苯、TVOC、PM2.5和燃?xì)獾扔泻怏w。

左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)安裝在入風(fēng)道和初濾網(wǎng)之間，能夠有效提高氣體壓力并指定方向排送氣體，在左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)的作用下，待凈化的空氣通過(guò)初濾網(wǎng)進(jìn)入入風(fēng)道，并在出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)的共同作用下，向下擠壓待凈化空氣通過(guò)多層過(guò)濾網(wǎng)，完成空氣的過(guò)濾凈化，如圖1中箭頭所示方向?qū)崿F(xiàn)空氣的排送;出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)安裝在多層過(guò)濾網(wǎng)和出風(fēng)道之間，起到輔助左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)排送空氣的作用，如圖1中箭頭所示方向?qū)崿F(xiàn)空氣的排送;初濾網(wǎng)就是入風(fēng)口，安裝在左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)的外側(cè)，具有過(guò)濾空氣中大顆粒有害物質(zhì)的作用;多層過(guò)濾網(wǎng)安裝在入風(fēng)道和出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)之間，對(duì)空氣進(jìn)行去除有害物質(zhì)的過(guò)濾，包括小顆粒過(guò)濾層、吸附層和分解層;小顆粒過(guò)濾層用于過(guò)濾PM2.5等小顆粒;吸附層采用優(yōu)質(zhì)的改良活性炭進(jìn)行物理吸附甲醛、甲苯和TVOC等有毒有害氣體;分解層把吸附的有害氣體分解為對(duì)人體無(wú)害的氣體;入風(fēng)道處于左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)之間，向下與多層過(guò)濾網(wǎng)相連，是待凈化空氣的流通路徑，如附圖中箭頭所示方向?qū)崿F(xiàn)待凈化空氣的輸送;出風(fēng)道處于出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和出風(fēng)口之間，出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)排出的已凈化的空氣由出風(fēng)道和出風(fēng)口輸送到建筑室內(nèi)，是已凈化空氣的流通路徑，如附圖中箭頭所示方向?qū)崿F(xiàn)已凈化空氣的輸送;出風(fēng)口與出風(fēng)道相連，已凈化空氣由出風(fēng)口排出，出風(fēng)口采用多網(wǎng)孔的結(jié)構(gòu)，排風(fēng)柔和、高效。

照明部分包括照明控制裝置和照明燈，起到提供建筑室內(nèi)照明的作用;照明控制裝置安裝控制箱內(nèi)，具有多路控制的功能，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制和無(wú)線遙控兩種控制方式;照明控制裝置裝有無(wú)線控制模塊，可以通過(guò)手機(jī)、遙控器等方式實(shí)現(xiàn)照明燈燈光的無(wú)線遙控;照明燈采用LED燈帶，具有建筑室內(nèi)照明的功能。

4 實(shí)施應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用中，裝置一般可安裝于建筑室內(nèi)中心房頂。安裝方式一般采用有線方式，利用室內(nèi)照明電源線即可?？刂品绞讲捎脽o(wú)線控制方式，可以通過(guò)wifi連入，也可以利用手機(jī)或者遙控器實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控。在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中要符合《GB50311-2016綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和《GB50312-2016綜合布線系統(tǒng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》。

安裝好設(shè)備以后要進(jìn)行設(shè)備調(diào)試：

（1）設(shè)備通電、初始化和自檢。打開(kāi)開(kāi)關(guān)通電，裝置自動(dòng)連接wifi，裝置開(kāi)始初始化，包括設(shè)備自檢和檢測(cè)空氣質(zhì)量參數(shù)，通過(guò)手機(jī)可以查看自檢情況。自檢如果出現(xiàn)故障會(huì)，可以從手機(jī)查看，如果沒(méi)有故障，裝置自動(dòng)運(yùn)行1分鐘以后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)?？諝赓|(zhì)量檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)通過(guò)各種傳感器采集建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)，供空氣質(zhì)量控制裝置分析和處理。

（2）運(yùn)行?？諝赓|(zhì)量控制裝置中的智能控制芯片實(shí)時(shí)把當(dāng)前空氣質(zhì)量參數(shù)與符合國(guó)家現(xiàn)行空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量參數(shù)超過(guò)對(duì)應(yīng)參數(shù)閾值的時(shí)候，啟動(dòng)左入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)、出風(fēng)離心風(fēng)機(jī)和右入風(fēng)離心風(fēng)機(jī)，進(jìn)行空氣凈化;當(dāng)實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量參數(shù)沒(méi)有超過(guò)對(duì)應(yīng)參數(shù)閾值的時(shí)候，整個(gè)空氣監(jiān)控部分進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，節(jié)省能耗。

（3）如果需要照明，可以通過(guò)遙控器或者手機(jī)遙控開(kāi)關(guān)照明燈。

5 結(jié)論

一種多功能建筑室內(nèi)用吸頂式智能空氣監(jiān)控裝置性能實(shí)用完善，成本低、可靠性高。本裝置可以實(shí)現(xiàn)建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量智能化監(jiān)控和建筑室內(nèi)照明，能夠有效的改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，吸頂式的結(jié)構(gòu)，節(jié)省建筑室內(nèi)空間，優(yōu)化建筑室內(nèi)空間布局，并且實(shí)現(xiàn)照明功能。實(shí)踐證明，本裝置可以用于智能建筑室內(nèi)安裝，可以在空氣質(zhì)量上實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控，營(yíng)造智能舒適的室內(nèi)空氣環(huán)境，采用吸頂式的安裝結(jié)構(gòu)，加入了照明控制功能，無(wú)論在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上和環(huán)保上都是完全可行的。

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