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樓宇空氣顆粒物監(jiān)測器
顆粒物是棘手的空氣污染物之一,因?yàn)樗鼤?huì)引發(fā)嚴(yán)重的呼吸道疾病。現(xiàn)在,來自西門子樓宇科技集團(tuán)的專家開發(fā)出一種能夠 測定室內(nèi)顆粒物濃度的傳感器。這種傳感器不僅特別適合在中國和印度等顆粒物濃度較高的區(qū)域使用,同時(shí)亦適用于歐洲各大城市。將這種傳感器集成到現(xiàn)有的樓宇自控系統(tǒng)中,有助于顯著改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
顆粒物(PM)來自排氣管、住宅煙囪和發(fā)電站,以及明火產(chǎn)生的煙霧,它是我們身邊危險(xiǎn)的空氣污染物之一。多年來,環(huán)保部門一直密切監(jiān)測顆粒物,因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致人們罹患肺部疾病。直徑小于2.5微米的細(xì)小顆粒(亦稱PM2.5)的危險(xiǎn)性更為顯著,人們?cè)诤粑蛭鼰煏r(shí),會(huì)將它們深深吸入肺部。歐洲環(huán)境署估計(jì),每年僅歐洲就有超過40萬人死于PM2.5引起的肺部疾病。
在中國和印度等新興經(jīng)濟(jì)體國家,情況更為嚴(yán)峻。據(jù)醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》近發(fā)表的一篇文章,盡管目前的歐盟標(biāo)準(zhǔn)是每立方米空氣中的顆粒物含量不超過25微克,但在新興經(jīng)濟(jì)體國家,許多城市的平均顆粒物濃度高達(dá)這一限值的4倍以上。因此毫不令人意外的是,在中國,顆粒物傳感器是為的個(gè)人電子產(chǎn)品之一。直到現(xiàn)在,這種類型的傳感器還不可用于商業(yè)建筑物自控系統(tǒng)。位于瑞士楚格小鎮(zhèn)的西門子樓宇科技集團(tuán)樓宇自控產(chǎn)品市場經(jīng)理Jonathan Miles Copley表示,“中國大城市的空氣質(zhì)量極為糟糕,因此,西門子中國建議研發(fā)這樣的傳感器,以集成到我們的樓宇自控系統(tǒng)中。”于是便有了剛剛投放市場的PM2.5傳感器。
測量多種類別顆粒物
新的傳感器與煙盒一般大小,可安裝在墻上,定期檢查室內(nèi)空氣中的顆粒物濃度。位于傳感器內(nèi)側(cè)的一個(gè)小風(fēng)扇將空氣吸入。一個(gè)激光二極管通過測定顆粒物的光散射強(qiáng)度,記錄 的PM2.5濃度。Copley指出,“這種傳感器經(jīng)專門校準(zhǔn),以測量重要的PM2.5值。它也可估算出PM10的濃度。”PM10是直徑小于10微米的顆粒物,大小接近于引發(fā)過敏的花粉,但不像PM2.5那么危險(xiǎn)。盡管如此,它們?nèi)匀粚?duì)肺部構(gòu)成負(fù)擔(dān),因而也被記錄下來。然后,傳感器可在屏幕上以不同顏色顯示這兩類顆粒物的當(dāng)前值——顏色取決于測得的濃度。這些值也將通過數(shù)據(jù)線,發(fā)送至樓宇自控系統(tǒng)。
在中國的首都北京,顆粒物污染是的一個(gè)嚴(yán)重問題。
目前,西門子樓宇科技集團(tuán)的專家正在推出不同的App,以配合這種傳感器的使用,確保改善空氣質(zhì)量。他們打算將這種傳感器集成到現(xiàn)有的樓宇自控系統(tǒng)中,以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。這種傳感器可以與空氣凈化器相結(jié)合,因?yàn)樵谥袊脑S多寫字樓,空氣凈化器已經(jīng)成為標(biāo)配,被污染的室內(nèi)空氣經(jīng)它們過濾之后,再被送回辦公室。未來,這些傳感器將能根據(jù)PM2.5濃度來開關(guān)空氣凈化器,而不是像現(xiàn)在這樣讓它們不間斷運(yùn)行。這些傳感器僅在必要時(shí)啟動(dòng)空氣凈化器,從而大幅節(jié)電。
此外,西門子樓宇科技集團(tuán)的專家也在開發(fā)App,用于將顆粒物傳感器與二氧化碳傳感器連接起來,以便控制建筑物的通風(fēng)系統(tǒng)。在封閉的房間里,人體呼出的二氧化碳會(huì)不斷聚積。如今,這種情況下常常使用二氧化碳傳感器來啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng),向室內(nèi)泵送新鮮空氣。Copley說:“在許多大城市,空氣中的顆粒物濃度非常高,因而不適宜進(jìn)行通風(fēng)。這時(shí)候,顆粒物傳感器可以阻止通風(fēng)。”
輕松更換激光模塊
除 測量細(xì)小的顆粒物之外,對(duì)用戶而言,西門子顆粒傳感器還具備其他優(yōu)點(diǎn),譬如,在操作方面。隨著時(shí)間的推移,顆粒物傳感器吸入的空氣中攜帶的污垢積聚在激光元件上。通常,整個(gè)傳感器要斷電后拆卸,再更換成新的裝置。而西門子樓宇科技集團(tuán)研發(fā)的這種傳感器則僅需更換小小的激光模塊。Copley說:“這就如同為電視遙控器更換電池一樣快捷。”這種傳感器還提供經(jīng)濟(jì)模式,所以不必頻繁更換激光模塊。在這種模式下,它每個(gè)小時(shí)僅執(zhí)行規(guī)定次數(shù)的測量,這無形中延長了污垢積聚周期。
激光模塊的使用壽命亦相應(yīng)地得到延長。這種傳感器還具備快速啟動(dòng)功能,允許用戶隨時(shí)獲取空氣質(zhì)量信息。當(dāng)用戶靠近傳感器一米以內(nèi)時(shí),它將被喚醒并快速讀取數(shù)據(jù)。Copley說:“然后,短短數(shù)秒鐘內(nèi),屏幕上將顯示當(dāng)前顆粒物濃度值。這種超快速空氣分析能力,是我們的裝置的*特性。”
Copley認(rèn)為,除了中國、印度外,其他污染嚴(yán)重的區(qū)域,這種傳感器也能發(fā)揮作用。如今,幾乎每個(gè)城市都在一定程度上面臨著顆粒物濃度問題,特別是在發(fā)生逆溫現(xiàn)象時(shí)——這時(shí)候,被污染的空氣像一口大鐘籠罩在城市上空。這種情況下,倫敦或斯圖加特的顆粒物濃度也會(huì)一躍沖破標(biāo)準(zhǔn)限值。
環(huán)境空氣質(zhì)量也是激光模塊污垢積聚周期的一決定因素。Copley指出,在北京,模塊的使用壽命可能僅為短短幾年。而相同裝置在瑞士阿爾卑斯山上的使用壽命則可能延長數(shù)倍。如果由傳感器來控制空氣凈化器,那么,在中國的特大城市,空氣凈化器的使用壽命也將延長,同時(shí)確保室內(nèi)空氣如同瑞士群山中的空氣一樣清新。