非建材因素之室內空氣環境品質改善策略

從前述量測資料可知現階段非建材因素之室內空氣品質因子主要為 CO2 及甲醛，故本計畫 將以混合式通風下室內 CO2 及甲醛兩大污染物濃度的排除方式與成效進行研究。為降低人員直 接進入研究空間之干擾風險，及了解系統是否在排除污染物同時達到節省能源目的，本研究設 置可程式控制器(Programmable Logic Controller, PLC)連動系統，以便瞭解整體濃度變化與 耗能狀態。透過置於研究室外之電腦進行系統連線即時檢測，當室內污染物質超標便自動啟動 通風扇及電漿設備，直接導入外部空氣入室內，並於足尺研究室外窗台架設個人氣象站，於研 究進行時以溫溼度檢測儀作為輔助同步監測背景溫度及環境條件，於背景氣候穩定情況下進行 測試。

(一)研究場域設計

本計畫將以足尺研究室(研究室空間長、寬、高分別為 3.6m、3.3m、2.4m)作為研究地點，

研究室由夾板隔間與實牆構成，天花板及地板面為輕鋼架，單面牆整面書櫃，並有整面牆有大 面窗戶(圖 3-16)，實驗設備說明如表 3-1。本計畫將在觀察室外溫度超過 32℃、濕度不控制之 條件下，研究時段為上午 10 點至下午 2 點，藉由控制 CO2 鋼瓶之開啟/關閉，檢測室內 CO2、

甲醛變化，並觀察儀器啟動之效能。實驗初始條件為：於開啟空調未引進外氣的密閉實驗空間 中使用 PMD01 四合一(溫度/濕度/CO2/甲醛)氣體偵測器，研究模組將分成六組研究設定(表 3-2)，藉以探討其不同智慧型混和通風系統之清淨效果。

圖 3-16 足尺研究室儀器設備配置圖 (資料來源:本研究整理)

第三章 研究成果

表 3-1 實驗設備說明表

序號 實驗設備 數

量 說明

1. 一般水冷式空調 (控制

電腦) 1 用於控制室內溫度於平均溫度 25°C。

2. PMD01 四合一氣體偵測

器壹台 1

選用可以同時量測溫度/濕度/CO2/甲醛濃度之感測 器，其甲醛最低偵測極限為 0.02ppm。放置於實驗室 距離地面 75cm 高之桌面，量測空間 CO2 及甲醛濃度。

3. CO2鋼瓶壹支 1 模擬室內 4 人員情況之二氧化碳含量。

4. 甲醛逸散物(木芯板) 1 模擬室內有甲醛汙染物逸散之情況。

5. 通風扇 1 設定為吸氣模式，提供室內換氣量可移除室內空氣中

的二氧化碳濃度(通風量為 1.55 m/sec)。

6. PLC(Programmable Logic

Controller)控制電腦 1 判讀空間 CO2與甲醛汙染物濃度，並依研究設定之監 控模式啟動/關閉通風扇與電漿機。

7. 專用電錶紀錄器 1 記錄各組實驗前後耗電量。

8. 室外氣象(溫濕度)檢測

器 1 檢視實驗環境的溫溼度，室外平均溫度 32°C 左右，

室內平均溫度 25°C 左右 。 (資料來源:本研究整理)

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第三章 研究成果

本計畫利用四合一氣體偵測器儀器放置於上述空間內，將其連動可程式控制 器，並透過遠端控制軟體作為現場環境因子監測用，從外部電腦進行操作與監看數值，

可選擇做手動或自動監控(全套設備設置成本約新台幣 15 萬元，大量生產時成本可降 低 40%-60%)。

(1) 甲醛設定

為模擬室內環境甲醛濃度過高之狀況，本計畫利用速乾接著劑塗抹於木芯板 上，藉以產生揮發性甲醛物質，每次使用之接著劑用量約 60 公克，其所釋放之甲醛量 約 0.1 至 0.15ppm。依據中華民國行政院環保署室內空氣品質標準之室內空氣品質管理 法公布，甲醛於室內空氣品質標準值一小時不可大於 0.08ppm，因此本計畫將 PLC 連 動系統設定如圖 3-17：並在研究室桌面擺設上述 PMD01 偵測器，透過此檢測儀器數 值連動設備，系統設定每 25 分鐘自動啟動測量甲醛數值狀態，當檢驗值超出濃度設定 值 0.08ppm 後立即啟動電漿設備裝置排除甲醛污染物，每 30 分鐘進行一次甲醛濃度的 量測，待甲醛量測濃度降低於系統設定值後便停止運轉電漿設備，以觀察本系統排除 甲醛污染物之效果。

圖 3-17 架設 PMD01 氣體偵測器、電漿機、排氣扇與可程式控制器之系統配置圖 (資料來源:本研究整理)

(2) 二氧化碳設定

PMD01 進行現場監測時，電腦可即時顯示室內 CO2 濃度數值。為模擬室內 人員進駐產生的 CO2 濃度，本計畫使用 CO2 鋼瓶排放 CO2 至實驗空間中，其濃度將 隨時間增長而逐漸升高。當濃度值達到通風扇啟動值，系統可直接啟動通風扇，將新

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鮮空氣吸入，當二氧化碳降低至電腦所輸入設定值後便立即停止通風扇運作。本研究 設定空間內有 4 名人員，以 1 名人員平均每 分鐘排放濃度為 20 l/h(人) [28] ，即為 333 cc/min(人)計算，4 名人員總排放量約為 1300 cc/min，因此將控制鋼瓶釋放二氧化碳濃 度為 1300 cc/min。依據行政院環保署公布：二氧化碳標準八小時內不可高於 1000ppm，

故本計畫將設定 PLC 連動系統(圖 3-17)當室內二氧化碳濃度高達 1000ppm 開啟通風扇 運作，當室內二氧化碳濃度降至 700〜800ppm 便停止通風扇運作，待下次測得超標時 便再次啟動。

(3)混合式通風系統控制模式設定

本計畫將以 CO2 氣體 1300 cc/min 為排放標準(相當於空間內有 4 個成年人每 分鐘二氧化碳排放量)，並放置一台四合一氣體偵測器於桌面(距地面 75 公分)上，以 PLC 主機分別連接到甲醛偵測機、通風扇、電漿機(plasma)及監控電腦上，藉以依照 研究條件啟閉相關設備，並記錄資料與解析數據。Type 1(CO2 A 組) 與 Type 2 (CO2 B 組) 設定為室內 3 至 4 人之 CO2 排放量，CO2 濃度分別高於 1000ppm/900ppm 啟動通 風扇，分別在低於 800ppm/700ppm 時關閉通風扇(圖 3-18)； Type 3(HCHO A 組)與 Type 4(HCHO B 組) 設定為無人員之情況，系統每 30 分鐘量測甲醛濃度一次，當甲醛濃度 值高於 0.08ppm 啟動電漿機，分別低於 0.07ppm/0.06ppm 關閉電漿機(圖 3-19); Type 5(CO2+HCHO A 組)與 Type 6(CO2+HCHO B 組)設定為室內 3 至 4 人之二氧化碳排放 量，系統每 30 分鐘監測甲醛濃度一次，當甲醛濃度高於 0.08ppm 將啟動電漿機，HCHO 監測濃度分別低於 0.07ppm/0.06ppm 即關閉電漿機;此二模式並同時即時監測 CO2 濃 度，當 CO2 濃度高於 1000ppm 即時啟動通風扇、低於 800ppm 則即時關閉通風扇(圖 3-20、圖 3-21)。

第三章 研究成果

圖 3-18 Type 1(CO2 A 組)與 Type 2(CO2 B 組) 監控流程圖 (資料來源:本研究整理)

圖 3-19 Type 3(HCHO A 組)與 Type 4(HCHO B 組) 監控流程圖 (資料來源:本研究整理)

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圖 3-20 Type 5(CO2+HCHO A 組)監控流程圖 (資料來源:本研究整理)

圖 3-21 Type 6(CO2+HCHO B 組)監控流程圖 (資料來源:本研究整理)

第三章 研究成果