室外空气污染是否影响室内空气质量？这可能取决于建筑物的暖通空调系统

工程学院以盐湖城校区为活体实验室，联合设施管理部门以及职业与环境健康研究人员，共同探究室外空气污染是否及如何影响室内空气质量。研究发现校园室内空气质量总体良好。然而，根据建筑的暖通空调（HVAC）系统类型，野火烟雾产生的细颗粒污染物（PM2.5）可能渗入建筑物，而与沙尘事件和冬季逆温相关的污染则被阻隔在外。

研究发现问题出在使用空气侧节能器的商用HVAC系统。该技术通过特殊风管和风门装置，在温湿度条件适宜时（如凉爽的夏秋季早晨）引入室外空气以降低能耗。化学工程教授Kerry Kelly（负责监督该研究）指出，这虽有助于提升能效，但若当日空气含烟，系统可能吸入颗粒污染物，且部分颗粒物会穿透过滤器。

校园作为实验室

"我们的建筑体量庞大且结构复杂，通常经过多次扩建并整合了不同类型的系统，"Kelly表示，"因此管理具有挑战性，但好在这是个可解决的问题。即便是便携式空气过滤器这类简单解决方案也效果显著。"

这项持续进行的研究项目在17个室内点位和2个室外点位部署了低成本无线传感器，旨在解析沙尘暴、冬季逆温和野火季期间颗粒污染加剧时室内空气质量的变化特征——这些事件产生不同类型的PM2.5且发生在一年中不同时段。

研究负责人、化学工程研究生Tristalee Mangin解释道："我们通过计算室内颗粒物测量值与室外颗粒物测量值的比值进行分析。该值越接近1，意味着颗粒物源自室外的比例越高。我们观察这些比值后，针对不同类型的HVAC系统分组进行了数据分析。"

烟雾与沙尘及逆温污染的区别

野火烟雾导致的PM2.5建筑渗透量是逆温和风驱沙尘事件的4至5倍。但国际健康指南超标情况仅出现在采用空气侧节能器通风的建筑中，且发生概率极低。

团队使用由电气与计算机工程教授Pierre-Emmanuel Gaillardon设计、并通过犹他大学初创公司TELLUS商业化的微型设备。每台设备成本仅450美元，远低于合规级设备。这些设备安装在主校区周边各类建筑的墙壁上，高度与呼吸带齐平。

数据显示，无论HVAC系统类型如何，风驱沙尘和逆温引发的室外污染对室内空气质量影响甚微。这很可能与这些污染事件中PM2.5的特性有关。

沙尘颗粒通常比烟雾颗粒更大更重，易从空气中沉降并被过滤器截留。逆温颗粒的情况则更为复杂。

"这与逆温层中颗粒物的热力学性质有关，"Kelly阐述道，"犹他州的颗粒物主要成分为硝酸铵（约占颗粒总量的60%）。在室内温湿度条件下，这些颗粒物会转化为气相。逆温期间，室外呈颗粒态的物质进入室内后基本就消失了。"

持续研究寻求解决方案

本论文基于截至2024年4月的18个月研究数据，但项目仍在推进，监测设备持续运行且状态可见。设备旁张贴着说明文件，阐述研究内容及种子到土壤（Seed2Soil）和SCIF基金的资助情况。

该研究不仅揭示了HVAC系统阻隔污染的优势与局限，更有望帮助校园建筑管理者制定运行调整策略以维持良好室内空气质量（尤其在野火季）。然而合著者、设施管理部可持续与能源组工程师Sean Nielson指出，校园约1800万平方英尺的建筑空间存在高度差异性，难以采用统一方案。

"每栋建筑和系统都有独特性，"Nielson强调，"未来我们将考虑对建筑和系统进行个性化评估，探索可行的改造方案。"

解决方案并非简单地在雾霾天关闭风门，而是根据特定建筑需求精准调节。

"法规仍对室外空气最低供给量有强制要求，"Nielson补充道，"引入室外空气的主要目的是稀释和清除室内污染物。由于变量众多，在室外新风与室内循环空气之间寻求理想平衡点极具挑战。采用更高效的MERV空气过滤系统通常是改善空气质量的通用手段，但在可过滤污染物种类及现有设备实际应用方面存在局限性。"