室外空气污染会影响室内空气质量吗？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，与设施管理部门以及职业与环境健康研究人员合作，探索室外空气污染是否及如何影响室内空气质量。他们发现校园室内空气质量总体良好。然而，根据建筑物的暖通空调（HVAC）系统类型，野火烟雾产生的细颗粒物污染（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挡在外。

研究发现，问题在于使用空气侧节能器的商用HVAC系统。该技术通过特殊的管道和风门设计，在温度和湿度适宜时（如凉爽的夏秋早晨）从室外引入空气以降低能耗。据负责该研究的化学工程教授Kerry Kelly介绍，这有助于提高能源效率，但如果当日空气中有烟雾，系统可能吸入颗粒污染物，且部分颗粒物会穿透过滤器。

校区即实验室

"我们的建筑物体量庞大且结构复杂，通常经历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，但好消息是这个问题完全可解。即使是便携式空气过滤器这样的简单方案也能发挥显著作用。"

这项持续进行的研究在17个室内位置和2个室外位置部署了低成本无线传感器，旨在分析沙尘暴、冬季逆温和野火季等颗粒物污染加剧期间（这些事件产生不同类型的PM2.5且发生在不同季节）室内空气质量的变化规律。

"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。该比值越接近1，意味着颗粒物源自室外的比例越高，"研究负责人、化学工程研究生Tristalee Mangin解释道，"我们观察这些比值，并根据不同类型的HVAC系统分组进行数据分析。"

烟雾与沙尘及逆温污染的差异

研究发现，野火烟雾导致的PM2.5建筑物渗透率是逆温和风驱沙尘污染的4至5倍。然而，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。

团队使用的监测设备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。单台设备成本仅450美元，远低于合规级设备。这些设备安装在主校区各建筑墙面呼吸高度位置。

研究数据显示，无论采用何种HVAC系统，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。这可能源于此类污染事件中PM2.5的特性差异：沙尘颗粒通常比烟雾颗粒更大更重，易沉降并被过滤器捕获；逆温颗粒则更为复杂。

"这与逆温中颗粒物的热力学特性相关。犹他州的颗粒物主要成分是硝酸铵，约占颗粒物总量的60%，"Kelly指出，"在室内温湿度条件下，这些颗粒物会转化为气相。因此逆温期间，室外呈颗粒态的污染物进入室内后基本会气化消失。"

持续探索解决方案

本论文基于2024年4月结束的18个月研究期，但项目仍在推进，监测器持续运行且保持可见状态。设备旁张贴着研究说明及Seed2Soil与SCIF基金资助信息。

除揭示HVAC系统阻隔污染物的效能差异外，该研究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）。但据合著者、设施管理部可持续与能源组工程师Sean Nielson表示，校区约1800万平方英尺的建筑空间存在显著差异，难以采用统一方案。

"每栋建筑和系统都具有独特性，"Nielson强调，"未来我们将考虑对建筑和系统进行个体化评估，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，而是根据不同建筑的具体需求进行精准调节。

"规范对室外新风量有最低要求，"Nielson解释道，"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，精准平衡室外新风与室内循环空气极具挑战。采用更高级别的MERV空气过滤是改善空气质量的常用手段，但其对污染物的过滤效能存在局限，且在实际应用中需考虑现有设备的适配性。"