室內二氧化碳產生量為 10 l/h，室外二氧化碳濃度為 300 ppm，若欲維持室內 700 ppm 的二氧化碳濃度，所需之新鮮外氣值為多少 m3/h？

本題考點

室內污染物穩定狀態下的必要換氣量公式 Q = M / (Ci − Co)，M 為室內產生量、Ci 為室內維持濃度、Co 為外氣濃度，並要處理公升與立方公尺、ppm 與體積比兩組單位換算。

正解理由

換氣量公式來自質量平衡：室內二氧化碳濃度維持不變時，單位時間內室內產生的二氧化碳量，必須等於新鮮外氣帶走的淨量。外氣送進來時本身就含有二氧化碳，所以每單位外氣能帶走的只有「室內濃度減外氣濃度」那一段差值，得到 Q × (Ci − Co) = M。代入前先把單位統一：產生量 10 L/h 換成立方公尺為 0.01 m³/h；濃度差為 700 ppm 減 300 ppm 等於 400 ppm，ppm 是百萬分之一的體積比，換成小數是 0.0004。所需外氣量 Q = 0.01 m³/h ÷ 0.0004 = 25 m³/h，與選項 (C) 相同，故選 C。

逐項排除

1. (A)

   2.5 m³/h：只有正確值的十分之一。外氣量不足時，穩態下的濃度差會放大，室內濃度將遠高於 700 ppm，無法維持題目要求，不是所需外氣量；正確應為 25 m³/h。

2. (B)

   250 m³/h：是正確值的十倍。外氣量越多，室內濃度越接近外氣濃度，雖然能壓低到 700 ppm 以下，但題目問的是「維持 700 ppm 所需」的外氣量，也就是剛好平衡的量，十倍的外氣量不是所求；正確應為 25 m³/h。

3. (C)

   25 m³/h：依穩態質量平衡，產生量除以室內外濃度差恰得此值，此時外氣帶走的二氧化碳量正好等於室內產生量，符合題目所問。

4. (D)

   12.5 m³/h：只有正確值的一半。外氣量減半，穩態濃度差會變成兩倍，室內濃度高於 700 ppm，不足以維持題目要求；正確應為 25 m³/h。

演算步驟

1. (1) 產生量換算：M = 10 L/h ÷ 1000 L/m³ = 0.01 m³/h。
2. (2) 濃度差：Ci − Co = 700 ppm − 300 ppm = 400 ppm = 400 ÷ 1000000 = 0.0004（體積比）。
3. (3) 必要換氣量：Q = M / (Ci − Co) = 0.01 m³/h ÷ 0.0004 = 25 m³/h。

記憶點