教学类建筑室内空气品质实测调查研究-张川-裴正照.doc

教学类建筑室内空气品质实测调查研究裴正照（大连理工大学建设工程学部 辽宁 大连 116023）摘要：甲醛、TVOC是新建建筑室内空气主要污染物。通过对某高校新校区教学楼、图书馆的一些教室进行实测调查研究，记录实验数据，分析实验结果，判断其浓度是否满足国家标准，并探究其影响因素。研究表明污染源数量，通风情况，人员密度影响室内甲醛及TVOC的浓度，并提出了减少其含量的方法。关键词：甲醛；TVOC；空气质量；实测调查；对策0 引言随着社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，人们居住条件的大大改善，大量的建筑装饰材料和人造板材家具被广泛应用于室内装修中，而由此造成的室内环境污染也日益严重，对人体健康又危害的物质也随着侵入我们的生活。甲醛和TVOC是空气污染的代表物，是危害人类健康的主要因素。教学楼、图书馆是同学们一天中最主要的活动场所，而新建成的教学楼、图书馆中建筑装饰、保温材料往往会带来一定的室内空气污染，这些污染物对同学们健康的影响不容忽视。目前对于教学类建筑室内空气品质的研究主要集中在二氧化碳和热湿环境上，对于室内的有毒气体如甲醛、TVOC等研究甚少，而这些污染物在新建成的建筑中的污染尤为严重。【1】因此甲醛、TVOC作为室内空气的重要污染物，应该受到越来越多的重视。【2】我国室内空气质量国家标准GB/T18883-2002中甲醛及TVOC浓度的限制分别为0.1mg/m和0.6mg/m（小时均值）。1 甲醛及TVOC的危害1.1 甲醛的危害裴正照、浙江、男、1989、土环0801、200856055甲醛对人体健康的影响主要表现在嗅觉异常、刺激过敏、免疫力功能异常等方面。【3】当室内空气中甲醛浓度达到0.6mg/m0.07mg/m时，儿童就会发生轻微气喘；达到0.1mg/m时，就有异味和不适感；达到0.5mg/m时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6mg/m时，可引起咽喉不适或疼痛；达到20mg/m时，可引起恶心、呕吐、胸闷、气喘甚至气肿；达到30mg/m时，会立即致人死亡。甲醛还有致畸、致癌作用，有关文献认为甲醛是一种染色体断裂剂及非整倍体诱变剂。长期接触低剂量甲醛可导致慢性呼吸道疾病、鼻咽癌、结肠癌以及青少年记忆力合智力下降等症状。甲醛对皮肤和粘膜有强烈刺激作用，能引起视力和视网膜的选择性损害。1.2 TVOC的危害在室内，挥发性有机物对人体的浓度聚集能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，出现头晕、头痛、嗜睡、无力等症状；它还可能影响消化系统，出现食欲不振、恶心等；【4】严重时甚至可损伤肝脏和造血系统，出现变态反应等。TVOC在0.2mg/m时，对人体不产生影响，暴露于0.025mg/m的22种VOC会使人产生头痛、疲倦和嗜睡症状，浓度在0.188mg/m时导致昏眩和昏睡，而当浓度超过35mg/m时可能导致昏迷、抽筋甚至死亡。即使空气中单个VOC含量都远远低于限制浓度，但由于多种VOC的混合及相互作用，使其危害增大，整体暴露后对人体健康的危害仍相当严重。2材料与方法2.1样品采集在大连理工大学新校区选择有代表性的场所，包括教学楼教室3间，图书馆阅览室1间，图书馆机房1间作为实测对象。以上房间面积均100，因此至少布5个测点，在对角线上或梅花式均匀分布，采样点应该避开通风口，离墙壁距离应大于0.5m，与人的呼吸带高度相一致。2.2实测方法2.2.1空气中甲醛含量的测定采用室内空气现场甲醛测定仪GDYK-206S。便携式现场甲醛测定仪的原理是基于被测样品中甲醛与显色剂反应生成蓝色化合物对可见光有选择性吸收而建立的比色分析法。仪器由硅光光源、比色瓶、集成光电传感器和微处理器构成，可直接在液晶屏上显示出被测样品中甲醛的含量。【5】采用国家标准方法可直接显示出甲醛浓度。2.2.2空气中总挥发性有机物TVOC含量的测定采用室内空气TVOC速测仪。室内空气TVOC速测仪是一种全新的便携式现场TVOC定量测定仪器，广泛应用于居住区、居室空气，室内空气、公共场所及生产车间和生活场所中TVOC的现场定量测定。采用快速显色方法，可直接显示出被测样品中的浓度。3结果与讨论3.1温度对甲醛、TVOC浓度的影响 选取教学楼教室为测试对象，在有采暖，无人员，门窗关闭，无通风措施的工况下进行测试；通过在不同时刻测量教室 的温度及对应的污染物浓度，得到温度对 甲醛、TVOC浓度的影响规律 ，如图1图1 污染物浓度随温度的变化（ 从图1中可以看出，在冬季采暖房间的温度变化范围内，污染物浓度几乎不随温度的变化而变化。3.2污染源及建筑面积对甲醛、TVOC浓度的影响 选取图书馆阅览室机房、教学楼教室为研究对象，在有采暖，无人员，门窗关闭的工况下进行测试；通过测量不同建筑面积与污染源数量的空间内甲醛、TVOC浓度，研究污染源数量、建筑面积对甲醛、TVOC浓度影响 ，如图2图2 污染物浓度与单位面积内污染源数量的关系 从上述曲线可以看出： 单位建筑面积内的污染源数量每增加一个，室内甲醛浓度增加0.04mg/m左右，TVOC浓度增加0.6mg/m左右 3.3通风情况对甲醛、TVOC浓度的影响3.3.1研究机械通风与自然通风的差异测试地点 甲醛浓度/mg/m TVOC浓度/mg/m 图书馆机房 0.010.12教学楼教室 0.020.26 选取的这两个房间在单位空间的污染源数量、人员密度、温度等方面均相似，差别仅在于前者有机械通风，后者没有，由此可以看出，在测试条件下，机械通风能明显降低污染物浓度。3.3.2测量不同换气次数下的甲醛浓度 选取某个教室，首先测量无通风时的甲醛浓度，然后通过开窗开门的形式及大小来改变风速、通风量、换气次数，测量不同换气次数下的甲醛浓度，将所得数据整理为图线的形式，如下：图3甲醛浓度与换气次数的关系 从图3中可以看出：1换气次数1时，室内污染物浓度无明显变化； 2.换气次数30之后，室内污染物浓度也不随换气次数的增加明显减少； 3.当5换气次数30时，室内污染物浓度随着换气次数的增加而明显减少，且其变化规律大致符合，换气次数每增加10次/h,甲醛浓度降低0.01mg/m。3.3.3开窗、关窗前后一段时间内甲醛浓度的逐时变化 我们在一个典型的房间内固定某个测点，在14：30开窗，在17：00开窗；测量开窗、关窗前后一段时间内甲醛浓度的逐时变化，规律如下：图4甲醛浓度随时间的逐时变化 从上面的曲线图中可以看出： （1）开窗后1.5h，甲醛浓度降低到最低水平 （2）在最低水平稳定后关窗，关窗1.5h后，甲醛度恢复到开窗前的水平 。但需要指出的是，开窗虽然降低了室内污染物的浓度，但同时降低室内温度，影响了人的热舒适性，增加了建筑能耗。3.4人员密度对甲醛、TVOC浓度的影响 选取四个结构完全相同的房间，通风情况也无差异，研究人员密度不同时室内甲醛、TVOC浓度，得到人员密度对甲醛、TVOC浓度的影响 ，如下、图5污染物浓度与房间内人员数量的关系 从上面的曲线图可以看出：（1）人员密度越大，污染物浓度越低，说明人员能吸收室内污染物；（2）100m的面积内，每增加8个人，甲醛浓度降低0.01mg/m左右，TVOC浓度降低0.07mg/m左右。 4.结论 通过以上研究我们主要得出了一下具有指导性的结论： 1单位建筑面积内的污染源数量越多，污染物浓度越高，单位建筑面积内的污染源数量每增加一个，室内甲醛浓度增加0.04mg/m左右，TVOC浓度增加0.6mg/m左右 ，因此自习时应尽量选择建筑积较大同时污染源数量又少的教室 ； 2当5换气次数30时，换气次数每增加10次/h,甲醛浓度降低0.01mg/m，换气次数更大或更小时，换气都不能明显改变污染物浓度 ，因此教室应该注意开窗通风，但开窗通风也不必过大 ； 3开窗后1.5h，甲醛浓度降低到最低水平，在最低水平稳定后关窗，关窗1.5h后，甲醛度恢复到开窗前的水平 ，因此教室的开窗通风频率为每1.5h开窗一次较为合理。【参考文献】【1】 Fanger P O. Air quality not just air qualityJ. ASHRAE Journal, 1989, 31(7):4649【2】 Thompson L G, Yao Tandong, Davis M E, et al. Tropic climate instability: the last glacial cycle from a Qinghai Tibetan Plateau ice coreJ. Science, 1997, 276: 1821 - 1825.【3】 修光利，赵一先，张大年。办公室可吸入颗粒物污染初析J。上海科学，1999,18（5）：202204【4】 张寅平，赵彬，成通宝等。空调系统生物污染防治方法概述J。暖通空调与SARS特集，2003,33（4）：4146【5】 丁拥强，幸运锋，丛庆美。某办公场所室内氨污染调查与分析J。中国卫生管理，2002,18（5）：449450INVESTIGATION OF INDOOR AIR QUALITY IN TEACHING BUILDINGSPei Zhengzhao（Faculty of Infrastructure Engineering, Dalian University of Technology Liaoning Dalian116024）Abstract：Formaldehyde, TVOC are the main pollutants of indoor air in new buildings. Some rooms in academic building, library which were newly built. were chosen as samples to be monitored. Data were recorded, and the experimentle results were analyzed to judge whether it meets the national standards. At last the paper shows how the number of pollutants, the ventilated cir