人居建筑室内空气质量与人体健康

2002/7 建 筑 学 报一 、 引 言1.室 内 空 气 质 量 的 重 要 性人 的 一 生 有 3/4的 时 间 生 活 在 室 内 ， 室 内 空 气 境 质 量 与 人 体 健 康 的关 系 很 大 。 室 内 空 气 污 染 的 程 度 、 环 境 的 质 量 与 建 筑 物 的 结 构 、 设 计 、选 材 、 施 工 等 因 素 密 切 相 关 。进 入 信 息 时 代 以 后 ， 相 当 多 的 人 长 期 生 活 、 学 习 与 工 作 在 大 厦 中 ，对 办 公 环 境 与 物 质 文 明 的 追 求 达 到 了 空 前 的 程 度 。 “ 以 人 为 本 ” ， 创 造 有利 于 身 心 健 康 的 室 内 环 境 始 终 是 人 们 的 第 一 需 要 。2.室 内 空 气 质 量 存 在 问 题人 们 感 到 室 内 的 环 境 存 在 不 少 的 问 题 ， 许 多 人 抱 怨 室 内 工 作 、 生 活感 觉 不 适 ， 胸 闷 ， 空 气 有 刺 激 性 ， 头 痛 和 过 敏 等 。 室 内 存 在 着 许 多 的 污染 物 ， 甚 至 比 室 外 的 问 题 更 严 重 。 室 内 环 境 问 题 是 多 方 面 的 ， 空 气 质 量是 其 中 重 要 的 一 方 面 。 人 与 室 内 环 境 的 关 系 极 为 复 杂 、 微 妙 。 室 内 环 境涉 及 的 面 也 很 广 ， 而 我 们 的 知 识 又 是 太 有 限 了 。3.室 内 空 气 量 问 题 的 影 响北 京 、 上 海 一 些 办 公 楼 由 于 不 同 的 原 因 ， 已 经 出 现 了 “ 病 态 建 筑 物 综 合症 ”（ Sick Building Symdromc） 。 （ “ 病 态 建 筑 物 ” 由 于 翻 译 原 因 也 称 “ 不 良建 筑 物 ” 、“ 密 闭 建 筑 物 ” 等 ） 。 还 有 几 个 相 同 或 相 近 意 义 的 名 词 ： 如 “ 建 筑 相关 病 ”（ Buiding Related lllness） ，“ 密 闭 建 筑 综 合 症 ”（ Tight-RclatedSvndrome） ，“ 办 公 室 病 ”（ Office lllness） ， 还 有 “ 空 调 病 ” 等 等 。关 于 室 内 空 气 品 质 引 起 的 健 康 问 题 的 报 道 已 经 屡 见 不 鲜 ， 从 而 产 生的 纠 纷 甚 至 诉 讼 也 很 多 。香 港 环 保 署 的 首 份 室 内 空 气 品 质 调 查 ， 香 港 办 公 室 及 公 共 场 所 的 室 内空 气 品 质 不 佳 ， 造 成 医 疗 费 、 生 产 力 用 电 费 的 损 失 ， 每 年 高 达 176亿 港 元 。二 、 建 筑 卫 生 学1.目 的从 医 学 和 卫 生 学 的 观 点 出 发 ， 将 有 关 医 学 、 卫 生 学 研 究 成 果 运 用 于建 筑 设 计 的 各 个 阶 段 。 建 成 的 建 筑 环 境 能 达 到 符 合 相 应 的 医 学 、 卫 生 学要 求 ， 以 保 障 人 们 有 健 康 卫 生 的 生 产 、 生 活 、 工 作 环 境 ， 避 免 造 成 “ 致病 建 筑 ” 或 引 起 人 们 患 “ 建 筑 病 ” 。2.各 类 建 筑 物 的 不 同 要 求公 共 建 筑 的 卫 生 问 题 ， 以 防 止 细 菌 、 病 菌 流 行 和 交 叉 感 染 为 重 。住 宅 是 人 一 生 2/3时 间 停 留 的 场 所 ， 必 须 保 证 空 气 清 新 、 日 照 充 足 、微 小 气 候 适 宜 ， 内 外 环 境 安 静 、 整 洁 、 生 活 舒 适 方 便 。3.室 内 空 气 品 质以 居 室 的 冷 暖 为 主 要 的 热 环 境 问 题 ， 感 觉 比 较 直 观 ， 对 于 室 内 空 气品 质 ， 则 由 于 空 气 看 不 见 摸 不 着 而 往 往 被 忽 视 。 许 多 人 抱 怨 长 期 在 室 内环 境 中 工 作 、 生 活 感 觉 不 适 ， 主 要 包 括 感 觉 胸 闷 、 空 气 有 刺 激 性 、 头 痛和 过 敏 等 ， 世 界 卫 生 组 织 （ WHO） 将 此 种 现 象 称 之 为 “ 病 态 建 筑 物 综 合 症 ” 。WHO对 “ 病 态 建 筑 物 综 合 症 ” 的 解 释 是 ： “ 在 非 工 业 区 主 诉 具 有 急性 非 特 异 症 候 群 （ 眼 、 鼻 或 咽 刺 激 症 ， 头 痛 ， 疲 劳 ， 不 适 ） 的 建 筑 逗 留者 频 数 增 加 的 情 况 。 这 些 症 状 在 离 开 该 建 筑 物 后 得 到 改 善 ” 。“ 病 态 建 筑 物 综 合 症 ” 虽 不 至 于 危 及 生 命 ， 但 直 接 影 响 了 人 体 健 康 及 工作 效 率 。 这 是 由 于 仍 存 在 着 忽 视 了 的 隐 藏 污 染 源 ， 多 组 分 、 低 浓 度 、 长 时 间污 染 的 综 合 作 用 。 常 年 空 调 房 间 ， 由 于 气 流 组 织 不 合 理 ， 导 致 气 溶 胶 类 污 染（ 微 粒 、 细 菌 、 病 毒 ） 在 局 部 死 角 滞 留 、 积 累 。 空 调 设 计 中 单 纯 追 求 低 能 耗 ， 不按 卫 生 标 准 和 设 计 规 范 配 置 新 风 量 ， 缺 乏 综 合 效 益 分 析 ， 也 是 诱 发 工 作 人员 在 “ 舒 适 ” 大 楼 的 人 工 小 气 候 环 境 中 患 病 的 主 要 原 因 。4.其 他传 染 性 疾 病 ， 如 “ 军 团 病 ” 。过 敏 性 疾 病 。空 气 中 负 离 子 数 少 ， 正 负 离 子 比 例 失 调 ， 可 能 使 人 体 免 疫 功 能 减 弱 。冬 夏 两 季 ， 空 调 室 和 普 通 办 公 室 空 气 温 差 大 ， 人 体 的 体 温 调 节 功 能不 易 适 应 ， 工 作 人 员 容 易 得 伤 风 感 冒 。 这 是 所 谓 的 “ 空 调 不 适 应 症 ” 。环 境 射 频 电 磁 辐 射 。四 、 室 内 空 气 质 量 的 卫 生 学 评 价1.室 内 微 小 气 候室 内 微 小 气 候 既 受 外 界 气 候 的 影 响 而 又 有 本 身 的 调 控 功 能 ， 并 与 人体 体 温 调 节 关 系 密 切 。 与 下 列 因 素 有 关 ：气 象 条 件 参 数 ： 气 温 、 气 湿 、 气 候 及 热 辐 射 。人 的 行 为 调 节 ： 服 装 。人 的 活 动 量 ： 代 谢 率 。2.室 内 空 气 的 主 要 污 染 物室 内 空 气 的 污 染 比 室 外 更 严 重 ， 有 的 文 献 报 道 可 能 大 20倍 ， 甚 至 更多 。 室 的 建 筑 材 料 、 装 饰 材 料 、 家 具 散 发 某 些 污 染 物 ， 人 体 本 身 散 发 的生 物 气 体 、 吸 烟 、 烹 调 以 及 计 算 机 、 复 印 机 、 家 用 电 器 等 都 可 能 产 生 有害 健 康 的 气 体 。 文 献 的 报 道 有 300多 种 ， 甚 至 更 多 。3.室 内 空 气 污 染 物 的 特 征 影 响 范 围 大 室 内 空 气 污 染 不 同 于 特 定 的 工 矿 企 业 环 境 ， 涉 及 的 人群 数 量 很 大 ， 几 乎 包 括 了 整 个 年 龄 组 。 接 触 时 间 长 人 们 长 期 持 续 地 暴 露 在 室 内 空 气 污 染 的 环 境 中 ， 对 人体 作 用 时 间 很 长 。 污 染 物 浓 度 低 室 内 污 染 一 般 不 会 超 标 ， 短 期 内 人 体 不 会 有 明 显 的表 现 。 污 染 物 种 类 多 成 千 上 万 种 空 气 污 染 物 同 时 作 用 在 人 体 ， 可 发 生 复杂 的 协 同 作 用 、 相 加 作 用 、 独 立 作 用 或 抵 抗 作 用 。 健 康 危 害 不 清 这 些 低 浓 度 室 内 空 气 污 染 的 长 期 影 响 人 体 作 用 机 理人 居 建 筑 室 内 空 气 质 量 与 人 体 健 康戴 自 祝 提 要 本 文 提 出 室 内 空 气 质 量 对 人 体 健 康 的 重 要 性 ； 将 医 学 与 卫 生 学 运 用 于 建 筑 设 计 ； 对 室 内 空 气 质 量 进 行 卫 生 学 的 综 合 评 价 。关 键 词 ： 室 内 空 气 质 量 建 筑 卫 生 学 污 染 物 综 合 评 价 嗅 味 污 染!建 筑 学 报 2002/7及 其 阈 值 剂 量 不 清 楚 ， 对 人 体 作 用 反 应 是 微 小 的 、 缓 慢 的 和 迟 发 的 。4.室 内 污 染 物 的 来 源室 外 来 源大 气 、 房 基 地 、 质 量 不 合 格 生 活 用 水 、 人 为 带 进 室 内 、 从 邻 居 家 来 的 。室 内 来 源人 体 排 出 、 室 内 燃 烧 加 热 、 建 筑 装 修 材 料 、 家 具 被 褥 衣 服 、 家 用 化工 产 品 、 室 内 生 物 污 染 、 家 用 电 器 电 磁 辐 射 、 光 电 反 应 产 物 等 。5.主 要 污 染 物 及 其 对 人 体 的 影 响（ 1） CO2来 源 于 人 群 呼 吸 、 吸 咽 和 明 火 取 暖 等 ， 当 人 群 密 集 、 通 风 不 良 、 人感 觉 恶 心 、 头 痛 等 不 适 时 ， CO2浓 度 一 般 不 超 过 0.20.3%， 这 是 因 为CO2含 量 增 高 的 同 时 ， 伴 有 气 温 气 湿 升 高 ， 空 气 中 氧 含 量 和 离 子 数 减 少 ，尘 粒 、 细 菌 和 体 臭 等 的 增 高 等 因 素 所 致 。卫 生 学 家 将 CO2作 为 评 定 室 内 空 气 污 染 的 良 好 指 标 ， 如 每 人 每 小 时供 给 2030m3新 鲜 空 气 ， 则 室 内 空 气 中 CO2含 量 可 在 0.1%以 下 ， 此 时 空气 较 为 清 洁 。（ 2） COCO是 公 共 场 所 中 最 为 常 见 的 有 毒 气 体 ， 主 要 来 自 燃 料 的 不 完 全 燃 烧和 吸 烟 ， 工 业 排 放 、 汽 车 尾 气 排 放 污 染 外 界 大 气 环 境 ， 由 于 不 合 理 的 建筑 格 局 的 通 风 系 统 也 可 造 成 公 共 场 所 CO含 量 过 高 。（ 3） 可 吸 入 颗 粒 物 （ IP）一 般 指 粒 径 小 于 5um的 微 粒 物 ， 可 吸 入 人 体 呼 吸 系 统 ， 甚 至 深 入 肺胞 ， 其 主 要 来 源 于 吸 烟 、 场 面 扬 尘 、 衣 服 、 鞋 袜 、 表 皮 脱 落 等 。 可 吸 入颗 粒 物 不 仅 可 能 为 微 生 物 的 载 体 ， 其 本 身 就 含 有 有 毒 物 质 或 其 它 致 病 、致 癌 物 。 可 吸 入 颗 粒 物 阻 碍 紫 外 线 穿 透 ， 降 低 人 体 对 钙 、 磷 的 吸 收 ， 与空 气 中 的 CO2起 协 同 作 用 ， 加 剧 对 人 体 的 危 害 。 限 量 0.15mg/m3。（ 4） 苯 并 （ a） 芘 （ Bap）国 际 国 内 公 认 的 强 致 癌 物 ， 主 要 来 自 燃 料 的 不 完 全 燃 烧 、 汽 车 尾 气和 吸 烟 等 ， 我 国 标 准 最 高 容 许 浓 度 为 0.1ug/100m3。（ 5） 甲 醛甲 醛 是 不 良 建 筑 物 综 合 症 （ SBS） 明 确 的 危 险 因 素 之 一 。 新 建 楼 房室 内 甲 醛 的 污 染 水 平 波 动 于 0.1mg/m3（ WHO推 荐 的 室 内 指 导 限 值 ） 上下 。 与 其 他 室 内 有 机 污 染 物 相 比 ， 其 健 康 影 响 在 非 工 业 性 室 内 环 境 中 最为 突 出 ， 故 引 起 广 泛 的 重 视 。建 筑 材 料 、 室 内 装 饰 材 料 和 生 活 用 品 ， 例 如 ： 以 脲 醛 树 脂 为 黏 合 剂的 各 种 人 造 板 胶 合 板 、 纤 维 板 、 刨 花 板 等 。 脲 醛 树 脂 隔 热 材 料 含 醛 类 消毒 防 腐 剂 的 水 溶 性 涂 料 ， 各 种 生 活 用 品 ， 如 ： 化 妆 品 、 清 洁 剂 、 防 腐 剂 、油 墨 、 纺 织 纤 维 等 。 家 用 燃 料 和 烟 叶 的 不 完 全 燃 烧 。短 时 间 甲 醛 暴 露 的 人 体 健 康 效 应 ： 刺 激 作 用甲 醛 的 主 要 危 害 表 现 对 皮 肤 粘 膜 的 刺 激 作 用 。 甲 醛 能 与 蛋 白 质 结 合 ，高 浓 度 吸 入 出 现 呼 吸 严 重 的 刺 激 和 水 肿 、 眼 刺 激 、 头 痛 。 致 敏 作 用甲 醛 是 一 种 环 境 致 敏 原 。 皮 肤 直 接 接 触 甲 醛 可 引 起 过 敏 性 皮 炎 、 色斑 、 坏 死 。 吸 入 高 浓 度 甲 醛 时 可 以 诱 发 支 气 管 哮 喘 。 致 突 变 作 用实 验 动 物 在 实 验 室 高 浓 度 慢 性 吸 入 的 情 况 下 ， 可 引 起 鼻 咽 肿 瘤 。 目前 一 般 认 为 ， 非 工 业 性 室 内 环 境 甲 醛 浓 度 水 平 还 不 至 于 导 致 人 体 的 肿 瘤和 癌 症 。（ 6） VOC挥 发 性 有 机 物挥 发 性 有 机 化 合 物 按 其 化 学 结 构 ， 可 以 进 一 步 分 为 八 类 ： 烷 类 、 芳烃 类 、 烯 类 、 卤 烃 类 、 酯 类 、 醛 类 、 酮 类 和 其 他 。 非 工 业 性 室 内 环 境 中 ，可 以 见 到 50300种 挥 发 性 有 机 化 合 物 。 它 们 都 以 微 量 和 痕 量 水 平 出 现 ，每 种 化 合 物 很 少 超 过 50ug/m3的 水 平 。 这 样 的 水 平 低 于 这 些 化 合 物 的 职业 阈 值 （ ThreshOld Limit Values.TLV） 1001000倍 。 在 正 常 情 况 下 ，室 内 VOC的 总 质 量 浓 度 低 于 1mg/m3， 而 这 个 水 平 仅 为 美 国 的 甲 苯 职 业阈 限 值 180mg/m3的 0.55%。 一 篇 近 期 的 综 述 列 出 了 在 世 界 各 国 发 现 的307种 挥 发 性 有 机 化 合 物 的 名 称 。 尽 管 挥 发 性 有 机 化 合 物 与 不 良 建 筑 物综 合 症 之 间 的 因 果 关 系 还 存 在 着 争 论 ， 但 目 前 大 多 数 该 领 域 的 学 者 都 十分 关 注 两 者 之 间 的 因 果 联 系 。室 内 VOC的 主 要 来 源建 筑 材 料 、 室 内 装 饰 材 料 和 生 活 及 办 公 用 品 ， 例 如 ：有 机 溶 液 ： 如 油 漆 、 含 水 涂 料 、 粘 合 剂 、 化 妆 品 、 洗 涤 剂 、 嵌 缝 胶 等 ；建 筑 材 料 ： 如 人 造 板 、 泡 沫 隔 热 材 料 、 塑 料 板 材 等 ；室 内 装 饰 材 料 ： 如 壁 纸 、 其 他 装 饰 品 等 ；纤 维 材 料 ： 如 地 毯 、 挂 毯 和 化 纤 窗 帘 ；办 公 用 品 ： 如 油 墨 、 复 印 机 、 打 印 机 等 ；家 用 燃 料 和 烟 叶 的 不 完 全 燃 烧 ， 人 体 排 泄 物 。室 外 的 工 业 废 气 、 汽 车 尾 气 、 光 化 学 烟 雾 等 等 。室 内 VOC的 危 害 确 定 的 ： 嗅 味 不 舒 适 ； 感 觉 有 刺 激 性 ； 怀 疑 的 ： 过 敏 反 应 ； 神 经 毒 性 作 用 ； 局 部 组 织 炎 症 反 应 。（ 7） 氡 及 其 子 体已 知 氡 有 27种 同 位 素 ， 其 中 与 人 体 健 康 密 切 相 关 的 222rn， 它 是238U蜕 变 链 的 组 成 元 素 。 218PO， 214Pb， 214Bi， 214PO是 蜕 变 过 程 中产 生 的 4个 短 寿 命 的 氡 气 体 。 其 中 218PO和 214PO所 释 放 的 a射 线 造 成 呼吸 道 上 皮 靶 细 胞 的 损 伤 ， 进 而 发 生 肺 癌 。氡 在 空 气 中 无 所 不 在 ， 高 层 建 筑 室 内 氡 浓 度 一 般 是 室 外 的 2倍 ， 楼房 一 层 和 平 房 室 内 是 室 外 的 5倍 ， 故 室 内 是 人 们 受 氡 及 其 子 体 照 射 的 主要 场 所 。室 内 氡 的 来 源 ：房 屋 地 基 及 周 围 土 壤 逸 出 的 氡 ； 饮 用 水 中 的 氡 ； 生 活 用 燃 料 中 的 氡 ；建 筑 材 料 中 铀 （ ra） 蜕 变 的 氡 ； 室 外 氡 进 入 室 内 。后 3种 来 源 对 室 内 氡 的 总 水 平 影 响 很 小 。室 内 氡 的 危 害 ：一 些 建 筑 材 料 释 放 的 氡 及 其 子 体 被 人 吸 入 人 体 内 形 成 内 辐 射 产 生 的危 害 ， 是 近 些 年 来 才 逐 渐 被 人 们 认 识 的 。美 国 有 关 部 门 披 露 的 资 料 称 ： 每 年 因 吸 入 氡 而 死 于 肺 癌 的 人 数 仅 次于 因 吸 烟 致 肺 癌 死 亡 人 数 。国 内 某 些 地 方 调 查 实 测 发 现 ， 约 有 5%左 右 的 民 用 建 筑 内 ， 空 气 中 氡浓 度 超 过 允 许 浓 度 的 34倍 。（ 8） 臭 氧 O3产 生 于 电 影 放 映 灯 和 紫 外 线 灯 点 燃 、 设 计 不 当