159 长沙市某大型商业办公建筑夏季室内空气品质客观评价.doc

长沙市某大型商业办公建筑夏季室内空气品质客观评价湖南大学土木工程学院 魏小清 李念平 周慧 肖书博 胡丽君摘 要：为了研究我国长沙市大型办公建筑室内空气品质环境现状及其改善对策，本文对长沙市某大型商业办公建筑2008年的夏季室内空气品质调研数据进行了分析。本文通过实地测量和实验室样品分析的方式采集数据资料，采用大气质量评价方法对这些实测数据进行客观方面的评价。经测试分析可知，长沙市大型商业办公楼在室内空气品质环境客观评价中未能达标，同时在能源利用方面浪费严重。针对调研过程中发现的问题及该地区大型商业办公建筑室内空气品质现状的分析，本文得到了关于长沙市大型商业办公建筑IAQ方面的客观评价，为长沙市建立地区性的IAQ数据库以及开展建筑节能工作提供参考依据。 关键词：大型办公建筑；室内空气品质；客观评价 1 引言当前，由于新装饰、装潢材料的大量应用，造成室内空气污染日趋严重，有关室内空气品质评价的问题也因此受到了国内外学者的高度重视1-5。室内空气品质(Indoor Air Quality, IAQ)问题不仅仅涉及对空气、温度、湿度的合理确定，而且还要求空气的新鲜度和限制空气中污染物的含量，包括空气质量标准、评价方法及控制措施等一系列问题。良好的室内空气品质应该是空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害物浓度指标，并且处于这种空气中的绝大多数人对此没有表示不满意6。高品质的室内空气品质是室内人员保持健康和提高工作效率的保障。目前有许多关于室内空气品质方面的研究，但大多数是住宅建筑的空气品质问题，而关于大型商业办公建筑的研究相对较少，其实办公楼的空气品质问题已经不容忽视，其好坏直接关系到办公人员的身心健康和工作效率，因此对办公楼室内环境的研究很有必要的。同时由于地域、气候、人种、经济发展水平、文化背景等的不同，国外在此方面的研究成果可借鉴性不大，我国在此方面还比较落后。因此迫切需要建立合理的地区性评价室内空气品质的方法，保证其结果的地域性、公正性、权威性和可比性，从中能得出真正有用的信息，以有助于解决目前室内空气污染日益严重的问题。如何定性定量地确定室内空气品质的状况对人类生存和发展的适宜性，已成为评价室内空气品质时一个突出的重要问题7。运用现场调查往往耗费大量的人力物力，同时需要大量的时间，但优点是能获取客观评价所需的大量第一手资料，其研究价值也是巨大的。因此，本文对长沙市某办公楼夏季室内空气品质的实测数据进行了深入的分析研究，得到了大量有效的数据，并利用这些数据对长沙市办公楼室内空气品质的现状做了客观评价，得到较全面真实可信的结论。2 调查概况选取中国长沙市某一大型商业建筑作为客观评价的对象。该楼建筑是办公性质的综合楼，为钢筋混泥土结构，外墙为不可开(或开度很小的)玻璃幕墙，建造于1995年，地上29层，地下2层，标准层高3.5m，楼高108m,建筑总面积约4万平方米，空调面积约为3万平方米，采用新风供入室内的风机盘管系统。此建筑由于建筑的楼层功能及布局类型不同，所以只选取了典型楼层的办公室、会议室及室外等处布置测点，针对建筑的热湿环境、二氧化碳浓度等空气环境参数进行测量，测量时将门窗关闭，尽量减少室外空气对室内空气的影响。典型的楼层为1、6、12、15、18、20层，选取的12个测试房间面积在22100之间。2.1 研究方法本次研究采用实地测量和实验室样品分析等方法，通过直接测量空气中污染物浓度、室内温湿度、气流等参数来客观评价室内空气品质，分析得出办公人员工作区空气质量的结论。2.2 测量参数及仪器选择实地测试时间为2008年7月26日，现场测试主要是对办公室室内物理参数的测定，测量参数为温度、相对湿度和可吸入颗粒浓度等，采用的仪器有：Testo 175-H2温湿度计；TSU- Velocialc8347风速仪；8760空气质量分析仪、大气采样仪等。测点选择完全依据“室内空气标准（GB/T18883-2002）8”根据监测室内面积大小和情况确定测点数量；采取对角线上或梅花式均匀分布；测量高度距地1.5m。3 长沙市市区某大型商业办公建筑室内空气品质现状调查测量过程中，我们有目的地选择已有主观调查表反馈的办公室，并尽量包含有高、中、低的楼层。将检测的数据整理并分析如下：各房间温度、相对湿度、风速、CO2浓度等测试平均值与国家标准8比较如表1所示。为本次调研数据的统计。表1 室外和室内各房间环境参数统计环境参数室外室内最大值最小值平均值标准差室内空气质量标准8空气温度 ()31.225.221.223.11.232228 (夏季空调工况)相对湿度 (%)60.269.852.363.55.134080 (夏季空调工况)空气流速 (m/s)0.830.2100.090.07 0.3 (夏季空调工况)CO2 (PPM)4651210649852.9164.702000可吸入颗粒PM10 (mg/m3)_0.10.010.050.030.15 (24h均值)总挥发性有机物TVOC (mg/m3)_0.30.060.150.060.60 (8h均值)从表1可以看出：房间的平均实测温度较低，通过调查得知是办公室内人员对室内温度设定就较低；各房间的二氧化碳含量较高，经调查得知因空调系统的维护保养较差和很少开空调新风机组而导致新风量严重不足，从而导致二氧化碳浓度较高。该办公楼室内二氧化碳的平均浓度基本上未超出1000ppm的可接受标准，但大多未达到700ppm的清洁标准。4 中国长沙市区某大型商业办公建筑室内空气品质客观评价室内空气评价指标代表一组信息，其中单个信息的高低反映了室内某一类污染物所处的水平，而组合则反映了室内空气环境的质量。国内外常采用的室内空气品质评价方法是大气质量评价方法，即指数法。它将实测污染物浓度Ci(平均值)作为客观指标，以该污染物的室内标准值Si的倒数看座权重系数，无量纲的Ci/Si值可称为污染物的分指数。大气质量指数法比较合理的方法则是综合大气质量指数法，它综合了最高分指数和平均分指数，能够比较客观、全面的反映空气质量，综合大气质量指数的具体计算9如式(1)所示。根据(1)式对该建筑各楼层的室内空气品质进行客观评价的结果见表2。 (1)表2 某大型商业办公建筑室内空气品质的客观评价楼层综合指数CO2 (ppm)PM10 (mg/m)TVOC (mg/m)平均值分指数平均值分指数平均值分指数10.5211005.00.5030.0850.5670.2200.36760.4541026.00.5130.0650.4330.1550.258120.159896.00.4480.0550.3670.1500.250150.108720.00.3600.0450.3000.1450.242180.120671.50.3360.060.4000.1000.167200.206799.00.4000.0750.5000.2000.333综合大气质量指数法是受到普遍接受的评价方法，具有广泛的适用性，评价结果也是比较准确的。室内空气品质等级划分9从环境指数法来说，一般认为综合指数在0.5以下属于清洁环境，可获得室内人员的最大接受率，超过1则属于污染环境。该办公楼环境基本清洁。ASHRAE手册1991年应用篇中规定，对于办公楼环境，其室内风速应在0.13m/s0.23m/s的范围内。室内风速过低会导致室内的换气量不够，室内气流组织也不佳。从本次对室内空气品质调研结果(表3)可看出，室内测试的平均风速普遍低于0.13m/s。表3 各楼层室内环境数据楼层人员密度(人/)平均照度(Lx)平均噪声(dB)平均风速(m/s)10.17365.546.00.0860.03571.552.00.09120.19406.552.00.12150.10429.053.00.12180.06423.053.50.11200.12423.552.50.055 结论如今，建筑能源和室内空气品质问题可以说是普遍空调系统中的两大热点。室内空气品质研究致力于构建一门跨学科的科学，这门科学年轻、充满活力，同时也面对着许多挑战。IAQ的评价是一个非常复杂的问题，其复杂性不仅在于评判因素的多少，还在于评判因素的量化分析上。但IAQ的研究是一门跨学科的科学，也是一门相当年轻的科学，是环境可持续发展的不可分割的一部分。因此，我们仍需要从理论上对IAQ问题进行充分的研究，尤其是地区性的主观因素调研方面，进而才能对IAQ进行正确的评价。本文通过对中国长沙市某大型商业办公建筑夏季室内空气品质进行调研，了解到该办公楼中测点的PM10、CO2等平均浓度达到了国家标准，空气品质良好。综上所述，采用调查实测采集数据和客观评价分析数据的方式基本上能正确反映地区性办公建筑的室内空气环境现状。通过大量的调研，采集分析数据，初步建立起长沙市地区性的室内空气品质数据库，为本地区建筑设计、建造、管理、节能及其改造提供理论指导。参考文献1 M Sandberg, M Sj berg. The use of moments for assessing air quality in ventilated rooms J. Building and Environment, 1983,18(4): 181-197. 2 Larry G. Berglund, Ph.D.P.E. Common elements in the design and operation of thermal comfort and ventilation systemsJ. ASHRAE Transactions, 1994, 6(2): 776-781.3 Christopher W. Collett, James A. Ross, Elia M. sterling. Quality assurance strategies for investigating IAQ problemsJ. ASHRAE Journal, 1994, 5(2): 42-51.4 H.E. BARNEY. IAQ: An environmental factor in the indoor habitatJ. HPAC. 1997, 69(2): 57-60.5 H.E. Barney Burroughs. Filtration: An investment in IAQ J. HPAC, 1997,6(8): 55-65.6 Shirley Hansen. Managing ind