淺析民用建筑氣密性對室內污染物濃度的影響

摘要：隨著國家節能減排戰略的實施，建筑物的氣密性要求不斷提高，而氣密性的提高意味著換氣次數的減少，意味著室內污染物積聚可能性增加，本文著重討論民用建筑氣密性對室內污染物濃度的影響。

關鍵詞：民用建筑 氣密性 室內污染物濃度

0 引言

建筑物室內的污染物濃度大小主要取決于三點：①建筑物原材料的質量，②建筑物內外環境的影響，如是否通風以及空氣濕度問題，③使用材料的裝載度等等。這里主要研究環境溫濕度相對穩定時，民用建筑氣密性對室內污染物濃度的影響。

從民用建筑室內污染物控制的角度來說，氣密性越小，新風量越大，換氣率就高，相對的室內污染物濃度就低，這是宜居的室內環境。因此，《民用建筑室內環境污染控制規范》(GB50325-2001)(2006版)利用模擬環境測試艙測定材料的污染物釋放濃度時規定：每小時換氣一次；室內空氣進行采樣時，房間密封時間為一小時（氡為24小時）。但是對于房屋的節能來說，氣密性大一些，換氣率小一些，會取到更好的節能效果。《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》（GB/T7107-2008）對建筑外窗單位縫長的氣密性作如下分級：

表一 建筑外窗氣密性能分級

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一個自然通風的房間，層高3.0m，面積15m2；雙扇平推塑鋼窗：高和寬分別為1.5m和2.0m；窗戶面積與房間地面面積采用1：5的布局設計而成。則房間的氣密性和換氣次數有如下關系：

對于公共建筑物來說，其建筑外窗氣密性最低不應低于5級，多層住宅建筑的建筑外窗氣密性不低于3級（對于設定的典型房間來說換氣次數不能大于0.57次/小時），高層住宅建筑（七層以上）的建筑外窗氣密性不低于5級（對于設定的典型房間來說換氣次數不能大于0.38次/小時）。

在這樣密閉的環境中，空氣中污染物濃度和氣密性之間的的關系究竟是怎樣的？為此我們安排了以下一些試驗。

1 實驗思路

1.1 環境測試艙能夠較為真實地模擬室內環境，同時便于隨時改變艙內溫濕度、換氣率等內容，實驗人員擬采用環境艙來模擬室內環境。

1.2 制作一個能夠不間斷的釋放污染物的試驗裝置。選用一個玻璃比重瓶（40ml），去掉塞子，內裝一定量（20ml）的甲醛溶液，因比重瓶的口徑一定，瓶口上方空氣保持一定的流速，艙內的溫度和濕度分別為（21±0.5℃）、（45±5%），瓶內甲醛溶液就可以持續穩定地揮發，從而構成一個在既定單位時間內，可持續穩定的釋放甲醛溶液的裝置，這個裝置就是我們所需的可以不間斷釋放污染物的污染源。

1.3 要分析艙內甲醛平衡濃度是否受到換氣率的影響，以及影響程度如何，可通過改變艙內換氣率來確定。

1.4 艙內甲醛濃度的檢測采用酚試劑分光光度法。

2 實驗設備、材料

2.1 環境測試艙（4m3）：能調節艙內溫度、濕度、換氣率，河南建筑科學研究院研制生產。

2.2 玻璃比重瓶（40ml）：瓶口尺寸直徑9mm，瓶口高10mm。

2.3 甲醛溶液：采用市售的分析純甲醛溶液（濃度約36～37%）。

2.4 TL-2型雙氣路大氣采樣器：該采樣器的采樣流量為標態下的采樣流量，鄭州奧林科技有限公司生產。

2.5 大型氣泡采樣管：10ml規格。

2.6 酚試劑：10g/瓶 產地：美國。

2.7 可見光分光光度計：型號7230G，上海精密科學儀器廠生產。

3 實驗方法

通過20ml大肚移液管吸取20.00ml甲醛溶液，滴入玻璃比重瓶內，放在環境艙正中心，與艙底拉開60cm的距離。將艙門關閉，對艙內溫度進行調節，將溫度和濕度分別調至21±0.5℃和45±5%，并保證艙內空氣流量不低于0.2m/s。

要改變換氣率，就要對艙內進氣口與出氣口的流量進行調節。可按下列步驟進行操作：調節進氣口與出氣口的流量，使兩個口的流量大致相當。進氣口和出氣口的氣體分別為被活性炭凈化的干凈氣體和艙內的氣體。將進氣口與出氣口的流量分別調至0.5m3/小時、1m3/小時、2m3/小時、3m3/小時、4m3/小時、5m3/小時、6m3/小時，艙內體積為4m3，在一小時以內，每個出氣口與換氣口的數值所對應的換氣次數分別能達到0.125次、0.25次、0.5次、0.75次、1次、1.25次和1.5次，在7次試驗過程中，艙內污染物濃度都能夠維持14小時的平衡狀態。用酚試劑溶液作吸收液，通過大氣采樣器采樣20min，將采樣流量調至0.5L/min，可采集10L艙內氣體。實驗過程中，可通過酚試劑分光光度法對艙內平衡濃度進行測試。

4 實驗數據及數據處理、分析

下圖為不同換氣率下艙內甲醛平衡濃度關系：

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根據換氣率下艙內甲醛平衡濃度關系圖可以進行如下論證：污染源相對恒定，溫濕度一定，若房間內換氣次數超過0.5次/小時，室內空氣中甲醛濃度就低；反之，換氣次數若達不到0.5次/小時，室內空氣中甲醛濃度就高。

5 結果討論

由上面的實驗可得出初步的結論：室內空氣換氣率會對室內甲醛濃度產生一定的影響。

若考慮節能效果，宜選擇門窗氣密性大、換氣頻率小的建筑物。由此可見，建筑物室內環境應該綜合考慮門窗氣密性和換氣次數兩方面，顯然這兩方面尚未達到一個最佳的平衡關系，因此，我們進行室內環境監測時應該注意平衡兩者之間的關系。

參考文獻：

[1]《建筑外窗氣密性能分級及檢測方法》（GB/T7107-2008）.

[2]《民用建筑室內環境污染控制規范》(GB50325-2001)(2006版).

[3]《刨花板甲醛散發的研究》.周定國.南京林業大學研究生博士學位論文.

作者簡介：張志強，男，（1982-），河北唐山人，畢業于河北建筑工程學院，土木工程系工業與民用建筑專業。