蘭州市綠色建筑室內空氣中苯和 TVOC 污染研究

任文理，李 巖，李琳琳，陳陽陽，田 恬

（1.甘肅省建筑科學研究院，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省綠色建筑與建筑節能工程研究中心，甘肅 蘭州 730050）

0 引 言

近年來，隨著建筑業的快速發展，綠色建筑以其獨特的節水、節地、節能、節材和保護環境減少污染的特性，漸漸地被人們所熟知。如何做到綠色建筑在建造過程中既保護環境又減少污染，成為人們關注的焦點問題。

為了給居民提供一個“健康、舒適、綠色、環保”的居室環境，將室內空氣質量作為評價綠色建筑的關鍵環節。室內空氣污染物的含量是影響室內空氣質量的關鍵因素。室內空氣污染物主要有：甲醛（HCHO）、氨（NH3）、苯、總揮發性有機污染物（TVOC）、空氣氡、氮氧化物（NOX）、硫氧化物（SOX）、一氧化碳（CO）、顆粒物和病原微生物等。其中，甲醛、苯、TVOC 含量過高是造成室內空氣質量低劣的主要原因［1］。苯和 TVOC 主要來源于油漆、涂料、膠類、防水材料和溶劑或稀釋劑等，對皮膚、眼睛和上呼吸道有刺激作用，能引起機體免疫水平失調，影響中樞神經系統功能，慢性中毒開始時易出現頭暈、頭痛、嗜睡、無力、胸悶等癥狀，嚴重時可損傷肝臟和心血管系統，甚至還會引起“三致”作用［2］。因此，對室內空氣中苯和 TVOC 的研究顯得至關重要。

本文通過對蘭州市綠色居住建筑室內空氣中苯和 TVOC 的檢測并分析，研究如何降低室內空氣中苯和 TVOC 的含量，對提高綠色建筑室內空氣質量，減少室內空氣污染，促進蘭州市綠色建筑產業向前發展具有重要意義。

1 試驗方法

1）試驗對象。選取蘭州市碧桂園二期高層居住建筑，戶型為南北通透型。依據 GB/T 50378－2014《綠色建筑評價標準》和 DB 62/T 25－3064－2013《綠色建筑評價標準》，獲得一星級綠色建筑設計評價標識。

2）檢測儀器。選用氣相色譜儀檢測苯及檢測TVOC，氣相色譜儀每年由甘肅省計量院檢定。苯采樣管為內裝 100 mg 椰子殼活性炭不銹鋼吸附管；TVOC 采樣管為內裝 200 mg Tenax-TA 吸附劑不銹鋼吸附管。采樣管在采樣前均按照標準要求活化。

3）檢測方法。依據 GB 50325－2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》附錄 F 和附錄 G 中的規定，苯和 TVOC 樣品均采用熱解析-氣相色譜法測量，以保留時間定性，峰面積定量。樣品采集前關閉門窗 12 h，儀器放置于遠離門窗和空調等空氣流動較大之處，選擇定點測量，小于 50 m2的房間布設一個點，50～100 m2的房間布設 2 個點。每個檢測點采樣流量為 0.5 L/min，采樣時間 20 min。

4）評價標準。依據 GB 50325－2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（2013 版）中規定：Ⅰ類民用建筑工程苯≤0.09 mg·m-3，TVOC≤0.5 mg·m-3。本試驗檢測對象均屬于Ⅰ類民用建筑工程。

2 結果與分析

2.1 室內不同功能區苯和 TVOC 濃度水平

選取精裝修的 10 套房間檢測，將所檢測點位置按照室內不同功能區劃分為廚房、客廳、臥室 3 類。以室內空氣中苯、TVOC 濃度測定結果平均值作圖，如圖1 所示。由圖1 可知，不同功能區室內空氣中苯濃度大小順序為：臥室＞客廳＞廚房；TVOC 濃度大小順序為：臥室＞廚房＞客廳。其中，臥室中苯濃度范圍為 0.002～0.175 mg·m-3，平均值 0.039 mg·m-3，TVOC 濃度范圍為 0.017～0.755 mg·m-3，平均值 0.114 mg·m-3；客廳中苯濃度范圍為 0～0.173 mg·m-3，平均值 0.038 mg·m-3，TVOC 濃度范圍為 0.012～0.092 mg·m-3，平均值0.050 mg·m-3；廚房中苯濃度范圍為 0～0.054 mg·m-3，平均值 0.025 mg·m-3，TVOC 濃度范圍為 0.016～0.743 mg·m-3，平均值 0.107 mg·m-3。馮文如等［3］通過研究廣州市室內環境中苯的健康風險評價，結果發現，廣州市不同環境空氣中苯的平均濃度為：臥室0.029 mg·m-3，客廳 0.029 mg·m-3，略低于蘭州市室內環境空氣中苯的濃度。臥室和客廳室內空氣中苯濃度高于廚房，原因可能是臥室和客廳使用的裝修材料比廚房的多，且廚房通風狀況相較于臥室和客廳略好。臥室和廚房室內空氣中 TVOC 濃度遠高于客廳，原因可能是臥室和廚房空間小，TVOC 濃度相對高，客廳空間大，TVOC 濃度相對小。

圖1 不同功能區室內空氣苯和 TVOC 濃度水平

2.2 不同高度室內空氣苯和 TVOC 濃度水平

選取精裝修的 12 套房間進行檢測，其中 2 樓、9 樓、18 樓、30 樓各 3 套房間，室內設 2 個檢測點，以室內空氣中苯、TVOC 濃度測定結果平均值作圖如圖2 所示。由圖2 可知，不同樓層室內空氣苯濃度大小順序為：2 樓＞9 樓＞18 樓＞30 樓；TVOC 濃度大小順序和苯的一樣。由此可見，隨著高度的增加，室內空氣中苯、TVOC濃度均逐步降低。顧天毅［4］通過研究蘭州市城關區商場不同樓層TVOC污染特征，結果表明，TVOC 污染水平呈現 3 樓＞4 樓＞5 樓。本研究與顧天毅研究結果相一致。

圖2 不同高度室內空氣苯和 TVOC 濃度水平

2.3 新風系統對室內空氣苯和 TVOC 濃度的影響

選取精裝修的 6 套房間進行檢測，開始以新風系統關閉進行檢測，檢測完之后打開新風系統，運行 12 h 后檢測新風系統打開后的數據，以室內空氣中苯、TVOC 濃度測定結果平均值作圖，如圖3 所示。由圖3 可知，開啟新風系統后，室內空氣中苯、TVOC 濃度明顯降低。苯濃度從 0.091 mg·m-3下降到0.036 mg·m-3，降低了 60.4 %；TVOC 濃度從0.385 mg·m-3下降到0.012 mg·m-3，降低了 96.9 %。由此可見，新風系統運行是降低室內空氣中苯、TVOC 行之有效的辦法，正如相關研究表明［5-6］，新風控制是降低室內空氣苯、TVOC 濃度簡單有效的方法，通過調高新風量和新風系統效應可有效降低室內空氣污染物濃度。

圖3 新風系統對室內空氣苯和 TVOC 濃度的影響

2.4 綠色建筑室內空氣苯和 TVOC 污染來源

選取精裝修的 16 套房間和未裝修的 16 套毛坯房進行檢測。以室內外空氣苯、TVOC 濃度測定結果平均值作圖，如圖4 所示。由圖4 可知，室內空氣苯、TVOC 濃度大小順序均表現為：精裝房＞毛坯房＞室外。裝修前后，苯濃度從 0.040 mg·m-3升高到 0.184 mg·m-3，升高了 3.6 倍；TVOC 濃度從 0.031 mg·m-3升高到0.347 mg·m-3，升高了 10.2 倍。由此可見，裝飾裝修過程及所使用的材料對室內空氣苯、TVOC 濃度的貢獻相當大，室外空氣對室內空氣苯、TVOC 濃度也有一定的貢獻，但相對較小。劉建磊［7］通過研究各因素對 TVOC 濃度水平的影響權重發現，裝修水平對 TVOC 濃度影響最大。因此，科學合理的裝修房屋，減少室內空氣苯和 TVOC 源物質，可有效降低室內空氣污染。

圖4 室內空氣苯和 TVOC 的來源

2.5 綠色建筑室內空氣苯和 TVOC 污染評價

蘭州市綠色建筑室內空氣苯、TVOC 濃度水平檢測結果如表1 所示。結果表明，蘭州市綠色建筑室內空氣苯濃度水平為 0～1.18 mg·m-3，平均值為 0.06 mg·m-3，最高值為 1.18 mg·m-3，標準差0.15 mg·m-3；TVOC 濃度水平為 0.002～1.67 mg·m-3，平均值為 0.13 mg·m-3，最高值為 1.67 mg·m-3，標準差 0.25 mg·m-3。依據 GB 50325－2010《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（2013 版）標準中規定Ⅰ類民用建筑室內空氣苯濃度限值 0.09 mg·m-3，TVOC 濃度限值 0.5 mg·m-3。本次檢測苯、TVOC 各 98 個樣本中，室內空氣苯超標率為 8.2 %，TVOC 超標率為 6.1 %。本次檢測結果中苯濃度明顯高于徐東群等［8］2007 年報道的甘肅省平涼市住宅室內空氣苯濃度平均值 0.009 mg·m-3，TVOC 濃度低于其報道的甘肅省平涼市住宅室內空氣 TVOC 濃度平均值 0.377 mg·m-3。

表1 綠色建筑室內空氣苯和 TVOC 濃度水平

3 結 論

通過對蘭州市綠色建筑室內空氣苯和 TVOC 濃度水平的檢測研究發現：

1）同一房間不同功能區室內空氣苯濃度水平表現為：臥室＞客廳＞廚房，TVOC濃度水平表現為：臥室＞廚房＞客廳。

2）隨著高度的增加，室內空氣中苯和 TVOC 濃度均逐漸降低，因此，建議在購房過程中適當選擇高層房屋。

3）新風系統的運行可以顯著降低綠色建筑室內空氣苯和 TVOC 的濃度。因此，建議居民在條件許可的情況下盡量加裝新風系統。

4）裝飾裝修材料及裝修過程會顯著影響室內空氣苯和 TVOC 的濃度，因此，建議居民在裝修過程中盡量精簡裝修。

5）蘭州市綠色建筑室內空氣苯濃度平均值為 0.06 mg·m-3，超標率 8.2 %；TVOC 濃度平均值為0.13 mg·m-3，超標率 6.1 %。蘭州市綠色建筑室內空氣苯和 TVOC 污染相對較輕。