哈爾濱住宅建筑室內氣體污染物測試分析

崔 巍

(黑龍江工程學院土木與建筑工程學院,黑龍江 哈爾濱 150050)

0 引言

在我國，隨著經濟的高速發展，室內外空氣污染問題尤為突出。近年頻發的霧霾天氣使得室外大氣污染愈發嚴重，人們被迫減少外出的時間和頻率，但不合理的建筑設計、空調系統設計和運行以及眾多散發有害物質的建材的使用使得我國的室內空氣品質(Indoor Air Quality，IAQ)問題也較發達國家要嚴重的多，我國每年由于室內空氣污染引起的超額死亡數量多，超額門診數22萬人次，超額急診數430萬人次，每年由于室內空氣污染造成的損失，按支付意愿價值估計，約為106億美元[1]。不僅如此，隨著北方冬季霧霾加重[2,3]，使得居民有意識地提高了建筑的密封性，這大大削弱了室內外空氣的交換，導致室內產生的有害污染氣體很難有效排出室外，導致人們患病的幾率增加。因此，對室內空氣環境和質量進行研究和評價就顯得異常重要[4]。

因此開展哈爾濱市民用建筑室內空氣品質實地測試，有助于掌握室內空氣污染變動的普遍規律，幫助研究人員對室內空氣環境的變化做出有效預測，進而采取措施去除污染物，這對于降低室內污染水平，改善室內人居環境，保障室內人員身心健康，具有十分重要的意義。

1 研究方法

1.1 檢測指標的選取

本文以室內環境作為測試對象，僅重點選取了以下幾個指標測試[5]：甲醛、TVOC、可吸入顆粒物PM2.5和PM10、二氧化碳、溫度、相對濕度和空氣流速[6,7]。

1.2 采樣點選取

本文依據采樣點布置原則，選擇了客廳、主臥、副臥、廚房和衛生間作為5個參與檢測的功能房間[8,9]。其中，按照每個房間大致的面積和實際情況，在客廳設置了3個采樣點，以對角線排列，在兩個臥室各設置2個采樣點，而在廚房和衛生間面積較小的空間設置1個采樣點。此外，為了與室外新風和走廊空氣質量作對比，也分別在室外和走廊設置了2個對照采樣點。

1.3 檢測步驟和時長

在測量之前確保住宅在當天沒有進行過任何換氣通風，室外空氣和走廊空氣測量數據作為對照組。在室內布點15 min后對所有測點進行第一次檢測，監測數據作為本住宅未通風前室內各項污染物數據。之后打開所有房間門窗，對住宅進行全面通風，通風時間大約在10 min，當二氧化碳檢測儀顯示的室內二氧化碳濃度與室外接近后，可視作室內通風達到要求，記錄此時各個測點污染物數據，作為通風結束后室內污染物初始濃度，記錄后關閉門窗。通風結束后，為了記錄室內各處污染物濃度的增長趨勢，我們每隔15 min記錄一次各點污染物數據，大約2 h，室內污染物數據趨于穩定，此時停止記錄，室內檢測結束[10-12]。

圖1為檢測流程圖。

1.4 綜合指數評價法

為了反映室內污染物的交互作用對空氣質量的影響，找出其綜合污染規律及特征，需要綜合評價室內空氣質量。綜合指數評價[13，14]用于表征環境質量現狀，是將測定數據整理、分析和歸納成指數值。以算術平均指數P及綜合指數I為主要評價指數，算術疊加指數Q為輔助評價指數。

(1)

(2)

(3)

其中，C1為污染物濃度；S1為標準規定上限。

2 結果分析

以《環境空氣質量標準》[15]與《室內空氣質量標準》[16]中各項污染物的濃度為評價標準[17]，綜合五戶家庭結果，甲醛超標2.13倍，總揮發性有機物超標2.58倍，二氧化碳超標1.75倍；各項污染物嚴重程度為：TVOC>甲醛>二氧化碳>PM2.5>PM10。甲醛以及TVOC含量最高的房間是主臥和衛生間，懸浮顆粒物含量最高的房間是副臥，廚房和衛生間的二氧化碳含量最高，說明此處空氣新鮮度最差。綜合空氣品質算術平均指數Q和綜合指數I，室內各個房間空氣品質按從好到差排列依次是：副臥>客廳>廚房>主臥>衛生間。廚房由于測試階段未發生烹飪行為，因此空氣質量得以保證。主臥室的空氣質量較差，污染物主要是甲醛和TVOC，可見家具中甲醛和揮發性有機物含量依然處于嚴重超標階段，因此需要在主臥多通風，促進甲醛和揮發性有機物的擴散，或采取一定主動手段凈化室內空氣。另外，對比室外空氣發現，室外懸浮顆粒物嚴重超標，反映了當地霧霾的嚴重，而甲醛等污染物則可忽略不計；室內外懸浮顆粒物的巨大差距說明建筑物對霧霾起到了有效的阻隔作用。

當通風結束剛把門窗關上的一段時間內，室內污染物濃度會有一個較快的回升，然后釋放速率逐漸放慢，2 h后，主要污染物的濃度增長將極其緩慢，此時甲醛、總揮發性有機物、二氧化碳的濃度指數分別達到了通風前的67%,68%,63%。各類污染物綜合指數變化的趨勢如圖2所示。

3 結語

本文逐時檢測了哈爾濱市5個家庭的居住房間室內的主要空氣污染物，包括PM2.5,PM10，甲醛，TVOC，二氧化碳。采用姚氏綜合指數評價法對住宅的空氣品質進行了評價，在所有的污染物中，TVOC和甲醛的濃度超標最為嚴重，評價結果還顯示，住宅的圍護結構對室外PM2.5和PM10具有良好的過濾效果。而且通過短暫的通風可以顯著改善室內空氣品質，關閉門窗后，污染物濃度逐漸提高，2 h之后上升趨勢逐漸不明顯，因此建議人員在室時，可以室內人員活動較為頻繁時，推薦通過1 h短時通風改善室內空氣品質。