冬冷夏熱地區(qū)學(xué)校體育場館空氣質(zhì)量檢測與評價(jià)

邵洪波

1 引言

根據(jù)我國供暖地區(qū)如何劃分，將全國劃分為嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖和溫和五個(gè)地區(qū)。其中，夏熱冬冷地區(qū)主要指，包括安徽、福建、江西、湖北、湖南、重慶、四川、貴州、上海、江蘇、浙江、省等14個(gè)?。ㄖ陛犑校┑牟糠值貐^(qū)。這些地區(qū)一年中，有60-89天平均溫度穩(wěn)定低于或者等于5℃，或者有60天日平均溫度低于或等于5℃，但75天日平均溫度穩(wěn)定低于或等于8℃。最顯著的氣候特點(diǎn)是夏季酷熱，冬季濕冷，空氣濕度較大。

不同地區(qū)，體育場館功能應(yīng)有所不同，應(yīng)具有差異性。那么，夏熱冬冷地區(qū)體育場館的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足，夏季通過通風(fēng)和遮擋，減少太陽輻射，防止室內(nèi)溫度過高和潮濕；冬季通過利用太陽增加室內(nèi)溫度和保持適當(dāng)干燥。體育場館用來滿足教師教學(xué)，學(xué)生日?；顒?dòng)等的需要，室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞影響人們鍛煉時(shí)的舒適感，同時(shí)關(guān)系到身體健康。本文本文運(yùn)用文獻(xiàn)資料法、問卷調(diào)查法、實(shí)地檢測法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等，對本地區(qū)二所高校，近體育館內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)測，客觀描述室內(nèi)體育場館實(shí)際情況，探討改善措施，提高冬冷夏熱地區(qū)體育場館使用。

2 研究方法

2.1 問卷調(diào)查法

選取二間教室進(jìn)行空氣質(zhì)量問卷調(diào)查，二間教室面積相同。第一間教室沒有通風(fēng)口，僅有一扇門作為空氣流通。第二間教室在測試前一天，開窗通風(fēng)，保證室內(nèi)外空氣流通。上課期間，學(xué)生在教室內(nèi)停留時(shí)間超過1個(gè)小時(shí)，學(xué)生通過實(shí)際感受填寫問卷。

2.2 實(shí)地檢測法

利用儀器對體育館、風(fēng)雨操場、田徑場、樹蔭下等地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際檢測。

2.2.1 檢測日期

本實(shí)驗(yàn)選取冬季分析具體數(shù)據(jù)，春、夏、秋季沒有收集檢測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)僅代表冬季體育場館具體情況，不能代表全年水平。具體時(shí)間為2012年12月16日-17日進(jìn)行，同時(shí)，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，在手機(jī)APP軟件獲取同時(shí)段相同參數(shù)數(shù)據(jù)。時(shí)間分別為上午8：00，8：30，9：00，9：30，10：00，10：30，11：00，11：30八個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，表格監(jiān)測數(shù)值均用均值表示，具體數(shù)據(jù)如表所示。

2.2.2 檢測設(shè)備

使用威盟士負(fù)氧離子檢測儀一臺（型號：VMS-3000-NEGO-*），深達(dá)威二氧化碳測試儀一臺（型號：SW-723）。

二氧化碳測試儀：

品牌：深達(dá)威；型號：SW-723；CO2：0-9999ppm±（40+3%）；Temperature：0-50℃±0.5；Humidity：0-85%RH

2.2.3 檢測方法

利用二氧化碳測試儀檢測二氧化碳濃度，利用負(fù)氧離子檢測儀檢測負(fù)氧離子、溫度、濕度、PM10濃度、PM2.5濃度、甲醛濃度、TVOC濃度（總揮發(fā)性有機(jī)化合物）。為了保證取樣數(shù)據(jù)的可靠性，根據(jù)儀器使用說明，用梯子將高度放置檢測儀中心距地高度為1.5m。并且，遠(yuǎn)離室內(nèi)發(fā)熱儀器，遠(yuǎn)離窗戶、門口等，遠(yuǎn)離學(xué)生走動(dòng)的地方。

每5分鐘為一個(gè)時(shí)段，記錄數(shù)據(jù)值，

2.2.4 檢測地點(diǎn)

根據(jù)《公共場所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9668-2002）規(guī)定，檢測的每間教室均超過100m?以上，檢測采用對角線分布，每間教室設(shè)置5個(gè)檢測點(diǎn)。室外檢測點(diǎn)放置在學(xué)生活動(dòng)范圍內(nèi)中心點(diǎn)位置。

2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

檢測數(shù)據(jù)使用SPSS17.0版本，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，檢測指標(biāo)經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析后均采用均值表示。Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集和整理分析。

2.4 文獻(xiàn)資料法

通過中國知網(wǎng)，結(jié)合文章寫作需求，搜索關(guān)鍵詞“體育場館”“空氣質(zhì)量”“負(fù)氧離子”等文章，為本文研究提供理論支撐。

3 結(jié)果與分析

3.1 室內(nèi)空氣質(zhì)量主觀評價(jià)

根據(jù)我國空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （表2），以此為依據(jù)對檢測空氣質(zhì)量樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過開窗和關(guān)窗時(shí)館內(nèi)空氣是否有異味感，開窗和關(guān)窗時(shí)館內(nèi)空氣是否有異味感進(jìn)行描述分析，得出，90%的學(xué)生認(rèn)為，關(guān)窗的情況下上課，體育館內(nèi)沒有異味感，99%的學(xué)生認(rèn)為，開窗的情況下上課，體育館內(nèi)沒有異味感，說明體育館異味感較小（圖1）。95%的學(xué)生認(rèn)為，關(guān)窗的情況下上課，館內(nèi)空氣有憋悶感，需要透氣；82.5%的學(xué)生認(rèn)為，開窗的情況下上課，館內(nèi)空氣沒有憋悶感（圖2）。說明體育館通風(fēng)和不通風(fēng)情況下，空氣質(zhì)量主觀體驗(yàn)差異較大。提高室內(nèi)風(fēng)速可以有效地改善人體的憋悶感感受，即，保證室內(nèi)體育場館的通風(fēng)。

3.2 室內(nèi)、外空氣質(zhì)量客觀評價(jià)

3.2.1 負(fù)氧離子

世界衛(wèi)生組織規(guī)定：清新空氣的負(fù)氧離子標(biāo)準(zhǔn)濃度為700-1500個(gè)/cm?。從表5可以看出，只有開放教室和樹蔭下達(dá)到，清新空氣標(biāo)準(zhǔn)。

選取的開放教室為口字型教學(xué)樓，四周均有高大樹木，教學(xué)樓內(nèi)中間是空地，并有植被，每間教室都有窗戶，在測試前一天開窗，保持室內(nèi)外空氣流通，檢測的負(fù)氧離子達(dá)到3級（表3）。負(fù)氧離子較高的原因可能是四周植被茂盛，空氣流動(dòng)，帶來含較多氧及負(fù)離子的新鮮空氣。

監(jiān)測結(jié)果顯示，開放教室室內(nèi)空氣中負(fù)氧離子比樹蔭下負(fù)氧離子高?？諝庳?fù)氧離子濃度與溫度、降雨量、相對濕度基本呈正相關(guān)。然而，樹蔭下空氣中負(fù)氧離子低于開放教室，可能與風(fēng)速、溫度有關(guān)，也可能與樹木茂密程度有關(guān)，尚需相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明?？偟膩碚f，空氣中負(fù)氧離子濃度均達(dá)到了維持人體健康基本需求標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.2溫度

樹蔭下溫度明顯低于其他地點(diǎn)溫度，低于標(biāo)準(zhǔn)值（表2）?？梢曰卮鹭?fù)氧離子低的原因，即，當(dāng)溫度低于20℃時(shí)，空氣負(fù)氧離子濃度值隨溫度上升的速度較為緩慢，可能這是導(dǎo)致樹蔭下負(fù)氧離子低于開放教室的原因之一。我們知道，樹木吸收空氣中大量的熱量，同時(shí)樹葉不斷蒸發(fā)水分，樹蔭下的溫度自然比周圍要低得多，大樹底下好乘涼。

封閉教室溫度較高，是因?yàn)?，測試前一天下課后保持窗戶關(guān)閉狀態(tài)，沒有保持通風(fēng)，室內(nèi)熱空氣不能很好和室外空氣進(jìn)行流通所致。開放教室溫度較低原因在于，其他地點(diǎn)均是風(fēng)壓通風(fēng)形式降低溫度，然而，本文選取的開放教室有風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)兩種自然通風(fēng)形式。

3.2.2 相對濕度

本文選取典型的冬季濕冷天氣，當(dāng)天相對濕度高達(dá)95%，測得數(shù)據(jù)均高于參照標(biāo)準(zhǔn)（表2）。潮濕悶熱是細(xì)菌霉菌生長的溫床，不通風(fēng)室內(nèi)二氧化碳、塵埃、皮屑、塵螨、煙霧等其他的有害氣體增多，可吸入細(xì)微顆粒懸浮污染物增多。帶來呼吸系統(tǒng)疾病。運(yùn)動(dòng)中，如何保持適當(dāng)?shù)目諝鉂穸龋枰覀冋业角‘?dāng)?shù)姆椒ā?/p>

3.2.3 PM10濃度和PM2.5濃度

PM10檢測數(shù)值均低于國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值，可以說夏熱冬冷地區(qū)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較好。其中樹蔭下數(shù)值最低；PM2.5濃度均超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，相比之下，樹蔭下PM10和PM2.5濃度相對較低，室內(nèi)上課的教室數(shù)值最高，同時(shí)，室內(nèi)上課的教室數(shù)值可能和上課人數(shù)，和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)，尚需實(shí)驗(yàn)證明。

3.2.4 CO2濃度

體育場館中人體所釋放出的二氧化碳?xì)怏w是重要的氣態(tài)污染物，決定著體育場館中的空氣質(zhì)量。上課中和上課中的單車房二間教室CO2濃度高，其中單車房為密閉的空間，CO2濃度超過國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值，空氣變得渾濁。實(shí)驗(yàn)沒有考慮單位面積人數(shù)和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，風(fēng)速等因素。最大限度的提高單車房空氣流通，是保持CO2低濃度的最佳方法。

4 思考

4.1 風(fēng)雨操場

風(fēng)雨操場是學(xué)生在風(fēng)雨天氣下能進(jìn)行室內(nèi)體育活動(dòng)的場所。筆者認(rèn)為，不同地區(qū)，風(fēng)雨操場的概念應(yīng)有所區(qū)別，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，主要是遮擋風(fēng)沙，遮擋雨雪；夏熱冬冷、夏熱冬暖和溫和地區(qū)，除了有擋風(fēng)遮雨的功能外，還應(yīng)體現(xiàn)通風(fēng)的功能，更好的與室外空氣進(jìn)行流通。嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季體育館有供暖設(shè)施，室內(nèi)氣候干燥，需要加濕器；然而，夏熱冬冷地區(qū)，空氣濕度較大，需要除濕，應(yīng)根據(jù)天氣實(shí)際情況進(jìn)行通風(fēng)，必要時(shí)使用空調(diào)進(jìn)行人工通風(fēng)。

4.2 開辟室外公園教室

公園教室是指，在樹木較多的地方開辟一定面積的健身活動(dòng)場地，同時(shí)還要通風(fēng)、遮陽、隔熱。傳統(tǒng)體育課是在操場和體育館進(jìn)行，滿足學(xué)生跑、跳、投等田徑運(yùn)動(dòng)需要。然而，大學(xué)體育課除了體育專業(yè)學(xué)生需要田徑場上課外，大學(xué)公共課幾乎不上傳統(tǒng)的田徑課，而開設(shè)更加豐富的休閑體育課程，因此，夏熱冬冷地區(qū)的大學(xué)體育課上課地點(diǎn)也不限制在田徑場，可以是更多形式。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，負(fù)氧離子較多的地方是樹蔭下，那么，針對，體適能、嗒嗒球、器械健身、健美操、瑜伽、太極、體育舞蹈等，不需要快速移動(dòng)，大范圍移動(dòng)的體育項(xiàng)目，既可以在室內(nèi)上課，也可以在樹蔭下上課。避開了室內(nèi)負(fù)氧離子少、PM10濃度高、CO2濃度高的缺點(diǎn)，充分利用樹下負(fù)氧離子高，溫度低，PM10和PM2.5濃度的優(yōu)點(diǎn)。

4.3 因地制宜設(shè)計(jì)體育館

增加空氣流通有：自然通風(fēng)和人工通風(fēng)兩種。本文選取的浙師大風(fēng)雨操場具有代表性，有風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)兩種自然通風(fēng)形式，教學(xué)樓被植被圍繞，負(fù)氧離子較高。相比綜合館，場館內(nèi)各教室窗戶為封閉式，不可打開，雖然安裝中央空調(diào)，但，調(diào)查顯示，大部分教室在上課期間均不開空調(diào)，更沒有穿堂風(fēng)設(shè)計(jì)，造成空氣難以流通，給人憋悶感?；蛟S，此設(shè)計(jì)可以很好的保持室內(nèi)溫度，適合嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)學(xué)校。因此，針對夏熱冬冷地區(qū)體育場館建設(shè)，在條件允許情況下，應(yīng)多設(shè)計(jì)有風(fēng)壓通風(fēng)和熱壓通風(fēng)兩種自然通風(fēng)形式的體育館，而不僅僅滿足風(fēng)壓通風(fēng)一種形式。

本文系2021年度高校國內(nèi)訪問學(xué)者“教師專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目”（FX2021125）。

（作者單位：金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院）