淺析民用建筑氣密性對室內(nèi)污染物濃度的影響

摘要：隨著國家節(jié)能減排戰(zhàn)略的實(shí)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(shù)的減少，意味著室內(nèi)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(nèi)污染物濃度的影響。

關(guān)鍵詞：民用建筑 氣密性 室內(nèi)污染物濃度

0 引言

建筑物室內(nèi)的污染物濃度大小主要取決于三點(diǎn)：①建筑物原材料的質(zhì)量，②建筑物內(nèi)外環(huán)境的影響，如是否通風(fēng)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(huán)境溫濕度相對穩(wěn)定時，民用建筑氣密性對室內(nèi)污染物濃度的影響。

從民用建筑室內(nèi)污染物控制的角度來說，氣密性越小，新風(fēng)量越大，換氣率就高，相對的室內(nèi)污染物濃度就低，這是宜居的室內(nèi)環(huán)境。因此，《民用建筑室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325-2001)(2006版)利用模擬環(huán)境測試艙測定材料的污染物釋放濃度時規(guī)定：每小時換氣一次；室內(nèi)空氣進(jìn)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(jié)能來說，氣密性大一些，換氣率小一些，會取到更好的節(jié)能效果?！督ㄖ獯皻饷苄阅芊旨壖皺z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(fēng)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(shè)計而成。則房間的氣密性和換氣次數(shù)有如下關(guān)系：

對于公共建筑物來說，其建筑外窗氣密性最低不應(yīng)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(shè)定的典型房間來說換氣次數(shù)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(shè)定的典型房間來說換氣次數(shù)不能大于0.38次/小時）。

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

1 實(shí)驗(yàn)思路

1.1 環(huán)境測試艙能夠較為真實(shí)地模擬室內(nèi)環(huán)境，同時便于隨時改變艙內(nèi)溫濕度、換氣率等內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)人員擬采用環(huán)境艙來模擬室內(nèi)環(huán)境。

1.2 制作一個能夠不間斷的釋放污染物的試驗(yàn)裝置。選用一個玻璃比重瓶（40ml），去掉塞子，內(nèi)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(nèi)的溫度和濕度分別為（21±0.5℃）、（45±5%），瓶內(nèi)甲醛溶液就可以持續(xù)穩(wěn)定地?fù)]發(fā)，從而構(gòu)成一個在既定單位時間內(nèi)，可持續(xù)穩(wěn)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(nèi)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(nèi)換氣率來確定。

1.4 艙內(nèi)甲醛濃度的檢測采用酚試劑分光光度法。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料

2.1 環(huán)境測試艙（4m3）：能調(diào)節(jié)艙內(nèi)溫度、濕度、換氣率，河南建筑科學(xué)研究院研制生產(chǎn)。

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(biāo)態(tài)下的采樣流量，鄭州奧林科技有限公司生產(chǎn)。

2.5 大型氣泡采樣管：10ml規(guī)格。

2.6 酚試劑：10g/瓶 產(chǎn)地：美國。

2.7 可見光分光光度計：型號7230G，上海精密科學(xué)儀器廠生產(chǎn)。

3 實(shí)驗(yàn)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(nèi)，放在環(huán)境艙正中心，與艙底拉開60cm的距離。將艙門關(guān)閉，對艙內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，將溫度和濕度分別調(diào)至21±0.5℃和45±5%，并保證艙內(nèi)空氣流量不低于0.2m/s。

要改變換氣率，就要對艙內(nèi)進(jìn)氣口與出氣口的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)?？砂聪铝胁襟E進(jìn)行操作：調(diào)節(jié)進(jìn)氣口與出氣口的流量，使兩個口的流量大致相當(dāng)。進(jìn)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(nèi)的氣體。將進(jìn)氣口與出氣口的流量分別調(diào)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(nèi)體積為4m3，在一小時以內(nèi)，每個出氣口與換氣口的數(shù)值所對應(yīng)的換氣次數(shù)分別能達(dá)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(yàn)過程中，艙內(nèi)污染物濃度都能夠維持14小時的平衡狀態(tài)。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(diào)至0.5L/min，可采集10L艙內(nèi)氣體。實(shí)驗(yàn)過程中，可通過酚試劑分光光度法對艙內(nèi)平衡濃度進(jìn)行測試。

4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、分析

下圖為不同換氣率下艙內(nèi)甲醛平衡濃度關(guān)系：

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根據(jù)換氣率下艙內(nèi)甲醛平衡濃度關(guān)系圖可以進(jìn)行如下論證：污染源相對恒定，溫濕度一定，若房間內(nèi)換氣次數(shù)超過0.5次/小時，室內(nèi)空氣中甲醛濃度就低；反之，換氣次數(shù)若達(dá)不到0.5次/小時，室內(nèi)空氣中甲醛濃度就高。

5 結(jié)果討論

由上面的實(shí)驗(yàn)可得出初步的結(jié)論：室內(nèi)空氣換氣率會對室內(nèi)甲醛濃度產(chǎn)生一定的影響。

若考慮節(jié)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(nèi)環(huán)境應(yīng)該綜合考慮門窗氣密性和換氣次數(shù)兩方面，顯然這兩方面尚未達(dá)到一個最佳的平衡關(guān)系，因此，我們進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測時應(yīng)該注意平衡兩者之間的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[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(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325-2001)(2006版).

[3]《刨花板甲醛散發(fā)的研究》.周定國.南京林業(yè)大學(xué)研究生博士學(xué)位論文.

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