室內(nèi)裝飾裝修材料污染預(yù)測系統(tǒng)設(shè)計

■莫偉恒 ■廣西建筑工程質(zhì)量檢測中心，廣西 南寧 530005

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，普通家庭家居環(huán)境與商業(yè)場館辦公環(huán)境中裝飾裝修的等級越來越高，使用裝飾裝修材料的品種與數(shù)量都不斷地提高，一方面改善了生活環(huán)境，提高了生活質(zhì)量，但另一方面也帶來了日益嚴(yán)重的室內(nèi)環(huán)境污染，目前國家針對裝飾裝修材料中有害物質(zhì)造成的環(huán)境污染問題，頒布了如下的一系列標(biāo)準(zhǔn):

GB 18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 人造板及其制品中甲醛釋放限量》

GB 18581-2009《室內(nèi)裝飾裝修材料 溶劑型木器涂料中有害物質(zhì)限量》

GB 18582-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量》

GB 18583-2008《室內(nèi)裝飾裝修材料 膠粘劑中有害物質(zhì)限量》

GB 18584-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 木家具中有害物質(zhì)限量》

GB 18585-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 壁紙中有害物質(zhì)限量》

GB 18586-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 聚氯乙烯卷材地板中有害物質(zhì)限量》

GB 18587-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料 地毯、地毯襯墊及地毯膠粘劑有害物質(zhì)釋放限量》

GB 24410-2009《室內(nèi)裝飾裝修材料 水性木器涂料中有害物質(zhì)限量》

基本涵蓋了容易產(chǎn)生污染的裝飾裝修材料大類，以及針對完工后成品室內(nèi)環(huán)境整體質(zhì)量的GB 50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范(2013版)》。相對于標(biāo)準(zhǔn)欠缺的過去，這一系列強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)對裝飾裝修工程產(chǎn)生的污染起到了一定的控制作用，但整體看這一控制體系在實(shí)際應(yīng)用中存在一個難以解決的問題，就是單一品種裝飾裝修材料的有害物質(zhì)釋放量和最終裝修成品室內(nèi)環(huán)境中的有害物質(zhì)濃度缺乏聯(lián)系，體現(xiàn)在實(shí)際工程中結(jié)果就是雖然全部采用符合國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的原材料，但是裝飾裝修完成之后的室內(nèi)環(huán)境中有害物質(zhì)卻超過標(biāo)準(zhǔn)限量，而且這一問題一旦產(chǎn)生，期待其隨著時間的推移自行解決是不現(xiàn)實(shí)的，筆者遇到過裝修之后五年檢測，室內(nèi)環(huán)境中的甲醛依然超標(biāo)的情況，在可能長達(dá)十幾年的釋放周期內(nèi)，只有依靠不斷地保持一定的新風(fēng)量來持續(xù)稀釋有害物質(zhì)，才可能使室內(nèi)環(huán)境中的有害物質(zhì)維持在可以接受的水平，但這樣做便使得室內(nèi)環(huán)境的舒適度大為下降，同時也不利于節(jié)約能源，目前廣為使用的各種類型的家用空氣凈化器，根據(jù)EPA(美國環(huán)境保護(hù)署)的研究i，對于控制室內(nèi)環(huán)境中有害物質(zhì)的作用也非常有限，因此，能夠在裝修設(shè)計選材階段就對最終產(chǎn)品的有害物質(zhì)釋放量有個可靠的估計，防患于未然是非常有必要的，筆者設(shè)計的系統(tǒng)目的就在于此。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1．1 影響因素

考慮實(shí)際工程中可能影響某種有害物質(zhì)X濃度的主要因素，包括所用材料的種類N，其所用的數(shù)量QN，單位面積單位時間有害物質(zhì)釋放量EN，室內(nèi)凈空間體積V，單位時間新風(fēng)量A。

1．2 估計模型

式1中CN為某種材料來源的濃度值。

t為有害物質(zhì)釋放累計時間

室內(nèi)環(huán)境中的某種有害物質(zhì)的總體濃度Cx=Σ CN，在實(shí)際應(yīng)用中，某些材料使用時可能會被涂裝或者封閉，環(huán)境溫度也會對釋放速率產(chǎn)生影響，可以將所有可能影響合并采用修正因子αi來對EN進(jìn)行修正，于是

考慮估算有害物質(zhì)濃度時最不利的情況，應(yīng)該是冬夏季節(jié)門窗開啟比較少，甚至是全封閉的時候，此時新風(fēng)量A很小，可以忽略，又由于室內(nèi)環(huán)境有害物質(zhì)的釋放是一個緩慢的過程，其間室內(nèi)環(huán)境中有害物質(zhì)的濃度遠(yuǎn)未達(dá)到飽和ii，可以近似為恒定速率釋放，所以式2近似為

如果有可能，更為復(fù)雜的模型可以被應(yīng)用來取得更為接近實(shí)際情況的結(jié)果。因?yàn)檫@一系統(tǒng)最終將由計算機(jī)進(jìn)行相關(guān)的模擬計算，考慮到目前計算機(jī)的處理能力，一次性計算所有模型的結(jié)果并進(jìn)行比較評估也是有可能的。

1．3 各因素取值

裝飾裝修材料數(shù)量Q和裝修完成之后凈空體積V比較容易計算得出，釋放量EN和釋放速率影響修正因子αi可以通過實(shí)驗(yàn)測得，由于裝飾裝修材料的種類及其涂飾搭配是有限的，例如細(xì)木工板表面涂裝聚酯清漆是一個搭配，涂裝硝基漆是另一個搭配，分別測試涂裝成品在5℃，15℃，25℃條件下的釋放速率，進(jìn)行線性差值或者高次曲線擬合，就可以很方便的得到不同涂飾條件下的釋放速率以及修正因子變化曲線，相關(guān)數(shù)據(jù)將被保存在云端的數(shù)據(jù)庫中，之后所有同類型材料搭配都可以直接采用已有的數(shù)據(jù)。假設(shè)有各材料廠商參與，積累數(shù)據(jù)的速度會非常的快，所有常見材料的的釋放速率及各種搭配環(huán)境條件下影響因子取值，應(yīng)該都能在數(shù)據(jù)庫中查到。

1．4 應(yīng)用設(shè)計

這樣的一個計算系統(tǒng)的客戶端界面，應(yīng)該是每個普通人都可以很快學(xué)會并使用的，因此采用云端和本地結(jié)合的方式，云端數(shù)據(jù)庫保存所有已知的材料和搭配的數(shù)據(jù)及預(yù)測模型，客戶端只需要在圖形界面進(jìn)行菜單式的簡單選擇，填入房屋凈空面積，材料數(shù)量等簡單參數(shù)就可以完成預(yù)測，不需要更深入了解的相關(guān)知識的計算過程，軟件界面設(shè)計應(yīng)該盡可能簡潔，方便易用。

2 系統(tǒng)應(yīng)用構(gòu)想

該系統(tǒng)既可以由第三方組織、行業(yè)協(xié)會統(tǒng)一主導(dǎo)建立，也可以由各家材料廠商或者裝飾裝修公司分別建立，甚至可以是由個人用戶分散建立，但這些分散的數(shù)據(jù)庫應(yīng)該在云端整合，組成一個大的統(tǒng)一的云端數(shù)據(jù)庫，所有的已有廠牌、型號、各種搭配組合都可以共享為所有用戶使用，這樣即可以避免大量重復(fù)的估算實(shí)驗(yàn)，又可以為用戶提供盡可能全面覆蓋的數(shù)據(jù)，對以往預(yù)測結(jié)果和最終結(jié)果的持續(xù)比較，能盡可能的完善預(yù)測模型，使得幾乎所有的組合都可以的到滿意的估計結(jié)果，一旦得到用戶的認(rèn)可，更多的廠商會希望自己的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)也進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫中，方便目標(biāo)用戶查詢，從而有利于數(shù)據(jù)庫的持續(xù)完善。

3 結(jié)語

本文所設(shè)計的系統(tǒng)，旨在以預(yù)防為主的思想，依托目前發(fā)達(dá)的計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，解決當(dāng)下普通人最關(guān)心的室內(nèi)環(huán)境裝飾裝修污染問題，在幾乎沒有可以使用的預(yù)測方法的情況下，部分人解決這一問題方案就是全部選擇基本0釋放的全實(shí)木裝飾裝修材料，但畢竟實(shí)木資源有限，價格昂貴，理想的選擇應(yīng)該是根據(jù)合理的估計，使得裝飾裝修成品的有害物質(zhì)濃度維持在一個可接受的水平，因此該系統(tǒng)一旦投入使用，可以提供一個簡單而且經(jīng)濟(jì)的解決裝飾裝修室內(nèi)環(huán)境污染問題的方法。