基于熱環(huán)境測試的移動公共衛(wèi)生間環(huán)境質(zhì)量試驗(yàn)研究

劉高藝 趙怡婉 門靜舒 何亞玲 白楊 李瑞鑫

摘 要：移動公共衛(wèi)生間在目前城市人口密集區(qū)應(yīng)用較為廣泛，但民眾使用體驗(yàn)普遍較差。為探明現(xiàn)有可移動公共衛(wèi)生間環(huán)境質(zhì)量影響因素，本文以鄭州地區(qū)為例，選取三個正常使用的典型移動公共衛(wèi)生間作為研究對象，對其單體室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行短周期實(shí)測與環(huán)境質(zhì)量評價，分析了不同外擾對公共衛(wèi)生間熱環(huán)境與空氣品質(zhì)的影響規(guī)律，總結(jié)不同通風(fēng)模式與移動公共衛(wèi)生間臭味強(qiáng)度之間的關(guān)系，旨在為未來移動公共衛(wèi)生間的優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：移動公共衛(wèi)生間;通風(fēng);熱環(huán)境;環(huán)境質(zhì)量

中圖分類號：TU834 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）05-0113-03

Abstract： Mobile toilets are used widely in cities and some populated areas currently. However， the users’ reflection is not so good indeed. In order to figure out the factors that influence the environment quality of mobile toilets， in this paper， three topical mobile toilets with regular service were selected as research objects in Zhengzhou area with measurement and assessment of indoor thermal environment in a short period. Therefore， different disturbance influencing the indoor thermal environment and air quality had been analyzed， the relation between different modes of ventilation and odor intensity were summarized. The result of this research provides theoretical foundation for improvement of mobile toilets design in the future.

Keywords： mobile toilets;ventilation;thermal environment; environment quality

1 研究背景

近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的加速，城市人口急劇增多，固定式公共衛(wèi)生間已無法滿足分散人群，尤其是非常規(guī)人流密度下的使用需求，移動公共衛(wèi)生間應(yīng)運(yùn)而生。目前的城市公共衛(wèi)生間主要分為固定式與活動式兩種，其中，活動式公共衛(wèi)生間因給排水設(shè)施受限、機(jī)械通風(fēng)不足普遍存在衛(wèi)生環(huán)境惡劣，“重入輕出”等問題，嚴(yán)重降低人們的如廁幸福感。

歐陽運(yùn)滔[1]對成都移動廁所進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，使用者普遍因廁所異味“望廁興嘆”。黃莉[2]通過對移動廁所用戶需求進(jìn)行調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，民眾認(rèn)為最需要改進(jìn)的部分就是衛(wèi)生問題和通風(fēng)問題。王世鳳等人[3]對連云港公共衛(wèi)生間的衛(wèi)生狀況進(jìn)行調(diào)查同樣發(fā)現(xiàn)，公共衛(wèi)生間衛(wèi)生質(zhì)量差，惡臭氣體彌散嚴(yán)重，存在健康隱患。王伯誠[4]從城市公共廁所的現(xiàn)狀出發(fā)，對城市公共廁所規(guī)劃-建筑設(shè)計-細(xì)節(jié)設(shè)計層面展開研究。童金義[5]提出了一種新的除臭技術(shù)，利用超聲波霧化的原理，設(shè)計了一套新的除臭設(shè)備。李程等人[6]采用Airpak軟件對世博衛(wèi)生間室內(nèi)污染物濃度及熱環(huán)境進(jìn)行模擬，并通過改變通風(fēng)方式、換氣次數(shù)、排風(fēng)口高度等方式，對比了不同模擬工況下污染物的濃度。

通過對國內(nèi)研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析可知，現(xiàn)有研究多局限于公共衛(wèi)生間的規(guī)劃布局與衛(wèi)生設(shè)施狀況改善，而基于狹小封閉空間對適宜性空氣品質(zhì)的要求，對公共衛(wèi)生間內(nèi)熱環(huán)境及氣流組織的研究與數(shù)學(xué)分析較少，尤其是對移動公共衛(wèi)生間內(nèi)封閉狹小空間的環(huán)境分析與空氣質(zhì)量劣化機(jī)理鮮有提及，而這無疑阻礙了文明城市建設(shè)以及公共衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展。本研究擬通過試驗(yàn)的方法，對移動公共衛(wèi)生間在內(nèi)外環(huán)境耦合擾動下的環(huán)境質(zhì)量展開研究，基于對現(xiàn)有移動公共衛(wèi)生間室內(nèi)溫濕度變量的分析，總結(jié)移動公共衛(wèi)生間室內(nèi)溫度與臭味強(qiáng)度變化規(guī)律。

2 研究對象與方法

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前鄭州市內(nèi)組合式移動公共衛(wèi)生間使用較為普遍。因此，筆者選取了三個具有代表性的人口密集區(qū)的組合式移動公共衛(wèi)生間作為研究對象。三組被測對象分別為A、B、C。對象A位于蓮花街，對象B位于鄭州火車站，對象C位于馬寨。研究對象概況如表1所示。

試驗(yàn)測試采用FLUKE 971溫度、濕度儀采集試驗(yàn)對象室內(nèi)、室外空氣溫度和濕度數(shù)據(jù)，利用FLUKE VT02熱紅外儀采集天花板、壁面、地面等溫度數(shù)據(jù)。室外溫濕度數(shù)據(jù)采集階段，為避免太陽直射，選擇在背陰處完成，室內(nèi)空氣溫濕度選擇在距離地面1.5m處測量。此外，為了減少室外環(huán)境的影響，保證大門封閉。數(shù)據(jù)采集自2018年8月24日至2018年8月26日上午09：30持續(xù)到傍晚17：50，數(shù)據(jù)記錄間隔為20min。測試期間，公共衛(wèi)生間處于正常使用階段，以達(dá)到對移動公共衛(wèi)生間室內(nèi)溫濕度與熱感覺更真實(shí)的評價與比較。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 測試對象環(huán)境溫度分析

對象A的測試時間為2018年8月24日;對象B的測試時間為2018年8月25日;對象C的測試時間為2018年8月26日。根據(jù)《城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 17217—1998）[7]，對于一類水沖式公共廁所，廁室溫度不低于14℃，廁室濕度不高于80%;對于2類水沖式公共廁所，廁室溫度不低于10℃，廁室濕度不高于80%。實(shí)測對象室內(nèi)外空氣溫度對比見圖1。

由圖1可知，夏季移動公共衛(wèi)生間室內(nèi)溫度始終高于室外，室內(nèi)最高溫度在12：10可達(dá)35.5℃，在09：30或17：30降至最低，每組對象室內(nèi)外溫度均表現(xiàn)為相近的變化趨勢?？梢?，太陽輻射作用對室內(nèi)溫度變化影響較大。對象A因無組團(tuán)陰影，在室外綜合溫度影響下具有較高的溫度表現(xiàn)。

3.2 測試對象環(huán)境濕度分析

實(shí)測對象室內(nèi)外空氣濕度對比見圖2。

從圖2可知，夏季三組移動公共衛(wèi)生間室內(nèi)相對濕度變化與室外保持一致，這說明現(xiàn)有通風(fēng)作用可較好調(diào)節(jié)室內(nèi)外相對濕度差。然而，受使用頻率的影響，室內(nèi)相對濕度瞬時波動明顯。對溫濕度數(shù)據(jù)疊加分析可發(fā)現(xiàn)，對象A室內(nèi)熱環(huán)境表現(xiàn)為持續(xù)高溫高濕，這說明組團(tuán)陰影率與機(jī)械通風(fēng)可明顯降低室內(nèi)溫濕度以提升環(huán)境品質(zhì)，自然通風(fēng)表現(xiàn)不佳。考慮三個對象結(jié)構(gòu)相似，圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料熱物性相同，這也從側(cè)面說明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能表現(xiàn)較差，對降低室內(nèi)溫濕度波幅不利。

3.3 對象環(huán)境溫度的垂直分層分析

3.4 測試對象臭味強(qiáng)度

本文對移動公共衛(wèi)生間室內(nèi)臭味強(qiáng)度的評價主要基于人體嗅覺的主觀打分，參與打分的8人均為在校大學(xué)生，男女人數(shù)對等且身體健康，嗅覺靈敏。評價過程中，去掉最高分和最低分后取平均值，且與實(shí)測時間節(jié)點(diǎn)同步完成。臭味強(qiáng)度采用6級強(qiáng)度表示法，1級為無氣味;2級為能夠確定氣味性質(zhì)的較弱氣味;3級為很容易聞到的明顯氣味;4級為較強(qiáng)的氣味;5級為很強(qiáng)的氣味;當(dāng)臭味強(qiáng)度超過3級時，即認(rèn)為大氣已受到惡臭污染。實(shí)測對象的臭味強(qiáng)度對比如圖5所示。

4 結(jié)論

通過本文的研究發(fā)現(xiàn)，雖然三組試驗(yàn)對象的室內(nèi)溫濕度普遍高于室外且表現(xiàn)不佳，但仍基本符合現(xiàn)行城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。本文對臭味強(qiáng)度的主觀評價顯示出室內(nèi)污染物揮發(fā)快濃度高，隨著溫度的升高，污染物分子運(yùn)動加劇?，F(xiàn)有移動公共衛(wèi)生間通風(fēng)構(gòu)造雖然能滿足最小通風(fēng)量，但無法有效降低室內(nèi)溫濕度條件以控制臭味強(qiáng)度，不能滿足文明城市建設(shè)背景下民眾對環(huán)境質(zhì)量的要求。基于移動公共衛(wèi)生間的特殊性，建議采用以自然通風(fēng)為主、機(jī)械通風(fēng)為輔的復(fù)合通風(fēng)方式，如利用太陽能煙囪與拔風(fēng)效應(yīng)建立復(fù)合通風(fēng)體系，采取上送下分的散排風(fēng)形式等改善氣流組織設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽運(yùn)滔.移動廁所內(nèi)部優(yōu)化設(shè)計研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2015.

[2]黃莉.新型移動公廁設(shè)計研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2018.

[3]王世鳳，陶玉清，仝彩霞.公共衛(wèi)生間返臭問題及應(yīng)對措施[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（21）：156.

[4]王伯城.城市公共廁所建筑設(shè)計研究[D].西安：西安建筑科技大學(xué)，2006.

[5]童金義.一種公廁除臭技術(shù)研究[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2008（4）：63-66.

[6]李程，王如竹，陸紫生，等.公共衛(wèi)生間通風(fēng)氣流組織及室內(nèi)環(huán)境研究[C]//中國制冷學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集.2009.

[7]全國愛國衛(wèi)生運(yùn)動委員會.城市公共廁所衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 17217—1998[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.