綠色居住建筑室內(nèi)主要空氣污染物分析與評(píng)價(jià)

田恬 劉 赟

（1甘肅省建筑科學(xué)研究院；2甘肅省綠色建筑與建筑節(jié)能工程研究中心，甘肅 蘭州 730050）

1 研究背景

隨著建筑裝修材料的廣泛應(yīng)用及建筑物密閉性的不斷提高，室內(nèi)空氣污染日益嚴(yán)重，室內(nèi)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)及控制研究已成為社會(huì)熱點(diǎn)[1]。近年來(lái)的研究表明，室內(nèi)裝修造成的污染主要以甲醛和TVOC為主，苯系物次之，空氣氡超標(biāo)現(xiàn)象極少。室內(nèi)裝修材料不合格是引起室內(nèi)空氣污染的最主要因素。

目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》，綠色建筑評(píng)價(jià)主要依據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)GB/T50378-2014標(biāo)準(zhǔn)》。幾項(xiàng)《標(biāo)準(zhǔn)》中均明確要求了室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目和污染物濃度限值，但忽略了污染物的累積影響和綜合污染效應(yīng)。

通過(guò)檢索發(fā)現(xiàn)，針對(duì)綠色建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量的研究較少，普通建筑空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)多以模糊數(shù)學(xué)法、灰色理論法為主，應(yīng)用綜合指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)的較少。本文主要針對(duì)蘭州地區(qū)的綠色居住建筑進(jìn)行檢測(cè)，并應(yīng)用綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)建筑室內(nèi)空氣污染現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了綜合指數(shù)法相較于其他評(píng)價(jià)方法，更為簡(jiǎn)單、客觀，能夠直接反映出室內(nèi)空氣質(zhì)量的總體情況，并可以據(jù)此劃分出室內(nèi)空氣質(zhì)量的AQI等級(jí)[2]。

2 材料與方法

2.1 檢測(cè)對(duì)象

本研究選取的住宅小區(qū)位于蘭州市區(qū)內(nèi)，小區(qū)周圍無(wú)明顯污染物排放源。小區(qū)內(nèi)建筑已通過(guò)甘肅省綠色建筑驗(yàn)收，實(shí)驗(yàn)所選取的25套住宅均為精裝修房，且未入住，所有住宅室內(nèi)裝修材料、裝修程度均一致，無(wú)家電、家具。客廳地面鋪貼瓷磚，墻面涂刷乳膠漆；臥室為木地板地面，乳膠漆墻面；廚房為瓷磚地面、墻面；板材櫥柜及大理石臺(tái)面。

2.2 樣品采集

根據(jù)GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及GB/T50325-2010）（2013版）《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》，室內(nèi)環(huán)境污染物濃度檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)按房間面積設(shè)置，即面積小于50m2，設(shè)1個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；面積為50～100m2，設(shè)2個(gè)檢測(cè)點(diǎn)；面積大于100m2時(shí)，設(shè)3～5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。當(dāng)房間有2個(gè)及2個(gè)以上檢測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)取各點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果的平均值作為該房間的檢測(cè)值。

本研究所選取的功能房間面積均小于50m2，采樣時(shí)，在房間對(duì)角線交叉處布1個(gè)采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)的高度應(yīng)與人的呼吸帶高度一致，約為1.5m，需避開(kāi)通風(fēng)口并離墻壁距離大于0.5m。采樣前關(guān)閉門窗12h，采樣時(shí)需關(guān)閉門窗[3]。

2.3 檢測(cè)方法

甲醛的檢測(cè)方法采用GB/T18204.2-2014《公共場(chǎng)所空氣中甲醛測(cè)定方法》酚試劑分光光度法。氨的檢測(cè)方法采用GB/T18204.2-2014《公共場(chǎng)所空氣中氨測(cè)定方法》納氏試劑分光光度法。苯的檢測(cè)方法采用GB50325-2010（2013版）《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》和《GB/T11737-1989居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法氣相色譜法》。TVOC的檢測(cè)方法采用GB50325-2010（2013版）《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》和GB/T11737-1989《居住區(qū)大氣中苯、甲苯和二甲苯衛(wèi)生檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法氣相色譜法》。CO的檢測(cè)方法采用GB/T9801-1988《空氣質(zhì)量一氧化碳的測(cè)定非分散紅外法》。

3 檢測(cè)結(jié)果分析

檢測(cè)所選取的25套住宅中，甲醛、氨、苯、在客廳、臥室、廚房的檢出率為100%，TVOC在客廳和廚房的檢出率為100%，臥室的檢出率為95.4%。不同功能房間的污染物濃度分布情況如表1、表2所示。

對(duì)于客廳，甲醛、氨平均濃度分別為0.047mg/m3、0.226mg/m3，最高濃度超標(biāo)分別為2.000 倍和3.495 倍，超標(biāo)率依次為16.00%、44.00%，苯、TVOC的平均濃度依次為0.035mg/m3、0.061mg/m3，所有戶型均無(wú)超標(biāo)。

人類停留時(shí)間最長(zhǎng)的臥室污染情況較為嚴(yán)重，可能與精裝修鋪設(shè)的木質(zhì)地板有關(guān)。計(jì)算所得甲醛、氨、苯、TVOC的平均濃度依次為0.037mg/m3、0.242mg/m3、0.056mg/m3、0.092mg/m3。四種污染物質(zhì)均有不同程度的超標(biāo)，超標(biāo)率依次為9.10%、50.00%、17.65%、5.88%，其中，氨最高濃度超標(biāo)4.06倍。廚房空氣質(zhì)量狀況相對(duì)較好，僅氨、TVOC超標(biāo)，超標(biāo)率分別為44.44%、11.11%，造成污染的原因可能與廚房裝修使用的人造板材有關(guān)。

4 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)結(jié)果分析

4.1 評(píng)價(jià)方法

目前，常用動(dòng)態(tài)模型法、灰色理論法、模糊數(shù)學(xué)法對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)[4-5]。但這些評(píng)價(jià)方法都存在不足。動(dòng)態(tài)模型法只適用于單個(gè)污染物的評(píng)價(jià)；灰色理論法沒(méi)有將人體對(duì)室內(nèi)空氣品質(zhì)的主觀感受與測(cè)定值相聯(lián)系，不夠全面；模糊數(shù)學(xué)法需要建立各因素對(duì)每一級(jí)別的隸屬函數(shù)，過(guò)程復(fù)雜，且計(jì)算結(jié)果重點(diǎn)突出嚴(yán)重污染的影響，忽略了各種污染因子的綜合效應(yīng)。

指數(shù)評(píng)價(jià)法是用污染物濃度與標(biāo)準(zhǔn)濃度的相對(duì)數(shù)值，簡(jiǎn)單直觀地描述各種污染物對(duì)空氣污染的強(qiáng)度。常用的指數(shù)評(píng)價(jià)模型有單因子指數(shù)和多因子指數(shù)，具體如表3所示[6]。其中，綜合指數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單，能適應(yīng)污染物個(gè)數(shù)的增減，可以直觀地描述各種污染物對(duì)室內(nèi)空氣的污染程度，在考慮多種污染物的平均污染水平外，還兼顧最大污染水平。

評(píng)價(jià)時(shí)，各污染的濃度限值參考《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB/T50325-2010）（2013版）中Ⅰ類民用建筑取值。按照污染物濃度超標(biāo)倍數(shù)、超標(biāo)污染物的種數(shù)、以及不同污染物濃度對(duì)應(yīng)的環(huán)境影響程度等，可將室內(nèi)空氣質(zhì)量指數(shù)分為Ⅰ～Ⅴ等級(jí)，如表4所示。

表1 不同功能房間的甲醛、氨濃度

表2 不同功能房間的苯、TVOC濃度

表3 常用的指數(shù)評(píng)價(jià)模型

表4 室內(nèi)空氣質(zhì)量的等級(jí)

4.2 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

表5 室內(nèi)空氣質(zhì)量指數(shù)的計(jì)算結(jié)果（mg/m3）

根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的小區(qū)內(nèi)25套住宅的室內(nèi)各污染物因子的濃度值，利用表1所列的公式計(jì)算各指數(shù)值及綜合指數(shù)值，并按表2進(jìn)行室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)等級(jí)劃分，各檢測(cè)樣本的計(jì)算結(jié)果入表5所示。

從表5的評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，本次研究所選取的樣本中，有16套住宅評(píng)價(jià)結(jié)果為清潔或無(wú)污染，另外9套住宅有不同程度的污染，主要污染物是氨，苯和甲醛次之。一般建筑室內(nèi)氨氣污染有三種來(lái)源，包括：1）室內(nèi)排水管道由于存水彎處蓄水不足而導(dǎo)致下水系統(tǒng)中的氣體逸出；2）室內(nèi)裝修時(shí)用到的添加劑、增白劑、板材粘合劑等，在室溫下會(huì)釋放出氨氣；3）常用混凝土外加劑中的防凍液、高堿混凝土膨脹劑和早強(qiáng)劑都含有氨類物質(zhì)，它們會(huì)隨著溫度、濕度等環(huán)境因素的變化被還原成氨氣，從混凝土中慢慢釋放出來(lái)[7]。主要來(lái)源于建筑裝飾中使用的涂料、料、膠、漆等。甲醛主要來(lái)自于裝修用的刨花板、纖維板、大芯板、膠合板、沙發(fā)用海綿、海綿床墊及墻壁、地面裝飾鋪設(shè)用的粘合劑等。

5 結(jié)語(yǔ)

研究表明，室內(nèi)空氣污染已經(jīng)是一種普遍現(xiàn)象，即使是通過(guò)驗(yàn)收的綠色建筑，在裝飾裝修過(guò)程中依然會(huì)引入污染源，降低室內(nèi)空氣質(zhì)量，造成空氣污染。研究所選取的25套住宅都進(jìn)行了相同程度的裝修，在未放置家具、家電及未入住的情況下進(jìn)行檢測(cè)，得出氨為最主要的污染物，苯和甲醛依次次之。通過(guò)計(jì)算綜合指數(shù)，得出有9套住宅不同程度受到污染，其他16套住宅為清潔或無(wú)污染。

在控制和防范住宅的室內(nèi)空氣時(shí)，主要通過(guò)污染源控制、通風(fēng)、室內(nèi)空氣凈化3種途徑實(shí)現(xiàn)。建議采取的有效措施有：

1）在裝修時(shí)選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的裝修材料，盡可能使用無(wú)毒或低毒性的油漆、涂料和人造板等。

2）裝修結(jié)束后，不宜立即入住，可通過(guò)開(kāi)啟門窗的方式增加室內(nèi)的換氣量，稀釋室內(nèi)空氣污染物濃度[8]。

3）可通過(guò)種植綠色植物，使用空氣凈化器，放置活性炭包等方式，吸附、分解甲醛等污染物，從而改善室內(nèi)空氣質(zhì)量[9]。