高濕地區(qū)典型住宅室內(nèi)墻壁表面全年霉菌生長風(fēng)險評價*

重慶大學(xué) 李必成 李百戰(zhàn) 杜晨秋 蔡 姣 要穎慧 王玉玨 姚潤明

0 引言

建筑室內(nèi)潮濕暴露如水損壞、結(jié)露、可見霉菌或濕斑等，是影響室內(nèi)人員健康和舒適的主要原因之一[1-2]。霉菌是室內(nèi)潮濕的主要表征之一，而潮濕會引起多余的水分在建筑材料或者墻體表面累積，當(dāng)達(dá)到霉菌孢子萌芽的臨界溫濕度時，會誘發(fā)建筑墻體表面霉菌生長。建筑內(nèi)霉菌生長不僅會增加一些疾病的患病風(fēng)險，如哮喘、咳嗽、喘息和上呼吸道感染等[3-4]，一些室內(nèi)真菌孢子甚至還會產(chǎn)生真菌毒素，嚴(yán)重影響人體健康[5]。此外，建筑表面一些霉菌生長還會造成建筑材料變色和變質(zhì)[6]，破壞建筑結(jié)構(gòu)和表面，影響建筑美觀。

許多國家和地區(qū)的研究表明，住宅中的潮濕風(fēng)險很大[7-10]。流行病學(xué)橫斷面調(diào)研顯示，在美國、歐洲、澳大利亞、印度和日本，10%～50%的住宅存在潮濕問題[11-13]。2010—2012年，對中國室內(nèi)環(huán)境與兒童健康的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國約10%～20%的住宅存在潮濕問題[14-17]，特別是在全年高溫高濕的重慶地區(qū)，潮濕情況更加嚴(yán)重，有35.1%的住宅中出現(xiàn)“被褥受潮”現(xiàn)象[16]。此外，由于建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的提高和建筑設(shè)計優(yōu)化，如建筑氣密性的提升、陽臺空間的拆除、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能改善、墻壁表面材料的使用等，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能得到提升，減少了建筑室外空氣的滲透，但可能會導(dǎo)致室內(nèi)的水分無法隨空氣及時排出[18]，造成室內(nèi)過多的水分在空氣中和墻體材料表面聚集，從而導(dǎo)致室內(nèi)潮濕和霉菌生長風(fēng)險增大[19-20]。

重慶地區(qū)具有典型的夏熱冬冷、全年高濕的氣候特征，加上全年降水量較大，住宅室內(nèi)霉菌生長的風(fēng)險很大。然而，對于該地區(qū)真實(shí)住宅的室內(nèi)潮濕和霉菌現(xiàn)狀及建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提高對室內(nèi)霉菌生長風(fēng)險的影響等缺少相關(guān)研究。基于此，本文首先采用問卷對重慶地區(qū)住宅室內(nèi)潮濕和發(fā)霉情況進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)而結(jié)合WUFI Plus和WUFI-Bio軟件對典型樣本住宅進(jìn)行全年室內(nèi)和墻體熱濕情況模擬，評估墻體內(nèi)表面全年霉菌生長風(fēng)險，分析影響霉菌生長的顯著因素，從而為改善住宅室內(nèi)熱濕環(huán)境、降低霉菌生長風(fēng)險提出合理有效建議。

1 調(diào)研現(xiàn)狀與分析

1.1 調(diào)研對象及方法

為了解重慶地區(qū)住宅室內(nèi)環(huán)境現(xiàn)狀，筆者所在課題組于2019年對重慶市沙坪壩、九龍坡、渝北3個區(qū)，共計34所幼兒園進(jìn)行了大規(guī)模問卷調(diào)研，通過幼兒園將問卷發(fā)放給幼兒的家長，由幼兒家長填寫問卷(該調(diào)研為課題組前期橫斷面調(diào)研基礎(chǔ)上的二次重復(fù)調(diào)研，具體信息見文獻(xiàn)[21-23])。

調(diào)研問卷的設(shè)計參考了瑞典一項(xiàng)關(guān)于室內(nèi)潮濕和兒童健康[24]的項(xiàng)目，該調(diào)研問卷已經(jīng)在大量建筑室內(nèi)環(huán)境的流行病學(xué)調(diào)研中得到使用。

調(diào)研問卷涵蓋了建筑基本信息、建筑年代、建筑室內(nèi)環(huán)境、潮濕和霉菌污染狀況等問題，共發(fā)放問卷6 547份，回收有效問卷4 943份，問卷回收率75.5%。具體信息見文獻(xiàn)[23]。

結(jié)合研究目標(biāo)，本文主要研究不同建筑年代、不同臥室/客廳墻壁材料下居民自報告的潮濕表征及相互的關(guān)聯(lián)性，因此本文重點(diǎn)針對建筑年代、墻壁表面材料和建筑潮濕表征這幾個問題進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，并采用SPSS 23.0軟件，用皮爾遜(Pearson)卡方檢驗(yàn)統(tǒng)計分析室內(nèi)潮濕環(huán)境與建筑年代的相關(guān)性。

1.2 調(diào)研結(jié)果分析

1.2.1建設(shè)年代

一般而言，不同年份建造的建筑物按照當(dāng)時頒布的標(biāo)準(zhǔn)采用了不同的設(shè)計參數(shù)[25-27]。而具有不同設(shè)計參數(shù)的建筑可能會影響建筑濕熱環(huán)境及住宅中的潮濕情況。

在本次調(diào)研的住宅中，根據(jù)不同建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的頒布時間節(jié)點(diǎn)將其劃分為3種類型，分別為2001年之前(不包含2001年)、2001—2010年(不包含2010年)和2010年以后(包含2010年)。表1給出了不同建設(shè)年代住宅的比例情況。

表1 不同建設(shè)年代住宅比例

1.2.2墻面材料

本次橫斷面調(diào)研中分別對住宅客廳和兒童臥室內(nèi)的墻面材料類型展開研究，包括壁紙、乳膠漆、粉刷墻、水泥、木質(zhì)板、油性漆、海藻泥和其他8種墻面材料，具有完整信息的相關(guān)樣本量為3 765份。在這些樣本中，臥室的墻面材料使用最多的是乳膠漆、粉刷墻和壁紙，依次為1 419、999、923個，占比分別為37.69%、26.53%、24.52%；使用較少的墻面材料分別為水泥(4.22%)、油性漆(1.43%)、海藻泥(0.98%)和木質(zhì)板(0.35%)；4.28%的人在問卷中選擇了其他墻面材料?？蛷d墻面材料的使用規(guī)律與臥室大致相同，從多到少依次為乳膠漆(39.92%)、粉刷墻(25.90%)、壁紙(21.91%)、油性漆(4.36%)、水泥(1.46%)、海藻泥(1.01%)、木質(zhì)板(0.53%)、其他(4.91%)。

圖1和圖2顯示了上述8種墻面材料在不同建設(shè)年代住宅中的使用比例?？梢园l(fā)現(xiàn)：無論是在客廳還是臥室中，隨著建設(shè)年代的推移，壁紙的使用頻率逐步增加，乳膠漆在2001年之后成為使用最多的墻面材料；粉刷墻在2001年之前使用最多，但是隨著建設(shè)年代的推移，使用頻率正在逐步降低；除了壁紙、乳膠漆、粉刷墻這3種主流的墻面材料，其余墻面材料的使用頻率都比較小。

圖1 不同建設(shè)年代住宅臥室墻面材料使用比例

圖2 不同建設(shè)年代住宅客廳墻面材料使用比例

1.2.3建筑潮濕表征

本次調(diào)研分別對現(xiàn)有住宅的客廳和臥室進(jìn)行6項(xiàng)潮濕表征調(diào)查：可見的霉斑、可見的濕斑、水損壞、窗戶結(jié)露、衣物/床褥潮濕發(fā)霉和發(fā)霉的氣味，具有完整信息的相關(guān)樣本量為3 843份。有747份問卷顯示室內(nèi)有潮濕問題，占樣本量的19.48%。

表2給出了調(diào)研對象住宅室內(nèi)6項(xiàng)潮濕表征的分布情況?？梢钥闯觯诮?2個月的6項(xiàng)潮濕表征的報告中，衣物/床褥潮濕發(fā)霉和發(fā)霉的氣味2項(xiàng)最為嚴(yán)重。有493份問卷顯示有衣物/被褥潮濕發(fā)霉的情況，占樣本量的12.8%；有236份問卷顯示臥室有發(fā)霉的氣味，占樣本量的6.1%；有162份問卷顯示客廳有發(fā)霉的氣味，占樣本量的4.3%。通過對比臥室和客廳的潮濕情況發(fā)現(xiàn)，臥室各項(xiàng)潮濕表征的比例都高于客廳，這也意味著臥室發(fā)霉的情況和潮濕的情況比客廳更加嚴(yán)重。

不同建設(shè)年代住宅的室內(nèi)潮濕情況如表3所示。

表3 室內(nèi)潮濕環(huán)境與建設(shè)年代和房間類型的現(xiàn)狀與相關(guān)性

從表3可以看出，當(dāng)前住宅中潮濕暴露(可見的霉斑、水損壞、發(fā)霉的氣味)和建設(shè)年代存在顯著性聯(lián)系(P<0.05)，表明上述3項(xiàng)潮濕表征在不同建設(shè)年代住宅中的分布差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。住宅的建設(shè)年代越早，室內(nèi)發(fā)現(xiàn)可見的霉斑、可見的濕斑、水損壞和發(fā)霉的氣味的比例越高，而且各個建設(shè)年代下依舊是臥室的潮濕和發(fā)霉情況高于客廳。

2 建筑熱濕性能模擬和霉菌生長模擬

上述研究結(jié)果顯示，該地區(qū)住宅室內(nèi)潮濕/霉菌暴露比例較高，且不同建設(shè)年代、不同墻面材料對住宅全年室內(nèi)熱濕環(huán)境和室內(nèi)潮濕有顯著影響。但是由于問卷調(diào)研多是基于用戶自報告的室內(nèi)潮濕和霉菌暴露，無法定量評價不同建筑特點(diǎn)對室內(nèi)霉菌生長風(fēng)險的影響。因此本文進(jìn)一步結(jié)合建筑熱濕模擬，探究不同建設(shè)年代、不同墻面材料和不同換氣次數(shù)對墻壁內(nèi)表面霉菌生長風(fēng)險的影響，并評價各個因素對霉菌生長風(fēng)險的影響。

2.1 模擬軟件

為了評估住宅霉菌的生長風(fēng)險，首先需獲得建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的詳細(xì)溫濕度數(shù)據(jù)。本文選擇WUFI Plus軟件進(jìn)行典型樣本建筑建模，并對其進(jìn)行熱濕模擬，然后把得到的熱濕數(shù)據(jù)導(dǎo)入WUFI-Bio計算霉菌生長情況。

WUFI-Bio廣泛應(yīng)用于霉菌生長預(yù)測領(lǐng)域[28]，其中瞬時生物熱濕模型如圖3所示，霉菌孢子具有一定的吸水潛力，這使其能夠從環(huán)境中吸收水分。從數(shù)學(xué)上講，這種潛力可以通過水分存儲功能來描述，水分通過孢子壁的擴(kuò)散進(jìn)行傳輸，孢子壁的擴(kuò)散特性通過與水分有關(guān)的擴(kuò)散阻力來描述，擴(kuò)散阻力會使孢子水分與環(huán)境水分的交換有一定的延遲。隨著環(huán)境溫度和濕度的變化，孢子中的含水量也會發(fā)生變化，當(dāng)孢子中的含水量達(dá)到臨界含水量時，孢子開始萌發(fā)。

圖3 墻壁表面的霉菌孢子生長示意圖

臨界含水量可由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，把曲霉孢子在不同溫度和相對濕度下發(fā)芽所需的時間在溫濕度圖上標(biāo)出，得到曲霉生長等值線，如圖4所示。以霉菌生長最低的等值線為邊界，把霉菌生長劃分為可能生長區(qū)域和不可能生長區(qū)域。把不同霉菌種類的最低等值線統(tǒng)計到一個圖中，這個圖中的下包絡(luò)線就是所有霉菌生長的最低等值線，如圖5所示。在這條曲線之下，所有種類的霉菌都不會生長；在這條曲線之上，有一些霉菌能夠生長。

圖4 曲霉生長等值線[28]

圖5 不同種類霉菌的最低生長等值線[28]

當(dāng)孢子中的含水量超過臨界含水量時，WUFI-Bio就會假定孢子發(fā)芽并且菌絲開始生長。WUFI-Bio計算出的孢子中的含水量超過臨界含水量時，就會從霉菌生長等值系統(tǒng)中讀取對應(yīng)表面材料和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有關(guān)的營養(yǎng)物質(zhì)下的預(yù)期增長率，并在模擬的各個時間段內(nèi)進(jìn)行累加。當(dāng)孢子中的含水量低于臨界含水量時，菌絲停止生長，并當(dāng)再次超過臨界含水量時立即恢復(fù)生長。因此，霉菌生長程度是指霉菌生長區(qū)域的邊緣隨時間向外移動的距離，最終的霉菌生長程度就是霉菌污染區(qū)域的半徑?；诖?，本文進(jìn)一步結(jié)合WUFI-Bio中的瞬時生物熱濕模型，對樣本住宅室內(nèi)墻體表面霉菌生長程度進(jìn)行模擬與評價。

2.2 物理模型

為簡化模擬，使其結(jié)果更具有代表性，本文選擇一個典型中層公寓的中間層進(jìn)行模擬。典型樣本建筑模型如圖6所示，模擬住宅有2間臥室和1間客廳，總建筑面積105 m2。模型布局如圖7所示，包括3面外墻和1面內(nèi)墻(入口門位于內(nèi)墻)。

圖6 住宅模型

圖7 住宅平面

2.3 模擬設(shè)置

根據(jù)表3的統(tǒng)計結(jié)果，住宅不同建設(shè)年代與潮濕相關(guān)指標(biāo)存在顯著差異。隨著建筑節(jié)能目標(biāo)的不斷提高，夏熱冬冷地區(qū)于2001年、2010年先后頒布了不同的建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，更新了建筑設(shè)計參數(shù)[26-27]?？紤]到不同建設(shè)年代的建筑執(zhí)行不同的建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，其室內(nèi)熱濕環(huán)境存在著顯著差異，為了進(jìn)一步模擬不同建設(shè)年代對室內(nèi)霉菌生長的影響，本文參考了不同年代的建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如表4所示。

表4 居住建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)與熱工性能

參照不同年代的標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料，如表5所示，2001年之前建筑的換氣次數(shù)為2 h-1，2001年之后建筑的換氣次數(shù)均為1 h-1。窗戶都沒有設(shè)置遮陽裝置。除此之外，為了驗(yàn)證圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)對室內(nèi)濕熱性能和墻壁霉菌生長情況的影響，其余的設(shè)置在不同建設(shè)年代的建筑中保持一致。

表5 不同建設(shè)年代的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)

人員在室時間見表6[29]。

表6 人員在室時間

人員不同狀態(tài)的散熱散濕量如表7所示。

表7 人員不同狀態(tài)的散熱散濕量

假定有3人在家，考慮到他們的工作/學(xué)習(xí)和休息時間表，默認(rèn)有人在家時，電氣設(shè)備為運(yùn)行狀態(tài)，人工照明設(shè)置為17:00后開啟。人工照明密度設(shè)定為6 W/m2，設(shè)備功率密度設(shè)定為4.3 W/m2。

2.4 模擬結(jié)果

首先由WUFI Plus軟件模擬得到各個墻壁表面和室內(nèi)的全年逐時溫濕度，然后把熱濕數(shù)據(jù)導(dǎo)入WUFI-Bio，根據(jù)導(dǎo)入的溫濕度數(shù)據(jù)和所選的基材類別，模擬計算得到一年內(nèi)逐時的孢子含水量和臨界含水量，當(dāng)計算得到的孢子含水量大于臨界含水量時，軟件就會從霉菌生長等值系統(tǒng)中讀取對應(yīng)建筑材料和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的預(yù)期增長率，并對一年內(nèi)霉菌生長情況進(jìn)行累加，從而得到全年逐時霉菌生長程度。

2.4.1不同建設(shè)年代住宅霉菌生長風(fēng)險對比

本文模擬計算了不同建設(shè)年代住宅各個方向的內(nèi)表面霉菌生長情況，如表8所示。

表8 各方向墻體內(nèi)表面霉菌生長程度對比 mm

根據(jù)WUFI-Bio的霉菌風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)，除了2001年之前住宅的東北側(cè)墻體，其他墻體的霉菌生長程度均小于129 mm，屬于可容忍的霉菌風(fēng)險程度[28]。由表8可以看出，霉菌生長風(fēng)險與房間朝向和建設(shè)年代有很大的相關(guān)性。就朝向而言，西北側(cè)房間和西南側(cè)房間的內(nèi)表面霉菌生長程度相對較小，東北側(cè)房間的內(nèi)表面霉菌生長程度最大，并且明顯大于其他房間墻體內(nèi)表面。結(jié)合重慶市太陽輻射總量分布(如圖8所示)可以發(fā)現(xiàn)，重慶市北向和東向太陽輻射總量最少，導(dǎo)致東北側(cè)的房間相比其他方位房間獲得的太陽輻射總量最少，空氣溫度較低，相對濕度較大，從而墻體表面孢子含水量相對較高，導(dǎo)致墻體霉菌生長程度較大。

圖8 重慶市太陽輻射總量分布

就建設(shè)年代而言，由表8可以看出，2001年之前的住宅總體霉菌生長程度明顯大于2001年之后的住宅，特別是非東北側(cè)墻體霉菌生長差異更加顯著，總體來說，2001—2010年的住宅相比2001年之前的住宅可減少68.9%的霉菌生長風(fēng)險，2010年以后的住宅相比2001—2010年的住宅可減少74.2%的霉菌生長風(fēng)險。這是因?yàn)?001—2010年的住宅和2010年以后的住宅熱工性能有了明顯改善，以東北側(cè)房間為例，圖9、10顯示了不同建設(shè)年代住宅東北側(cè)房間溫濕度的變化?？梢钥闯觯?001—2010年的住宅和2010年以后的住宅室內(nèi)溫濕度基本相同，但是2001年之前的住宅室內(nèi)溫度普遍偏低，而且大部分時間相對濕度更大，室內(nèi)相對濕度波動也更大，這是因?yàn)?001年之前的住宅與2001年之后的住宅相比保溫性能和吸放濕性能相對較差，墻體干燥過程較慢，容易對室內(nèi)造成過多的濕負(fù)荷[30]。

圖9 不同建設(shè)年代住宅東北側(cè)房間空氣溫度變化

2.4.2不同建設(shè)年代住宅霉菌生長含水量對比

選取霉菌生長風(fēng)險最大的東北側(cè)北向的墻壁為例分析不同建設(shè)年代住宅的墻壁臨界含水量和孢子含水量全年逐時變化情況，如圖11所示。

圖11 不同建設(shè)年代住宅的墻壁臨界含水量和孢子含水量全年變化情況

由圖11可以看出，不同建設(shè)年代住宅的墻壁臨界含水量和孢子含水量變化趨勢大致相同，霉菌生長風(fēng)險較大的時間段大致相同，主要集中在2—7月，但是由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同，顯然可以看到2010年之前的建筑在10—12月更容易發(fā)霉，特別是2001年之前的住宅在此階段更加明顯。由圖11進(jìn)一步分析可得到圖12、13。圖12給出了不同建設(shè)年代住宅的霉菌生長風(fēng)險小時數(shù)，也就是臨界含水量大于孢子含水量的小時數(shù)，可以看出隨著建設(shè)年代的推遲，霉菌生長風(fēng)險的小時數(shù)明顯降低。圖13給出了不同建設(shè)年代住宅的霉菌生長風(fēng)險小時數(shù)下的臨界含水量和孢子含水量的平均值，可以看出隨著建設(shè)年代的推遲，不僅霉菌生長風(fēng)險的小時數(shù)得到了明顯的降低，孢子含水量平均值和臨界含水量平均值的差值也在進(jìn)一步縮小，說明在霉菌生長的時間段霉菌生長的速率也在減慢。圖12、13進(jìn)一步表明了隨著建設(shè)年代的推遲，建筑性能有了明顯改善，對霉菌生長有明顯的抑制作用。

圖12 不同建設(shè)年代住宅的霉菌生長風(fēng)險小時數(shù)

圖13 不同建設(shè)年代住宅的霉菌生長風(fēng)險小時數(shù)下的含水量

此外，從圖11還可以發(fā)現(xiàn)，不同建設(shè)年代住宅墻壁的孢子臨界含水量不同，每一時刻的臨界含水量取決于當(dāng)時的溫度，且臨界含水量越高，霉菌越不容易生長[28]。2001—2010年的住宅和2010年以后的住宅孢子臨界含水量大致相同，但是2001年之前的住宅臨界含水量明顯高于2001年之后的住宅。分析東北側(cè)墻壁的溫濕度可以發(fā)現(xiàn)，由于2001年之前的住宅隔熱性能較差，空氣滲透較多，導(dǎo)致室內(nèi)空氣溫度和墻壁溫度比2001年之后的住宅低，這對抑制霉菌生長是有利條件，但是2001年之前的住宅霉菌生長風(fēng)險卻更大，所以進(jìn)一步分析模擬結(jié)果中的墻壁表面相對濕度，發(fā)現(xiàn)墻壁表面相對濕度大于80%的時間2001年之前的住宅為4 406 h，2001—2010年的住宅為3 761 h，2010年以后的住宅只有3 198 h，這也是隨著建設(shè)年代的推遲，霉菌生長風(fēng)險降低的主要原因，從這個結(jié)果也可以看出濕度比溫度對霉菌生長的影響更大。

2.4.3墻面材料對霉菌生長的影響

墻體內(nèi)表面使用材料的不同，會顯著影響其表面溫濕度和水分在墻體表面的積累情況。圖1、2結(jié)果顯示，2001—2010年的住宅最多，且使用最多的墻面材料為乳膠漆、粉刷墻和壁紙，因此這里選取2001—2010年住宅霉菌生長風(fēng)險最大的東北側(cè)北向的墻壁作為典型墻壁進(jìn)行不同表面材料的霉菌生長模擬，模擬結(jié)果如圖14、15所示。

圖14 不同材料表面孢子含水量和臨界含水量

圖14顯示了模擬出的不同材料表面孢子含水量和臨界含水量隨時間的變化，在相同的模擬條件下，不同墻面材料的臨界含水量相同，但是由于墻面材料對水分的吸收能力和擴(kuò)散能力不同，導(dǎo)致不同表面材料的孢子含水量不同，壁紙材料的孢子含水量明顯大于其余材料。

從圖15可以看出，各個表面材料的霉菌生長風(fēng)險明顯不同，壁紙的發(fā)霉風(fēng)險最高，其次是乳膠漆、粉刷墻，水泥砂漿和粉刷墻的霉菌生長程度基本相同，在圖中線條重合。對比4種表面材料的物性參數(shù)(見表9)可以發(fā)現(xiàn)，墻面材料的水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)與霉菌生長程度存在明顯的相關(guān)性，意味著降低水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)可以有效地降低霉菌的生長速率，水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)低的粉刷墻相比水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)高的壁紙可減少54.5%的霉菌生長風(fēng)險，相比于水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)較高的乳膠漆可減少18.6%的霉菌生長風(fēng)險。

圖15 不同材料表面霉菌生長情況

表9 墻體不同材料內(nèi)表面霉菌生長程度對比

2.4.4不同換氣次數(shù)對霉菌生長的影響

室內(nèi)通風(fēng)量的變化會顯著影響室內(nèi)空氣及墻體內(nèi)表面溫濕度變化。因此，這里以2001—2010年的住宅為例，選取不同通風(fēng)換氣次數(shù)(1、2、3、4、5、10 h-1)進(jìn)行熱濕模擬，考慮到建筑東北側(cè)墻壁霉菌生長風(fēng)險最大，以東北側(cè)北向的墻壁作為典型墻壁進(jìn)行霉菌生長模擬，墻面材料為粉刷墻，模擬結(jié)果如圖16所示。

圖16 不同換氣次數(shù)下霉菌隨時間的生長情況

圖16顯示了不同換氣次數(shù)下霉菌一年內(nèi)的生長情況，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)換氣次數(shù)從1 h-1增加到2 h-1時，霉菌生長情況得到了顯著的緩解，霉菌生長風(fēng)險降低了94%，但當(dāng)換氣次數(shù)繼續(xù)增加時，霉菌生長程度卻又緩慢增加，而且當(dāng)通風(fēng)換氣次數(shù)為1 h-1時，霉菌在春季的生長程度很嚴(yán)重而且速率最大，換氣次數(shù)繼續(xù)增加時，春季幾乎沒有發(fā)霉風(fēng)險，由此可見換氣次數(shù)2 h-1為最優(yōu)值。這是由于重慶大部分時間室外空氣濕度較大，通風(fēng)換氣次數(shù)增加，會導(dǎo)致室外的濕氣進(jìn)入室內(nèi)，水分在室內(nèi)積累，導(dǎo)致霉菌生長風(fēng)險升高，所以并不是通風(fēng)量越大越好，要合理地進(jìn)行通風(fēng)，從而降低霉菌生長風(fēng)險。

3 結(jié)論

1) 對重慶地區(qū)住宅潮濕情況的調(diào)研顯示，重慶潮濕情況嚴(yán)重，有747家住戶表示室內(nèi)有潮濕問題，占樣本量的19.48%，且住宅建設(shè)年代越早，室內(nèi)發(fā)現(xiàn)可見的霉斑、可見的濕斑、水損壞和發(fā)霉的氣味的比例越高。

2) 對不同建設(shè)年代住宅進(jìn)行霉菌模擬發(fā)現(xiàn)，重慶市2001年之前、2001—2010年和2010年以后建造的住宅室內(nèi)潮濕情況存在顯著差異，2001年之前的住宅霉菌生長程度明顯大于2001年之后的住宅，說明建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改善能顯著降低霉菌生長風(fēng)險，與調(diào)研結(jié)果相同。且在全年中，霉菌生長風(fēng)險嚴(yán)重的時間段為2—5月，在所有朝向中，東北側(cè)的房間內(nèi)表面霉菌生長程度最大。

3) 對不同墻面材料進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)，霉菌生長程度與不同墻面材料的水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)存在明顯的相關(guān)性，表面材料水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)越小，霉菌生長風(fēng)險越小。水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)低的粉刷墻相比水蒸氣擴(kuò)散阻力系數(shù)高的壁紙可減少54.5%的霉菌生長風(fēng)險，相比乳膠漆可減少18.6%的霉菌生長風(fēng)險。

4) 對不同換氣次數(shù)進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)換氣次數(shù)對霉菌生長有很大的影響，但并不是通風(fēng)量越大霉菌生長程度越小，換氣次數(shù)從1 h-1增加到2 h-1時，霉菌生長程度顯著降低，但換氣次數(shù)再增加時，霉菌生長程度卻慢慢增加。