新冠防疫背景下上海老舊住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量實(shí)測(cè)與評(píng)價(jià)
——以同濟(jì)新村為例

■ 余翔宇 YU Xiangyu 周伊利 ZHOU Yili 宋德萱 SONG Dexuan

室內(nèi)空氣質(zhì)量（Indoor Air Quality，IAQ）指一定時(shí)間和一定區(qū)域內(nèi)，空氣中所含有的各項(xiàng)檢測(cè)物達(dá)到一個(gè)恒定不變的檢測(cè)值，是用來(lái)衡量環(huán)境健康和宜居性的重要指標(biāo)。自2020 年初新冠疫情暴發(fā)以來(lái)，城市廣大居民為防范疫情選擇居家辦公、居家隔離，并減少外出聚會(huì)。隨著人們居家時(shí)間的大幅增長(zhǎng)，室內(nèi)空氣質(zhì)量對(duì)居民身心健康的意義越發(fā)重要，新冠疫情傳播較快，在居民開(kāi)窗通風(fēng)減少的冬季尤為突出。老舊住宅在城區(qū)分布面廣、數(shù)量巨大，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和門窗的氣密性較差，住宅冬季保溫效果不佳，導(dǎo)致居民傾向減少門窗開(kāi)啟以減少熱量流失，室內(nèi)空氣質(zhì)量難以得到有效保障。在此背景下，研究老舊住區(qū)的冬季室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 相關(guān)研究

近年來(lái)，關(guān)于住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量的研究較豐富。部分研究者注重探討室內(nèi)主要污染物成分，寧勇等[1]通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)采取自愿填寫的方式向公眾開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果顯示，關(guān)注度較高的室內(nèi)空氣質(zhì)量指標(biāo)包括：甲醛、相對(duì)濕度和可吸入顆粒物PM10；王永姣等[2]對(duì)上海市38 戶居民住宅室內(nèi)空氣進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示，TVOC和甲醛是造成室內(nèi)環(huán)境污染的主要源頭；史蓉婕等[3]分別對(duì)35 戶住宅進(jìn)行夏季和冬季室內(nèi)危害因素檢測(cè)，結(jié)果顯示，室內(nèi)PM10、CO、CO2、NO2、甲醛、苯、甲苯、二甲苯濃度均在標(biāo)準(zhǔn)限值內(nèi)；李壯壯等[4]通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)濟(jì)南市冬季某高校宿舍內(nèi)干球溫度、相對(duì)濕度、CO2、PM2.5、PM10、甲醛和TVOC 濃度的變化規(guī)律，并結(jié)合調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果；張會(huì)波等[5]以齊齊哈爾市為例，探究采暖期嚴(yán)寒地區(qū)農(nóng)村老年人住宅的室內(nèi)空氣污染程度，實(shí)測(cè)了18 戶老年人住宅室內(nèi)的CO2、PM2.5、CO、NOx、VOCs、SVOC 等污染物濃度，并用數(shù)學(xué)模糊法評(píng)價(jià)了室內(nèi)的空氣質(zhì)量現(xiàn)狀。

有少部分研究者針對(duì)指標(biāo)體系和研究方法進(jìn)行了深入探討。陳海波等[6]分析了65 個(gè)住宅房間的室內(nèi)空氣質(zhì)量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提出室內(nèi)空氣污染物的“健康控制值”體系，用于評(píng)價(jià)住宅的實(shí)際空氣品質(zhì)狀況。程榮賽[7]對(duì)天津地區(qū)32戶住戶進(jìn)行了為期一年的四季入戶測(cè)試，分析了室內(nèi)微環(huán)境與室內(nèi)污染源與室內(nèi)污染物濃度之間的關(guān)系，利用Logistic 回歸模型探究了天津地區(qū)住宅建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)、通風(fēng)量與在室人員病態(tài)建筑綜合癥的關(guān)系；周佳佳等[8]以北京市某住宅作為模擬分析案例，比較了不同的自然通風(fēng)以及機(jī)械通風(fēng)策略下的室內(nèi)主要污染物濃度變化和能耗。鄭磊等[9]依據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量控制的基本理論，提出了典型污染物室內(nèi)空氣質(zhì)量設(shè)計(jì)的新工具、新流程及具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容，并通過(guò)實(shí)際工程案例闡述其具體應(yīng)用。

上述研究中研究對(duì)象多為新建或條件較好的住宅，但城市中存在大量老舊住區(qū)，住宅圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝和氣密性與新建住宅差異明顯，其對(duì)于室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響有待深入挖掘。此外，現(xiàn)有研究注重指標(biāo)、方法和策略的分析，未將居住者的行為與室內(nèi)空氣指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，無(wú)法深入探究室內(nèi)活動(dòng)對(duì)空氣指標(biāo)的影響。本文借助疫情管控的特殊背景，針對(duì)典型老舊住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量及其與居住者行為的關(guān)系進(jìn)行分析，為改善老舊住區(qū)居住環(huán)境提出科學(xué)性建議。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)

早在2002 年，國(guó)家多部委就聯(lián)合頒布了《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（BT 18883—2002），用以規(guī)定室內(nèi)空氣質(zhì)量參數(shù)及檢驗(yàn)方法；2016年，中國(guó)建筑學(xué)會(huì)出臺(tái)的《健康建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（TASC 02—2016）中，專門對(duì)空氣質(zhì)量從污染源、濃度限值、凈化和監(jiān)控四個(gè)層面進(jìn)行了規(guī)定，并于2021 年進(jìn)行了修訂；2019 年，住建部發(fā)布了《公共建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量控制設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 461—2019），針對(duì)新建、擴(kuò)建和改建的公共建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量控制設(shè)計(jì)。

在我國(guó)現(xiàn)行的相關(guān)室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，主要物質(zhì)指標(biāo)包含：甲醛（HCHO）、總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）、苯類（C6H6）、可吸入顆粒（PM10、PM2.5）、氨（NH3）、二氧化碳（CO2）、氡（Rn）等[10]，其中，甲醛、苯類和氡等都是房屋建設(shè)初期或進(jìn)行裝修后參考的重要指標(biāo)，而本文主要針對(duì)老舊住宅開(kāi)展研究，因此，主要監(jiān)測(cè)的物質(zhì)為總揮發(fā)性有機(jī)物（TVOC）、可吸入顆粒（PM2.5）和二氧化碳（CO2）。

2.1.1 總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）

TVOC 是對(duì)室內(nèi)有機(jī)氣態(tài)物質(zhì)的總稱，來(lái)源分為室外和室內(nèi)，室外主要來(lái)自于燃料燃燒及交通運(yùn)輸產(chǎn)生的氣體，室內(nèi)主要來(lái)自于采暖、烹調(diào)時(shí)燃煤、天然氣等燃燒產(chǎn)物，以及建筑材料、家具、清潔劑甚至人體揮發(fā)產(chǎn)物等，其來(lái)源約有近千種之多，是影響室內(nèi)空氣品質(zhì)最嚴(yán)重的一類[11]。

2.1.2 二氧化碳（CO2）

不同于室內(nèi)污染物，CO2本身對(duì)人體是無(wú)害的，但人體會(huì)不斷通過(guò)呼吸作用排出CO2，達(dá)到一定濃度后會(huì)對(duì)人的精神狀態(tài)造成影響。大自然空氣中CO2的正常含量是0.04%（400 ppm)，室內(nèi)無(wú)人的情況下為500～700 ppm。當(dāng)含量達(dá)到1 000 ppm 時(shí)，人會(huì)出現(xiàn)沉悶、心悸、注意力不集中等情況；CO2含量達(dá)到1 500～2 000 ppm 時(shí)，人們會(huì)感到氣喘、頭痛、眩暈；含量達(dá)到5 000 ppm 以上時(shí)，人體機(jī)能嚴(yán)重混亂，使人喪失知覺(jué)、神志不清。因此，CO2濃度指標(biāo)可以作為室內(nèi)氣味或其他有害物質(zhì)污染程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，也是反映室內(nèi)通風(fēng)情況的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一[12]。

2.1.3 可吸入顆粒（PM2.5）

PM2.5是指直徑不大于2.5 μm的顆粒物，主要懸浮于空氣中且不易消散。人體夜間代謝物的顆粒大都小于0.3 μm，時(shí)間久了就會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)比室外PM2.5濃度高的情況。在清華大學(xué)2015 年發(fā)布的室內(nèi)PM2.5污染公益調(diào)研報(bào)告中指出：室內(nèi)PM2.5污染對(duì)人的影響較室外更顯著，室內(nèi)PM2.5吸入量約為室外的4 倍[13]。此外，烹飪、吸煙、打掃和其它增塵行為也會(huì)對(duì)室內(nèi)PM2.5產(chǎn)生波動(dòng)影響。

2.1.4 溫濕度

溫度和相對(duì)濕度是評(píng)價(jià)熱環(huán)境的重要參數(shù)，也是形成熱舒適的主要指標(biāo)。雖為不具備污染性的氣候要素，但在我國(guó)的《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中被劃分為影響室內(nèi)空氣質(zhì)量的物理性指標(biāo)[14]。根據(jù)《民用建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，在采用非人工冷熱源條件下，夏熱冬冷地區(qū)住宅室內(nèi)舒適溫度范圍為18～28 ℃，相對(duì)濕度舒適范圍為40%～70%[15]。此外，甲醛、氨、苯和 TVOC 等主要污染物的釋放還受到溫度、濕度和大氣壓等客觀天氣因素的影響。一般情況下，溫度和相對(duì)濕度越高，相關(guān)室內(nèi)污染物分子越活躍，擴(kuò)散到空氣中的速度越快[16]。

2.2 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所

本次實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所為上海同濟(jì)新村內(nèi)的一套老公房，住房戶型為兩室一廳，室內(nèi)空間緊湊，通風(fēng)和采光條件較好（圖1）。該住宅建于20 世紀(jì)60 年代，屬于磚混結(jié)構(gòu)，未設(shè)置保溫層，保溫隔熱效果不佳，門窗采用鐵框平開(kāi)窗和鋁合金推拉窗，氣密性較差。測(cè)試期間正值新冠疫情擴(kuò)散時(shí)期，居住者謹(jǐn)遵非必要不外出的原則，長(zhǎng)時(shí)間停留在室內(nèi)，所有房間的使用情況與居住者的生活節(jié)律相符合，存在一定的規(guī)律性。

圖1 同濟(jì)新村鳥(niǎo)瞰圖

2.3 實(shí)驗(yàn)儀器

本次實(shí)驗(yàn)使用的是青萍空氣檢測(cè)儀（表1），測(cè)試的數(shù)據(jù)內(nèi)容包含：總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）、可吸入顆粒（PM2.5）、二氧化碳（CO2）、相對(duì)濕度和溫度，數(shù)據(jù)讀取間隔為15 min。儀器分別被放置在臥室和客廳的書(shū)桌上（圖2），離地高度約0.8 m。測(cè)試時(shí)間為2020 年1 月27 日0:00—2020 年2 月21 日0:00。

表1 測(cè)試儀器的參數(shù)及精度、量程一覽表

圖2 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所布局與實(shí)測(cè)點(diǎn)位置圖

3 結(jié)果與分析

3.1 室內(nèi)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)分析

3.1.1 TVOC 濃度變化分析

臥室的TVOC 濃度明顯高于起居室空間，兩個(gè)空間每天的濃度變化都呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性（圖3）。起居室TVOC 濃度平均值為240 μg/m3，在18:00 前后會(huì)出現(xiàn)短時(shí)的急劇上漲和下跌，瞬時(shí)最高值可達(dá)到1 000 μg/ m3，但絕大 部分時(shí) 間低于《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求的600 μg/m3。臥室的TVOC 濃度高低切換的規(guī)律較為明顯，在夜間或者中午使用時(shí)濃度值明顯偏高，夜間的高濃度環(huán)境需要持續(xù)到早上起床后才能降低，數(shù)值在200～700 μg/m3之間波動(dòng)，夜間部分時(shí)段的濃度高于國(guó)標(biāo)要求的600 μg/m3。

圖3 總揮發(fā)性有機(jī)化合物（TVOC）濃度變化圖

3.1.2 PM2.5 濃度變化分析

根據(jù)楊浦四漂監(jiān)測(cè)站收集的室外PM2.5濃度數(shù)據(jù)來(lái)看，室內(nèi)與室外PM2.5濃度變化趨勢(shì)十分接近（圖4），說(shuō)明室內(nèi)數(shù)值變化受到外界大氣影響較為明顯。大多數(shù)情況下，白天室內(nèi)PM2.5濃度高于室外，而夜晚室外PM2.5濃度高于室內(nèi)，產(chǎn)生這一規(guī)律的原因可能與空間的活動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。疫情期間，白天室內(nèi)活動(dòng)強(qiáng)度大而濃度高，夜間室內(nèi)活動(dòng)強(qiáng)度小而濃度低。從室內(nèi)情況來(lái)看，臥室和起居室的PM2.5濃度變化趨勢(shì)和數(shù)值相近，變化規(guī)律性顯著，數(shù)值變化幅度在10～80 μg/m3之間。在早中午晚餐時(shí)候，由于廚房的烹飪活動(dòng)，會(huì)造成室內(nèi)數(shù)值短時(shí)的劇烈震蕩。對(duì)照《健康建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》中“室內(nèi)空間年均濃度應(yīng)不高于35 μg/m3”條文規(guī)定[17]，起居室PM2.5濃度為32.8 μg/m3，臥室的PM2.5濃度為32.9 μg/m3，均低于標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖4 PM2.5 濃度變化圖

3.1.3 CO2 濃度變化分析

臥室和起居室中CO2濃度變化與居住者的活動(dòng)有一定的關(guān)聯(lián)性（圖5）。一般情況下，臥室在夜間長(zhǎng)時(shí)間處于封閉狀態(tài)，CO2濃度會(huì)明顯高于起居室；在白天，起居室由于有人的活動(dòng)，但處于開(kāi)放狀態(tài)，CO2濃度會(huì)略高于臥室。兩個(gè)房間的CO2濃度大致在500～2 000 ppm 之間波動(dòng)，夜間臥室或早上起居室偶爾會(huì)突破2 000 ppm。整體來(lái)看，起居室CO2濃度均值為987 ppm，臥室CO2濃度均值為1 025 ppm，起居室的CO2濃度水平更符合國(guó)標(biāo)中“全天CO2濃度均值低于1 000 ppm”的要求。

圖5 二氧化碳（CO2）濃度變化圖

3.1.4 溫濕度變化分析

從室內(nèi)外溫度變化的趨勢(shì)來(lái)看，室內(nèi)環(huán)境溫度受室外影響較大，變化的趨勢(shì)相似。相比于楊浦四漂監(jiān)測(cè)站收集的室外溫度數(shù)據(jù)，室內(nèi)溫度變化情況更溫和，波動(dòng)的幅度明顯弱于室外，數(shù)值在10～18 ℃之間波動(dòng)（圖6），無(wú)法完全滿足國(guó)標(biāo)中18～28 ℃的要求。從室內(nèi)溫度變化情況來(lái)看，臥室的溫度大多略高于起居室，主要是因?yàn)榕P室朝南，太陽(yáng)輻射通過(guò)封閉陽(yáng)臺(tái)集熱，熱量間接傳遞給臥室。

圖6 溫度變化圖

對(duì)比楊浦四漂監(jiān)測(cè)站測(cè)得的室外相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，室內(nèi)外數(shù)值在走勢(shì)上有一定的相似度（圖7），說(shuō)明室內(nèi)相對(duì)濕度變化受外界大氣影響，但程度弱于溫度變化，且起居室受影響程度更深，對(duì)應(yīng)的波動(dòng)幅度也更大，尤其是在室外數(shù)值超過(guò)90%時(shí)，起居室相對(duì)濕度明顯高于臥室。測(cè)試期間，臥室和起居室相對(duì)濕度的數(shù)值在50%～90%之間波動(dòng)，其中，臥室均值為74.3%，起居室均值為75.8%，均高于國(guó)標(biāo)40%～70%的數(shù)值要求。

圖7 相對(duì)濕度變化圖

3.2 日常行為影響下的空氣質(zhì)量變化分析

3.2.1 居住者日常行為

實(shí)測(cè)居室的常住人數(shù)為5 人，其中，成人4 名，兒童1 名。兩名成人居住在南側(cè)小臥室，另外兩名成人和一個(gè)兒童居住在西側(cè)帶陽(yáng)臺(tái)的大臥室。廚房使用時(shí)間段集中在三餐制作時(shí)間，分別是早上7:00—9:00、中 午11:00—12:00 和傍晚17:00—18:00，其余白天時(shí)間會(huì)有偶爾短停留的情況。廚房?jī)?nèi)有燃?xì)庠?、油煙機(jī)和熱水器，在烹飪或使用熱水時(shí)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，產(chǎn)生一定的熱量、燃燒產(chǎn)物和油煙等。衛(wèi)生間長(zhǎng)時(shí)間使用集中在洗澡時(shí)間段，分別是20:00—21:00和23:00—24:00，其余時(shí)候也會(huì)有洗漱、如廁、洗手、洗衣物等短時(shí)使用需求。兩個(gè)臥室是平時(shí)主要的活動(dòng)空間，除了夜間睡眠作用外，平時(shí)休閑、學(xué)習(xí)、午睡等活動(dòng)也在臥室內(nèi)展開(kāi)。起居室的主要作用是就餐，使用時(shí)間集中在7:00—8:00、11:00—12:30 和17:00—18:30，偶爾也會(huì)兼顧短時(shí)的休閑娛樂(lè)功能（圖8）。廚房、衛(wèi)生間和起居室的外窗通常留縫便于換氣，臥室的窗戶通常白天留縫換氣，夜晚關(guān)閉保溫。此外，只要天氣適宜，居住者在午飯后到小區(qū)綠地活動(dòng)1～2 h，這段時(shí)間內(nèi)居室處于無(wú)人狀態(tài)。

圖8 各房間使用頻率分析圖

3.2.2 空氣質(zhì)量和日常行為的關(guān)聯(lián)性

室內(nèi)空氣質(zhì)量的變化在一定程度上受到居住者日?；顒?dòng)的影響。為了探究居住者節(jié)律與行為對(duì)室內(nèi)各項(xiàng)空氣質(zhì)量指標(biāo)的影響，本文摘取了2 月1 日0:00—2 月3 日0:00 共 計(jì)48 h 的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合前文總結(jié)的居住者日常行為特征，探討各參數(shù)變化情況與居住者日常行為的關(guān)聯(lián)性。

從TVOC 濃度變化情況來(lái)看，臥室的濃度幾乎全天都高于起居室空間，尤其在夜間兩個(gè)空間的差值會(huì)更大，且臥室數(shù)值有緩慢增加的趨勢(shì)，20:00 以后，數(shù)值幾乎都超過(guò)了600 μg/m3的國(guó)標(biāo)限值，主要原因在于居住者夜間主要在臥室內(nèi)活動(dòng)，且為了保溫窗戶處于關(guān)閉狀態(tài)，人體代謝和室內(nèi)家具、建材揮發(fā)出的有機(jī)物處于不斷積累的狀態(tài)，而起居室長(zhǎng)期處于通風(fēng)狀態(tài)，數(shù)值變化較?。▓D9）。此外，室內(nèi)的烹飪活動(dòng)也會(huì)對(duì)室內(nèi)TVOC 濃度產(chǎn)生一定的影響，但作用效果有限且能很快恢復(fù)。無(wú)論是晨間起床開(kāi)門之后，還是烹飪之后，臥室和起居室的TVOC 濃度都會(huì)出現(xiàn)快速的變化：晨間是從臥室傳到起居室，烹飪時(shí)是從廚房傳到起居室和臥室，但在夜間臥室關(guān)上門時(shí)并不會(huì)擴(kuò)散，說(shuō)明TVOC 主要是隨著空氣流動(dòng)傳播，很難自主擴(kuò)散，因此，長(zhǎng)期封閉的室內(nèi)需要加強(qiáng)通風(fēng)才能降低TVOC 的濃度。

圖9 2 月1—2 日TVOC 濃度變化圖

從PM2.5濃度變化情況來(lái)看，數(shù)值在10～50 μg/m3之間波動(dòng)，大多數(shù)時(shí)間低于35 μg/m3的健康狀態(tài)（圖10）。老舊住宅室內(nèi)PM2.5主要來(lái)源于室外或者室內(nèi)烹飪活動(dòng)。夜間臥室門窗處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，PM2.5的數(shù)值明顯低于開(kāi)窗的起居室空間，且臥室PM2.5濃度并沒(méi)有持續(xù)下降，說(shuō)明室外PM2.5濃度高于夜間臥室內(nèi)的濃度，居住者的呼吸對(duì)于PM2.5有一定的吸收作用，但當(dāng)濃度較低時(shí)吸收作用有限。當(dāng)廚房進(jìn)行烹飪活動(dòng)時(shí)，室內(nèi)PM2.5濃度在短時(shí)間內(nèi)劇增，但很快擴(kuò)散到室外，影響時(shí)間很短。因此，室內(nèi)空氣PM2.5主要受室外空氣質(zhì)量的影響。當(dāng)室外空氣中PM2.5濃度過(guò)高時(shí)，居室應(yīng)減少開(kāi)窗，在室內(nèi)采用主動(dòng)設(shè)備凈化空氣。

圖10 2 月1—2 日PM2.5 濃度變化圖

從CO2濃度變化情況來(lái)看，夜間臥室數(shù)值遠(yuǎn)高于起居室空間達(dá)到2 000 ppm 以上，超標(biāo)高達(dá)一倍，而起居室的濃度相對(duì)正常，在1 000 ppm 以下（圖11）。2 月1 日3:00 左右，居住者有起夜行為，導(dǎo)致臥室CO2濃度急劇下跌，且起居室CO2濃度急劇上漲，說(shuō)明CO2擴(kuò)散的速度非?？?，短時(shí)的開(kāi)門就能快速改變室內(nèi)CO2濃度。早上居住者起床開(kāi)門后，臥室的CO2迅速擴(kuò)散到起居室。白天由于臥室門窗處于開(kāi)縫換氣狀態(tài)，CO2濃度處于健康水平，而起居室空間作為貫穿各個(gè)房間的核心空間，使用的頻率較高，CO2濃度的水平出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)。此外，白天室內(nèi)CO2濃度整體呈逐漸升高狀態(tài)，從午間1 000 ppm 左右上漲到傍晚1 500 ppm 左右，說(shuō)明整個(gè)戶型的開(kāi)窗通風(fēng)量不足以使室內(nèi)居住者產(chǎn)生的CO2及時(shí)擴(kuò)散出去，在室內(nèi)呆的時(shí)間越長(zhǎng)，室內(nèi)空氣品質(zhì)越差，因此，仍需要加大開(kāi)窗面積來(lái)保證足夠的通風(fēng)量。

圖11 2 月1—2 日CO2 濃度變化圖

臥室溫度大多數(shù)時(shí)間段內(nèi)略高于起居室，白天由于臥室能夠接收到一定的太陽(yáng)輻射，夜間由于臥室處于封閉狀態(tài)熱量流失較少，烹飪的時(shí)候起居室的測(cè)點(diǎn)溫度會(huì)有明顯升高（圖12）。0:00 以后，臥室中的相對(duì)濕度有逐漸緩慢升高的趨勢(shì)，主要由居住者在密閉空間內(nèi)的代謝作用產(chǎn)生的水分所致。居住者早晨起來(lái)打開(kāi)臥室門時(shí)，臥室內(nèi)的高濕度空氣迅速進(jìn)入起居室，導(dǎo)致起居室相對(duì)濕度在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生波動(dòng)。白天開(kāi)啟陽(yáng)臺(tái)門時(shí)，臥室內(nèi)的相對(duì)濕度會(huì)有明顯下降，但在關(guān)上之后又會(huì)快速反彈。

圖12 2 月1—2 日溫濕度變化圖

4 討論

4.1 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的規(guī)律

（1）部分參數(shù)存在臨界值或飽和點(diǎn)。TVOC 和CO2在門窗緊閉的條件下快速升高，然后在一個(gè)較高的濃度水平緩慢積累，而當(dāng)密閉空間突然開(kāi)放時(shí)，濃度水平會(huì)急劇下降。整個(gè)過(guò)程中，在TVOC 和CO2的濃度值達(dá)到高位時(shí)似乎存在一個(gè)壓力，越靠近壓力值濃度增加越緩慢，擴(kuò)散動(dòng)力越足。根據(jù)特點(diǎn)可以推斷，這個(gè)壓力值就是兩種物質(zhì)在當(dāng)前物理?xiàng)l件下的飽和點(diǎn)，飽和點(diǎn)的臨界值受到氣壓、溫濕度等多種因素的影響。

（2）自然通風(fēng)不能改善所有物質(zhì)的濃度水平。PM2.5和TVOC 等受室外空氣質(zhì)量影響，室外空氣中含量低，表明空氣質(zhì)量越好，室內(nèi)產(chǎn)生的PM2.5和TVOC 可以通過(guò)通風(fēng)擴(kuò)散到室外。當(dāng)室外空氣質(zhì)量較差時(shí)，開(kāi)窗通風(fēng)反而會(huì)不利于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。因此，自然通風(fēng)并非根本解決室內(nèi)空氣質(zhì)量問(wèn)題的方法。

（3）室內(nèi)通風(fēng)不足無(wú)法改善空氣質(zhì)量惡化的趨勢(shì)。盡管起居室在白天處于自然通風(fēng)狀態(tài)，但由于室內(nèi)活動(dòng)人數(shù)較多，CO2擴(kuò)散量小于居住者活動(dòng)產(chǎn)生的量，仍會(huì)導(dǎo)致CO2濃度水平逐漸升高，通風(fēng)只起到減緩惡化的作用，而無(wú)法從根本上改善空氣質(zhì)量。除了CO2外，其他物質(zhì)也存在這樣的問(wèn)題，因此，在國(guó)標(biāo)中會(huì)提出有效開(kāi)口面積的指標(biāo)來(lái)保障居室具有足夠的通風(fēng)量。

4.2 室內(nèi)空氣質(zhì)量的改善建議

（1）合理開(kāi)窗通風(fēng)能有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。合理的開(kāi)窗通風(fēng)既要保證空氣質(zhì)量的改善，也要阻隔病毒的傳播。首先，空氣質(zhì)量的改善需要把握通風(fēng)時(shí)機(jī)，室外溫濕度水平、PM2.5濃度條件好的時(shí)候和室內(nèi)需要長(zhǎng)時(shí)間封閉的前后時(shí)刻都是開(kāi)窗通風(fēng)的好時(shí)機(jī)；其次，是控制通風(fēng)量，通風(fēng)量不足不僅無(wú)法改善空氣質(zhì)量，還可能淤積越來(lái)越多的有害氣體，尤其是白天室內(nèi)活動(dòng)較頻繁時(shí)應(yīng)盡量增大通風(fēng)量，保證室內(nèi)通風(fēng)的有效性。通風(fēng)也可能招致空氣中的病毒，因此，疫情期間盡量以單面擴(kuò)散式通風(fēng)為主，尤其是在室外活動(dòng)較頻繁時(shí)應(yīng)盡量減少穿堂風(fēng)帶來(lái)的病毒擴(kuò)散威脅。

（2）主動(dòng)式設(shè)備調(diào)節(jié)可有效彌補(bǔ)被動(dòng)調(diào)節(jié)的不足。上海冬季室外的空氣質(zhì)量并非完全適合自然通風(fēng)，而且老舊住宅的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)法有效提供保溫隔濕性能，因此，適時(shí)的主動(dòng)式設(shè)備調(diào)節(jié)能夠解決問(wèn)題。比如，在空氣溫度較低、濕度較高或室外空氣質(zhì)量較差時(shí)，通過(guò)空調(diào)和空氣凈化裝置的使用，能夠改善溫濕度水平和空氣質(zhì)量；在自然通風(fēng)不足時(shí)，也可以通過(guò)空調(diào)設(shè)備進(jìn)行溫濕度水平的調(diào)節(jié)；當(dāng)室內(nèi)物質(zhì)濃度由于烹飪或其他活動(dòng)引起劇烈波動(dòng)時(shí)，也可以嘗試使用空氣凈化裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)等。

（3）人的行為調(diào)節(jié)是阻止室內(nèi)空氣質(zhì)量惡化的有效途徑。人作為室內(nèi)空間質(zhì)量變化的主要因素，在不影響正常生活的條件下，通過(guò)特殊時(shí)刻的行為調(diào)節(jié)，也可以阻止室內(nèi)空氣質(zhì)量的惡化。比如，睡覺(jué)時(shí)敞開(kāi)臥室門來(lái)擴(kuò)大氣體空間范圍，能夠防止單一密閉空間內(nèi)空氣質(zhì)量的持續(xù)惡化；烹飪時(shí)關(guān)閉廚房門，能夠阻止有害物質(zhì)擴(kuò)散到整個(gè)戶型空間內(nèi)；出浴后及時(shí)關(guān)閉衛(wèi)生間門，能夠降低水蒸氣的擴(kuò)散量和擴(kuò)散速度等。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)實(shí)測(cè)，得到老舊住宅室內(nèi)空間冬季空氣質(zhì)量的健康達(dá)標(biāo)情況：多數(shù)情況下，TVOC 濃度達(dá)到了國(guó)標(biāo)要求的低于600 μg/m3健康水平，PM2.5和CO2濃度約有一半時(shí)間高于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，溫濕度數(shù)值受到外部季節(jié)性氣候環(huán)境嚴(yán)重影響，導(dǎo)致絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，溫度和相對(duì)濕度數(shù)值都不在舒適區(qū)間內(nèi)。從變化趨勢(shì)來(lái)看，TVOC 每日濃度變化的周期性規(guī)律最明顯，PM2.5和溫濕度的濃度變化主要受室外環(huán)境影響，表現(xiàn)出相近的室內(nèi)外變化趨勢(shì)，CO2濃度變化受到人的活動(dòng)影響，呈現(xiàn)出的規(guī)律性較弱。

影響老舊住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量的因素可以總結(jié)為三類：人體代謝、日?；顒?dòng)排放和室外空氣擴(kuò)散。室外環(huán)境是影響老舊住區(qū)室內(nèi)空氣質(zhì)量的主要因素，尤其是PM2.5濃度和溫濕度等數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)與室外環(huán)境相近。居住者的日?；顒?dòng)對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響往往是短時(shí)的，早上開(kāi)門開(kāi)窗時(shí)臥室溫濕度、TVOC 濃度和 CO2濃度等會(huì)快速下降，廚房烹飪時(shí)室內(nèi)PM2.5濃度和溫度產(chǎn)生短時(shí)的劇烈波動(dòng)。人體代謝在密閉環(huán)境內(nèi)也會(huì)引起空氣質(zhì)量的變化，比如，夜間密閉臥室內(nèi)TVOC 和CO2濃度會(huì)隨時(shí)間增長(zhǎng)而快速增加。需要指出的是，老舊住宅適時(shí)且充足的通風(fēng)能夠有效降低室內(nèi)TVOC、CO2和PM2.5等物質(zhì)的濃度，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度水平，營(yíng)造舒適、安全的室內(nèi)空間環(huán)境。但當(dāng)室外空氣質(zhì)量不健康或溫濕度環(huán)境不舒適時(shí)，開(kāi)窗通風(fēng)會(huì)加劇室內(nèi)空氣質(zhì)量的下降。因此，在合理開(kāi)窗通風(fēng)來(lái)改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時(shí)，也需要共同維護(hù)一個(gè)健康可靠的室外空氣環(huán)境。