集中式中央空调对办公场所内空气污染物降解的影响



集中式中央空调对办公场所内空气污染物降解的影响

李倩吴静霞 / 上海市质量监督检验技术研究院

摘要将办公场所分为独立办公与公共办公两个区域分别进行讨论，对刚装修完和投入使用半年这两个状态做综合办公场所室内空气品质的评估。本次研究证明，集中式中央空调对办公场所室内的空气质量有一定的改进作用，但单靠集中式中央空调来改善空气质量是不够的，仍应加强该区域的空气流通、降低办公家具密度或者选用绿色环保的办公家具，以改善公共办公区域室内空气质量。

关键词集中式中央空调；办公场所；空气质量；降解

0　引言

为了节省能源，一些发达国家建造、使用了具有高效节能的密闭集中式空调高层建筑。近年来，我国部分城市的办公大楼及劳动作业场所也相继建成此类建筑，并在装饰后投入使用[1]。如果装饰材料和办公设备（桌、椅等）选择不当，许多有毒有害物质不断释放，通风不良时极易使办公环境空气恶化。在此环境中长期工作，办公人员会常感到头晕、头痛、胸闷和记忆力下降等。因此，装饰后空调环境的室内空气质量问题越来越受到关注[2]。20世纪70年代起，该问题就为社会各界所重视，WHO综合各国的研究资料表明，在封闭式空气不良建筑物内，人们出现的黏膜、呼吸道、皮肤和神经系统症状为建筑物综合征[3]。

对于新的办公楼，特别是高层办公楼宇，基本只有靠集中式中央空调来达到换气目的。而改善办公环境温湿度、新风量也确实能对改善办公环境状况起到非常积极且有益的作用[4]。

本文将办公场所分为独立办公与公共办公两个区域分别讨论，对新办公场所刚装修完工和投入使用半年这两个状态做办公场所室内空气品质的评估，比较集中式中央空调对办公场所室内空气污染物降解的作用，为有效控制办公场所室内空气污染提供科学依据。

1　实验部分

1.1监测对象和项目

从上海某科技园区内的几十家企业中选择有代表性的10家企业，近1 000 m2的办公面积，进行室内空气污染物的检测与健康效应的研究。由于该园区为高层建筑，其没有自然通风条件，只能通过集中式中央空调通风，故能反映出集中式中央空调对办公场所室内空气污染物降解的作用。本文对新办公场所刚装修完工和投入使用半年这两个状态做综合办公场所室内空气品质的评估。

1.2采样方法

采样点的数量根据GB 50325-2010（2013年版）[5]《民用建筑工程室内环境污染控制规范》确定。面积≤50 m2的场所设1个点，50～100 m2的场所设2个点，100～500 m2的场所不少于3个点，500～1 000 m2的场所不少于5个点；采样点的高度与人的呼吸带高度一致，距离地面高度为0.8～1.5 m，距离墙面不小于0.5 m。用HL-2A恒流采样器采样，速率0.5 L·min-1，采样时间20 min，并记录采样点的温度和大气压力。甲醛采样用一个内装5 mL吸收液的大型气泡吸收管，采样后样品在室温下应在24 h内分析。苯系物及TVOC利用含有Tenax TA吸附剂的吸附管吸附并用质谱分析。

1.3试验方法

本文按照GB/T 18204.2-2014[6]《公共场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物》和GB 18883 -2002[7]《室内空气质量标准》测定办公场所中的甲醛和其他有机污染物。评价方法采用综合空气质量指数法[8]，见式（1）。

式中：I — 空气质量指数；

Ci— 第i种污染物浓度；

Si— 第i种污染物的评价标准值；

n — 污染物的个数

1.3.1仪器和设备

采用UV-1800紫外可见分光光度计（岛津）；GC-MS 7890A-5975C气相色谱质谱联用仪（Agilent）；热脱附仪TDSA（Gerstel）；HL-2A恒流采样器(济南科聚仪器设备有限公司)；AB204-S分析天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）；Tenax TA吸附管(内径6 mm，长90 mm，内装Tenax-TA吸附剂200 mg，Gerstel）；TVOC标样；正十六烷标样；正己烷标样；高纯氦；高纯氮；酚试剂（分析纯）；硫酸铁铵（分析纯）；碘化钾（分析纯）；氢氧化钠（分析纯）；浓硫酸；硫代硫酸钠（分析纯）。

1.3.2甲醛检测

本试验采用酚试剂分光光度法检测。空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化成蓝绿色化合物。在630 nm处，用紫外可见分光光度仪根据颜色深浅、比色定量。

1.3.3有机物检测

二级热脱附仪的采样管初始温度40 ℃；脱附温度280 ℃；脱附时间5 min；脱附流量：60 mL·min-1；聚焦管初始温度-50 ℃，脱附温度280 ℃；脱附时间1 min；传输线温度280 ℃。

色谱毛细管柱：Agilent 123-0162（60 m× 320 μm×0.25 μm）；柱箱升温，初始温度50 ℃，保持10 min，升温速率5 ℃·min-1，温度升至250 ℃，保持2 min；柱流量1.2 mL·min-1；进样方式分流，分流比50∶1；离子源温度230 ℃；接口温度280 ℃；溶剂延迟9 min。

1.3.4正己烷和正十六烷的停留时间

依据GB 18883-2002，利用Tenax TA采样，非极性色谱柱（极性指数小于10）进行分析，在正己烷和正十六烷之间的挥发性化合物称为总挥发性有机化合物（TVOC），正己烷与正十六烷的出峰时间分别约为9.697 min和41.096 min。

2　结果与讨论

2.1集中式中央空调对办公场所各污染物浓度水平范围的影响

本次试验分别对独立办公室和公共办公区域中集中式中央空调对办公场所（刚装修完和投入使用半年）主要污染物的浓度进行分析，与国家标准进行比较，得出办公场所各个污染物的合格率，并整理数据绘制成表1，即集中式中央空调对该园区内办公场所室内空气质量影响结果。

表1　集中式中央空调对办公场所室内污染物影响总体情况

从检测的平均值来看，刚装修完工后该园区室内的空气质量堪忧，特别是甲醛和TVOC的合格率均偏低。但投入使用半年之后，该园区室内的空气质量有了明显好转，除了公共区域室内TVOC超标外，其余都达到国家标准要求。由于标准中并没有具体对苯乙烯、乙苯、正十一烷、苯酚、异辛醇的数值作出规定，只是统一按甲苯计算，故本文将对这些的降解率进行计算，从而分析集中式中央空调对各个污染物的影响作用。

由于该园区只有集中式中央空调一种通风方式，说明一般条件下，集中式中央空调对办公楼室内的空气质量有一定的改善作用。而公共办公区域室内的空气质量要比独立办公室的更糟，这可能是由于公共办公区域室内的家具密度较大、人员较多、空气流通不畅的缘故。

2.2集中式中央空调对办公场所各污染物降解的影响

本次试验对比刚装修完工和使用半年这两种情况下各个典型污染物浓度变化，根据表1得出使用半年后各个污染物的降解规律，如图1所示。

图1　集中式中央空调对办公场所各个污染物降解的影响

根据图1，当办公楼投入使用半年后，各个典型的污染物均有不同程度的降解，其中苯酚和苯的降解率最高，达到80%左右，这可能由于苯和苯酚的增加主要源于办公家具中胶黏剂和油漆，一般的集中式中央空调对其挥发作用显著，所以降解的速度最快。而苯乙烯是作为合成橡胶和塑料的单体，常温下较难挥发，故集中式中央空调对其降解基本没有作用。

2.3集中式中央空调对办公场所室内空气质量指数的影响

将表1的数值代入式（1），求出评价指数后将该园区内的空气品质进行等级分布，详见表2。办公场所室内空气质量等级评定表见表3。

表2　集中式中央空调对办公场所室内空气品质等级分布

根据表2和表3，该园区刚投入使用的办公场所有80%的区域其空气品质属于轻污染级以下，对人群健康不会有太大危害，基本属于可控范围。有20%的办公场所处于中污染级别，需加强注意。特别是公共办公区域，由于其家具密度大、人员密集、空气流通不畅往往是空气质量的“重灾区”，处于其中的人群健康明显受害，应及时采取必要的整改措施，提高室内空气质量，减少不必要的健康和经济损失。投入使用半年后的该园区，空气质量有一定的好转，有90%的办公场所空气品质处于轻污染级别以下，而未污染的办公场所增加为70%，公共办公区域的空气质量也从轻污染变为未污染，这说明集中式中央空调对办公场所内的空气质量有一定的改进作用。但仍有10%的办公场所是处于中污染的级别，说明单靠集中式中央空调来改善空气质量是不够的，仍应加强该区域的空气流通，降低办公家具密度或者选用绿色环保的办公家具，以改善公共办公区域室内空气质量。

3　结语

表3　办公场所室内空气质量等级评定表

密闭集中式空调办公是一个综合概念。随着社会的发展，工作场所装饰考究，空调使用也日益广泛，出现了不少高效节能的密闭集中式空调高层建筑。高层办公楼内由于只有机械通风，所以集中式中央空调就显得尤为重要，其通风与室内空气品质间有密切关系。空调新风量的充足将能稀释室内的有害物质，并将室内污染物排放到室外。

根据以上情况，本文对机械通风的办公场所提出以下建议，以改善办公场所内的室内空气质量[9,10]：

1）合理选择新风出风口的位置；2）加强新风过滤处理，改变通常只作粗效过滤的观念；3）提倡新风直接入室，减少污染途径；4）安装气流监测系统，调节风量，保障室内良好空气品质所需要的新风量和循环风量；5）对有特殊污染源的房间，安装专用的局部排风系统；6）合理安排气流组织以提高通风效率；7）设计合理的新风量；8）空调系统必须定期进行清洁维护。

参考文献：

[1] 于惠群，黄玉玲. 新装饰的空调办公环境对人体健康的影响[J].中国公共卫生管理，2008, 24(6):104-105.

[2] 刘颖，王海新，那娜. 密闭集中式空调办公室卫生学研究进展[J]. 海峡预防医学杂志，2006, 12(3):23-25.

[3] 章敏华，朱靳良，陈纪刚，等.办公大楼内环境与黏膜刺激体征关系的多因素分析[J]. 劳动医学，2001, 18(2):90-92.

[4] 陈纪刚，项翠琴，张云英，等.上海市冬季微小气候和照度对办公室人员健康的影响[J].工业卫生与职业病，2004,30(4):227-231.

[5] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50325-2010（2013版）民用建筑工程室内环境污染控制规范[S]. 北京:中国计划出版社, 2013.

[6] 中华人民共和国卫生和计划生育委员会.GB/T18204.2-2014公共

场所卫生检验方法 第2部分：化学污染物[S]. 北京：中国计划出版社, 2014.

[7] 国家环境保护总局和卫生部．GB/T 18883-2002 室内空气质量标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2002.

[8] 张岩松，马国锋, 付洪杰,等. 青岛市新装修住宅室内空气质量分析与评价[J]. 绿色科技，2010, 12(2): 62-64.

[9] 程瑞端，易新，黎洪，等. 大型商场室内空气质量研究[G]. 第七届海峡两岸制冷空调技术交流会，西安：2005.

[10] 徐微.新风量对办公场所室内空气品质的影响与改善[J].上海计量测试.2012.1:44-48.

Effects on air pollutant degradation within the office space by central air conditioning

Li Qian, Wu Jingxia

（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research）

Abstract:A complehensive assessment of effects on air pullutant degradation within the office space including independent offices and public offices has been performed. The research involved two kinds of workplace, the newly renovated offices and the offices which have been in use for half a year after renovation. The results showed that the central air conditioning played an improved role in the office space air quality, but not enough. In order to improve the public office air quality, several precautions were strengthened, such as air circulation, low-density office furnitures and use of green office furnitures.

Key words:central air conditioner; office space; air quality; pollutant degradation