建筑室内健康要求与新风量标准

王 军



建筑室内健康要求与新风量标准

王 军

（四川大学建筑与环境学院 成都 610065）

针对建筑室内健康要求，阐述了室内典型污染物浓度限值选择、新风量问题的产生、新风量指标的演化、新风量指标确定的基础问题及已有研究和实践经验的启示、新风量需求与建筑节能要求之间如何协调，介绍了新风量标准的体系构成、标准的数据来源、室内所需新风量的确定方法，讨论了新风量标准的差异和新风量标准的特征。

室内空气品质；室内健康；新风量标准

0 引言

人体相关污染物（主要由新陈代谢产生）和人体以外污染物（建筑材料、装饰材料、日常用品、室外源）是产生室内空气质量问题的根源，而控制不同污染物的浓度指标是确保室内人员健康的重要前提[1]。另一方面，向室内送入新风是改善室内空气品质（IAQ）和保证人员健康舒适的重要措施，具有不可替代性[2,3]。那么，室内每人需要多少新风量才能“有效”达到这一目的？特别是，当建筑污染（总挥发性有机物TVOC、甲醛CH2O等）问题出现以后，除了消除室内人员污染（二氧化碳CO2和体臭）以外单位建筑面积或每人还需增加多少新风量？如何正确回答上述2个问题，即确定“合理”的新风量指标？实际上，影响新风量需求的因素很多，涉及污染源特性、新风作用过程、IAQ改善目标选择等多个方面，尤其是建筑节能要求的限制更凸显了这一问题的复杂性与重要性。那么新风量需求与建筑节能要求之间的“矛盾”是否可以克服，如何协调？此外，这些问题又是如何在新风量标准的制定中得到体现的？

针对这些问题，本文将分别从室内典型污染物浓度限值选择、新风量问题的产生、新风量指标的演化、新风量指标确定的基础问题及已有研究和实践经验的启示、新风量需求与建筑节能要求的协调、新风量标准的体系构成、标准的数据来源、室内所需新风量的确定方法、新风量标准的差异、新风量标准的特征等方面进行阐述和探讨。

1 典型室内污染物浓度限值选择

对于人体相关污染物而言，组分构成包括人体挥发性有机化合物（VOCs）、颗粒物（含PM2.5）。但由于人体VOCs散发量受到代谢水平、健康状况等因素的影响而表现得不稳定，因此需要将能够直接反映人员代谢强度和数量的二氧化碳（CO2）作为人体相关污染物的指示物。根据这一特点，结合室内人员健康与舒适（或不满意率，PD）对CO2浓度的不同要求，如图1所示，选择人体微环境所需求的CO2浓度水平时作出以下考虑：当人员在建筑空间停留时间小于15min时，CO2浓度以1000ppm为基准，允许在485～1015ppm之间浮动，即控制不可自适应人群的PD不超过20%且哮喘群体容许；当人员在建筑空间停留时间超过15min时，CO2浓度以1000ppm为基准，允许在485～2420ppm之间浮动，即控制可自适应人群的PD不超过20%且哮喘群体容许。

图1 室内CO2浓度与健康舒适之间的关系

其次，来源于室内建材、家具、各种漆、涂料、胶粘剂、阻燃剂、防水剂、防腐剂、防虫剂的挥发性有机化合物（VOCs）是人体以外污染物的代表之一。由于VOC种类很多，难以检测和分类，世界卫生组织WHO在1987年给出了室内总挥发性有机化合物（TVOC）的概念，从而可以利用这一指标来作为建筑污染散发的重要指示物。根据不同TVOC暴露浓度所带来的毒性、健康和舒适影响，如图2所示，选择人体微环境所需求的TVOC浓度水平时作出以下考虑：TVOC浓度以0.6mg/m3为基准，当人员在建筑空间停留时间超过60min时，可以将TVOC浓度控制在0.2mg/m3以内，从而使室内人员保持舒适状态。

图2 室内不同TVOC暴露浓度的影响

再次，作为建筑污染散发的另一重要指示物甲醛（HCOH），主要来源于地毯、人造板、泡沫树脂保温板、胶粘剂、涂料、清洁剂、消毒剂，具有强烈刺激性气味，会对人的舒适健康产生显著影响。根据不同HCOH暴露浓度所引起的人体反应，如图3所示，选择人体微环境所需求的HCOH浓度水平时作出以下考虑：HCOH浓度以100μg/m3为基准，当人员在建筑空间停留时间超过60min时，应将HCOH浓度控制在100μg/m3以内，从而使室内人员能够保持长时间对室内空气品质的可接受。

图3 室内不同HCHO暴露浓度的影响

最后，作为影响人体健康的重要污染物PM2.5（悬浮颗粒物），富含大量的有毒、有害物质，被吸入人体后会进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。特别是，一些研究都表明PM2.5的长期暴露与死亡率之间有很强的相关性。其次，已有监测结果表明，尽管室内门窗关闭，但由于门窗缝隙的渗透，室内外空气PM2.5浓度比值接近于1，说明室外污染对室内PM2.5浓度水平影响较大。除此之外，在室内也有相应的PM2.5来源，包括炊事、吸烟、人员活动、半挥发性有机物、设备运行等。目前，我国室内空气质量标准尚未对PM2.5浓度做出限制，在JGJ/T 309-2013《建筑通风效果测试与评价》中对PM2.5的日平均浓度做出了规定。参考国内外PM2.5相关标准法规，如图4所示，选择人体微环境所需求的PM2.5浓度水平，即：室内PM2.5日均浓度以75μg/m3为基准，当对室内空气品质的可接受性有更高要求时，应将日均浓度控制在以25μg/m3内；室内PM2.5年均浓度以35μg/m3为基准，当对室内空气品质的可接受性有更高要求时，应将日均浓度控制在以10μg/m3内。

图4 室内不同PM2.5暴露浓度的影响

2 新风量问题的产生

新风量问题（包含于通风问题）产生的具体历史时期虽然不能完全确定，但在古罗马时代人们已经认识到新鲜空气对人体呼吸过程的重要性。而由新风来满足对清洁空气的需求可以追溯到古埃及，当时存在室内工人呼吸性疾病的发生率远远高于室外的问题。到了中世纪，人们开始意识到室内空气可以传播疾病，新风量问题愈发得到关注。而从16世纪到19世纪，流行病学研究发现人员健康与工作环境空气污染状况之间存在密切关系；特别是，极端室内空气环境问题、室内人员密集场所空气环境问题和疾病传播问题等的出现使人们逐渐认识到采用新风控制室内空气污染的重要性。同时，在第一次工业革命的推动下，空气的组成、人体呼吸代谢过程的机理、氧气在人体呼吸代谢过程中的作用等系列重要问题的突破为正确认识新风与室内空气品质之间关系奠定了科学基础。自19世纪末到20世纪上半叶，以人员污染源为研究对象，关于新风量问题的具有针对性的研究工作逐步得到发展。然而，到了20世纪下半叶，新型建筑材料、装饰材料、家具用品等在室内的大量使用，使建筑污染问题不可忽视，并且诱发了室内多组分低浓度空气污染问题，从而使得室内新风量确定变得更加复杂。20世纪70年代石油危机出现后，建筑节能又对新风量产生限制性，如何在新风量确定过程中协调IAQ要求与建筑节能要求成为必须考虑的问题。特别是，对于室内人员密集的建筑（统称为高密人群建筑），由于其新风能耗一般占到空调能耗的20%～30%，使得该类建筑的新风量确定变得尤为重要和关键。自20世纪90年代，病态建筑综合症（SBS）、建筑相关病症BRI）和物质敏感症（MCS）等问题逐渐受到人们的关注和重视，由于这些症状的发生率与新风量、新风品质具有密切关系[4,5]；因此，保障室内人员的安全、健康是选择新风量的重要前提。到了21世纪，以Fanger为代表的研究人员更加强调室内空气品质的可感受性（PAQ）以及IAQ对人员工作效率的影响[6]；相应地，追求优异的室内空气环境是新风量确定面临的新兴主题。实际上，在对新风量问题的认识过程中，研究人员关注的一个首要问题是什么因素导致了“bad air”?是室内O2太少了还是CO2太多了？1775年，法国化学家Lavoisier把原因归结为CO2，并且给出研究结论认为是过量的CO2而不是O2的减少导致“bad air”。而就是这一重要认识开启了2个多世纪以来关于“为了保证人的健康舒适每人所需的最小新风量”的讨论。那么在这样一个长期的讨论过程中，新风量指标又经历了怎样的变化？

3 新风量指标的演化

在过去300年里，人们已经明确什么地方通入新风是必要的，但“每人真正需要多少新风量”备受争议。在对“每人所需最小新风量”的讨论过程中，涉及到两类观点，一是消除异味和污染物保证人的健康舒适，二是尽可能减少疾病传播。而不同的观点带来了截然不同的结果。在1836年，Tredgold给出了历史上第一个新风量指标，即每人所需最小新风量是7.2m3/h，这一指标仅考虑了满足人的新陈代谢需要，而未考虑舒适要求。1895年，Billings认为在通常情况下人员新风量指标取51m3/h可以满足舒适要求，并且认为室内新风量需求取决于建筑空间尺寸、室内外温度、室内人员量、人员的健康与卫生、人员在室内的停留时间等因素。然而，在克里米亚战争和美国内战期间，医学人员通过观察疾病在士兵之间传播发现每人50m3/h的新风量才能满足减少疾病传播的要求，并且这一值被ASHVE于1914年引入标准。而石油危机以后，为了降低新风量指标，这一标准被修改。特别是，丹麦和美国研究人员独立研究发现27 m3/h可以作为可接受的每人所需最小新风量，并且这一值最终被ASHRAE Standard 62-1989和世界其他许多国家所采纳。新风量指标完整的演化历程如图5所示。由图5可以看到，在过去的200年里新风量指标经历了10余次调整；那么，每一次调整所得到的新风量指标的理论依据是什么？

图5 新风量指标的演化

4 新风量指标确定的基础问题

从理论上讲，新风量的确定涉及污染源特性、新风效应作用过程和IAQ控制目标的选择。污染源既是IAQ问题产生的根源又是确定新风量指标的前提；新风效应作用过程涵盖了新风作用于室内环境所引起的污染物迁移与转化（二次污染物的形成）、人员所获得的有效新风量，即通风效率问题；而IAQ控制目标受到建筑功能、人员适应性、健康、舒适、工作效率、建筑节能要求等因素的限制。

首先需要回答的一个问题是引起IAQ问题的污染源是什么，有何特性？1892年Pettenkofer认为室内空气污染引发的人员不舒适反应可以归结为人体呼吸和皮肤代谢所产生的有机物质。在人体呼吸代谢过程中O2消耗与CO2产生均取决于人员的体型特征（身高体重）和活动强度；当二者之间的量化关系建立以后，CO2浓度开始作为衡量IAQ好坏的重要指标。实际上，CO2自身并不是一种污染物，但可以作为人员所产生的体臭散发物（低浓度有机气体混合物）的指示物，并且Pettenkofer建议将CO2浓度1000×10– 6（ppm）作为充足新风量的判断标准。然而，由于人体气味在室内化学作用下具有不稳定性，CO2浓度指标的指示性需要得到修正；同时，由于室外大气质量的区域性差别，仅关注室内CO2浓度绝对水平已缺少意义。需要特别指出的是，在1880年到1930年期间，环境毒理学曾尝试对室内空气中有机物质进行研究，但获得的有效证据很少。另一方面，在过去的几十年里，建材和饰材的大量使用使得室内挥发性有机物（VOCs）不断引起人们的重视。目前，已有900多种VOCs在室内被发现，所发现的VOCs种类主要包括烷类、醇类、醛类、酮类、卤烃类、酯类、芳香烃类、酸类、萜烯类和酰胺类。对于室内建材饰材散发VOCs的过程，国内外很多学者通过气候小室实验（主要包括IRC/美国、NRMRL/美国、CSIRO/澳大利亚）、现场实测等手段对其散发机理、理论模型（包括概念模型、动力学模型等）进行了大量研究，并建立了相应的VOCs数据库，如加拿大针对37种典型民用住宅所使用的建筑装饰材料进行VOCs散发量测试所建立的VOCs数据库以及而美国EPA所建立的污染源分类数据库，其中包含材料的VOCs散发量及其毒性。这些研究结果从源的角度为新风量的确定提供了计算条件。尽管在实际室内环境条件下建材饰材的VOCs散发特性会发生变化，但引起变化的原因在于散发模型的计算边界条件的改变；因此，通过现场实测确定实际边界条件再结合现有理论散发模型可以完成对VOCs散发量的修正。值得指出的是，正如Pettenkofer所认为的那样，消除空气污染源是解决IAQ问题最有效的措施。其次，需要回答的问题是新风的作用是什么，如何作用于室内空气环境？实际上，新风的作用涵盖5个方面，即提供人体代谢活动所需要的新鲜空气（包括O2等）、稀释转移室内污染物使其浓度水平达到空气质量标准、调节室内温湿度水平营造舒适热环境、形成室内风环境提高舒适度、改变室内化学反应过程的速率和强度。这5个方面表明新风作用于室内空气环境具有引起质量传递（第一效应）和质量转化（第二效应）的双重效应。如何描述这样的双重效应？完整的新风效应描述涉及入室新风气流的流动特性、新风到达室内任意点的有效量、新风气流稀释运移污染物的能力和污染源强度与分布的影响特性。目前，国内外学者已提出14个指标从不同方面对新风效应进行了描述，包括污染物浓度、空气龄、换气效率、通风效率、相对通风效率、净化效率、净化流量、送排风贡献率、污染物驻留时间、污染物扩散指数、污染物累积指数、送风可及性、污染源可及性、新风效应因子[7]；这些指标基本实现对新风效应作用过程的完整刻画。最后，需要回答的问题是IAQ控制目标是什么？如何选择？保障室内人员健康是IAQ控制的最基本目标也是最低目标，并且通常用病态建筑综合症（SBS）等的发生率来量化；而提高人员对IAQ的可接受性（即PAQ）则是更多地从舒适角度寻求IAQ控制目标，一般以人员可接受性（PA）或不满意率（PD）来衡量；关注人的工作效率与创造力（即HP）是近年来IAQ控制目标追逐的焦点，特别是以学校建筑、办公室等为代表的建筑类型愈来愈重视HP的提高，而人员相对表现力（RHP）通常可作为其量化方法。IAQ控制目标的转变体现了人们对IAQ问题本身的认识程度；例如，人员密集场所中CO2浓度（人体气味水平）的升高所引起的不舒适问题使诸多研究开始从室内空气可接受性的角度来探讨室内新风量需求问题。

为了选择适宜的IAQ控制目标，需要选择正确的控制指标并建立其与IAQ控制目标的关系。通过实验或实测寻求污染物浓度（如CO2、TVOC、CH2O等）指标与SBS%、PA、PD、RHP的关系是最通常的做法。在污染源种类单一的条件下，这一方法较为有效，然而对于现阶段由多种污染源引起的室内多组分低浓度污染问题，在很多场合发现污染物浓度与SBS%、PA、PD、RHP并不具有良好相关性，即污染物浓度即便在满足空气质量标准的前提下，IAQ依然不能达到控制目标。实际上，正如Fanger所认为的那样，在室内多组分低浓度污染条件下，引起人员每一种反应都是多种因素的综合结果。因此，借助一种或几种污染物浓度指标已无法完全有效地反映当前室内空气的品质好坏。为此，通过实验建立新风量指标与与SBS%、PA、PD、RHP的之间关系成为最直接也是最有效的做法。例如，如Sundell等学者试图寻找病态建筑综合症、化学过敏症及哮喘的发病原因，并建立了病态建筑综合症发病率与人员新风量指标之间的关系；Yaglou通过实验手段研究了室内人体气味强度和人员新风量指标之间的关系，影响因素涉及人员占有体积、空气处理过程、个人卫生、室内空气质量、室内二氧化碳浓度水平等；Fanger、Berg、Cain等学者给出了新风量指标与人员不满意率之间关系以及可感受的空气品质与人员不满意率之间的关系；并且，Fanger研究发现，对于已被污染的建筑空间，人员进出室内时初始感觉最受关注，而对于人员长时间停留的建筑空间，室内人员经过初始阶段的适应以后，能够适应较高污染水平的环境，相应地所需新风量指标也较低。值得指出的是，尽管到目前为止关于IAQ与新风量关系问题的研究已获得广泛的认识，然而Pattenkofer和Yaglou的研究结果对这一领域相关问题的深入认识已奠定了重要的基础。而且，在过去的100年里，通风空调标准也主要是以Pattenkofer和Yaglou的传统理论为基础，即人是民用建筑的主要污染物，并且这一思想在世界各国标准中都得到体现。

5 已有研究与实践经验的启示

大量的已有研究和工程实践在回答上述3个问题过程中，凸显了新风量问题的以下特点：（1）新风量问题具有很强的历史性，即建筑设计、材料使用、人的生活方式、生活质量和能源消耗相对成本等的变化都会影响到新风量的需求。（2）影响新风量需求的因素多且每一种影响因素在不同建筑类型中具有不同的表现特点；例如，ASHRAE Standard 62.1系列标准中的高密人群建筑的新风量指标较低，节能方面的要求是其主要原因。（3）新风量是否满足改善IAQ的要求根本上取决于室内人员的反应结果，而如何解释室内人员的每一种反应结果？目前主要通过寻找人员反应结果与可能原因之间的统计意义下的关系来获得解释，这在本质上仍然是一种现象性认识。（4）不同功能建筑对IAQ的控制目标要求不同，相对地对新风量的需求也会不一样；例如，在很多标准中，学校建筑的新风量指标较高，而短期暴露场所的新风量指标较低；前者高的原因在于学生是一类敏感性群体，提高较高的新风量将在学生集中注意力和学习活动表现方面获得很大的益处，而后者低的原因在于短期暴露条件下IAQ不是问题。因此，在确定新风量指标的过程中，应体现这一问题自身所具有的发展性、理论性、针对性和协调性。

6 新风量需求与建筑节能要求的协调

上世纪70年代石油危机出现后，建筑节能要求加剧了室内空气污染，但需要明确的是大多数室内空气污染源与建筑节能措施没有关系，即建筑节能并不是IAQ问题出现的直接原因，尽管其会影响（或可能加剧）这一问题[8]。例如，为了满足节能要求而降低新风量在一定程度上会引起不良IAQ，但新风量的变化对IAQ的影响是间接的；原因在于如果没有污染源，室内便没有污染物，而过去45年污染源数量与种类的变化便是引发IAQ问题的首要原因；同时，在很多场合热环境控制具有主导性，IAQ控制是附带的；此外，通风系统未按照设计要求运行也是诱发IAQ问题的因素之一。不可否认，建筑节能与良好IAQ在目标要求上存在所谓的“矛盾”，需要协调，但低效的节能措施与不良IAQ却有共同的原因，包括低水平的HVAC系统设计、低水平的HVAC系统安装、低水平的HVAC系统检测与平衡、低水平的HVAC系统维护、低水平的HVAC系统改造等。

既然建筑节能并不是IAQ问题的根源，那么能否协调新风量需求与建筑节能要求二者之间的关系？实际上，协调新风量需求与建筑节能要求二者之间关系的核心问题是，明确各类建筑所需要的IAQ改善目标是什么？如何采用节能的方法实现各自的改善目标？目前可以做到这一点的节能措施包括热回收通风、需求控制通风（DCV）、局部排风、变风量调节、独立新风系统、置换通风、个性化送风（PV）、复合通风、蒸发冷却处理新风、新风高效除湿技术、提高房间气密性、高效过滤、源控制等。与此同时，应当重视评估增加新风量改善IAQ所带来的“效益”（包括健康风险降低所减少的医疗费用支出、工作效率提高所带来的单位时间产值增加等）与由此引起的“成本”（包括HVAC设备初投资提高、建筑能耗增大、运行维护费用上升、环境成本增加等）增加。目前可以采用的评估方法包括成本-效益法、生命周期评价法等。

7 新风量标准的体系构成

我国和国外新风量相关的标准和规范分别如表1所示。

表1 国内外新风量相关标准和规范

续表1 国内外新风量相关标准和规范

8 新风量标准的数据来源

新风量标准的数据来源既体现了基础研究的支撑作用又体现了标准的制定原则。以ASHRAE Standard 62.1标准为例说明。ASHRAE Standard 62.1标准的数据主要来源于3个方面：环境气候室实验和现场实测研究结果（Research）、实际工程中获得的经验值（Experience）、专家的判断（Judgement）。作为标准数据的重要来源之一的实验研究发现，每人7.5L/s可满足80%未适应者的要求，每人2.5L/s可满足大部分已适应者的要求；同时，对于建筑污染，为了满足80%未适应者的要求，办公室和教室的新风量指标应为2.0L/(s·m2)，幼儿园的新风量指标应为2.7L/(s·m2)，礼堂的新风量指标应为3.3L/(s·m2)；此外，到目前为止，全世界都将办公建筑作为新风量问题的最主要研究对象，大量的实验研究成果发现每人10L/s可大大降低SBS发生率，并且该指标已考虑建筑污染和人员污染的联合影响以及通风效率。另一方面，大量的实际工程经验发现，建筑的实测所需新风量在很多情况下会偏离已有的设计标准，这些实测结果为新风量新标准的制定提出限制，防止新风量指标过于偏高或偏低。再次，由于已有研究涵盖的建筑类型十分有限，主要集中在办公建筑；并且，实验研究和现场实测结果都存在一定的不精确性；因此，相当部分的建筑类型的新风量指标都要依靠专家的判断来确定。

9 室内所需新风量的确定方法

获得人员新风量指标和单位建筑面积新风量指标以后，如何确定室内所需的新风量？这涉及两类污染所需新风量的关系问题。目前，就污染物在感觉和刺激方面对人的影响而言，已有研究还缺乏足够的认识，但也提出以下4种可能：叠加（1+2=3）、独立（1+2=2）、协同（1+2=4）和对抗（1+2=1）。尽管这4种可能在室内环境中都可能存在，但大量的实验和现场实测研究认为在人所受到的气味刺激方面，叠加可以作为一种主导形式。可以讲，上述认识成为了ASHRAE Standard 62.1中规定设计法的理论基础。规定设计法由早期的“通风量法”改进得到。这种方法的出发点是污染源。早期国内外的很多标准把人作为建筑空调房间内的唯一污染源，并由此规定新风需求仅随人员量的变化而变化[9]。而现有标准大多数将建筑污染也考虑在内，并且假定相同类型的建筑物内的污染源种类及其强度基本相同。根据污染物在嗅觉反应（气味）和物质感觉（刺激）方面存在显效应这一前提，空调通风房间呼吸区所需最小新风量应为人员部分所需最小新风量与建筑部分所需最小新风量之和。

需要说明的是，ASHRAE Standard 62.1还包含性能设计法。性能设计法由早期的“室内空气品质法”发展得来。这种方法立足于维持一定的室内空气品质。性能设计法针对特定空间内影响健康和舒适的每种污染物，根据它预计存在的源强以及从健康和舒适方面考虑各自所允许的最大浓度，运用质量守恒方程计算新风量，取最大值作为该空间的最小新风量。性能设计法是一种直接计算，在理论上更精确，也优于规定设计法。然而由于该方法存在以下3方面的困难使其在应用中受到很大限制。其一，目前对于室内哪些污染物在影响人们的舒适和健康还缺乏足够的认识；其二，不同类型建筑和功能房间的污染物散发量的还无法准确确定；其三，从舒适和健康角度考虑污染物合理的浓度限值在国际上存在很大争议。此外，在确定室内所需新风量的过程中，部分标准还做出某些特殊考虑。例如，CIBSE 1993根据室内人员密度不同和吸烟程度不同，分别按照三种方式给出所需新风量；而日本标准在室内人数确定时，新风量按照人均新风量计算，室内人数在各个时间段内不确定时，按照每平方米地板面积计算新风量。

10 新风量标准的差异

通过对比现有新风量标准及其体系，可以发现各标准之间主要存在以下6点差异：（1）人员污染与建筑污染新风需求之间的关系：ASHRAE Standard 62-1989R、prENV 1752和NKB-61将人员污染与建筑污染新风需求相加，DIN 1946取二者的最大值，CIBSE Guide A和ASHRAE Standard 62-1989只有人员部分[10]。ASHRAE Standard 62-1989R等标准之所以把两部分加在一起得出设计新风量，是因为考虑到不同化学组成的污染物可以在嗅觉反应（气味）和物质感觉（刺激性）上发生叠加效应（称作“显效性”（agonism））。而DIN1946等标准取两者中的较大值，出发点在于一定量新风在稀释了某种污染物的同时也稀释了其他不同化学组成的污染物。（2）未适应者与已适应者：ASHRAE Standard 62-1989、prENV 1752、DIN 1946、CIBSE Guide A和NKB-61的最小新风量需求基于未适应者或称来访者（visitors），即刚刚进入室内空间的人；只有ASHRAE Standard 62-1989R的最小新风量需求基于已适应者或称室内人员，即已处于室内空间的人。由于人对体味有显著的适应性，故ASHRAE Standard 62-1989R中用来稀释人员污染所需的最小新风量较小。但该标准也允许设计者针对未适应者进行设计，建议在适应人员的新风量指标基础上附加5L/(s·人)。与对体味的适应性相比，人对建筑物污染物的气味适应性很小，所以已适应者和未适应者所需的建筑污染部分新风量指标可认为大致相等。（3）吸烟与不吸烟：由于越来越多的商业和公共建筑中严格限制和禁止吸烟，包括ASHRAE Standard 62-1989R在内的一些标准的新风量指标是在假定不吸烟的情况下得到的。若必须考虑吸烟，各标准处理方法不同。ASHRAE Standard 62-1989除吸烟室外不区分吸烟与不吸烟，但其“允许中等程度的吸烟”易引起标准的滥用。DIN 1946不论吸烟量多少，统一规定将人员新风量指标加上5.6L/(s·人)。其他各标准则提供一定吸烟量下的所需的人员新风量指标取代不吸烟时的人员新风量指标或者提供人员部分所需的附加新风量，例如ASHRAE Standard 62-1989R附录中提供了确定要维持可接受的可感室内空气品质所需额外新风量的方法。（4）低污染建筑与非低污染建筑：CEN建议案prENV 1752将建筑物分为两大类：低污染建筑和非低污染建筑。满足“低污染”建筑的要求是：建筑物中使用M2类材料不得超过20%，M3类材料允许使用的比例很小。prENV 1752根据不同分类建筑物给出不同新风量。其他标准未对建筑物分类，但考虑建筑部分的新风量标准时，其建筑物情形与prENV 1752中的低污染建筑可比。（5）室内空气品质与满意率：各个标准对室内空气品质的定义或阐述不同。ASHRAE标准中有两个室内空气品质的定义，可接受的室内空气品质（AIAQ）和可接受的可感室内空气品质（APIAQ），可接受的可感室内空气品质为满足标准定义的可接受室内空气品质的必要非充分条件。因为某些污染物如氡和一氧化碳并不产生气味和刺激，却危害健康。并且，香烟烟雾被美国环境保护署（EPA）列为致癌物质，这意味着由于香烟烟雾对健康的危害性，吸烟环境中不可能达到“可接受的室内空气品质”，却有可能达到“可接受的可感室内空气品质”。CIBSE提案中关于可接受的室内空气品质定义与舒适有关，但未考虑对人体健康有潜在危险却无异味的物质，如氡等。CEN 标准将通风要求分为A、B和C三级。DIN 标准的分析方法中也将通风要求分为三个水平。此外，ASHRAE 62-1989R附录中给出的分析方法（即性能设计法）也包含一个针对不同满意水平确定不同通风要求的方法。其他各标准中虽然也使用了类似术语，但无明确定义。（6）是否需要关注二氧化碳CO2：CO2先是作为体臭的指标，进而发展为整个室内空气品质的指标。对人员密集场所，因为ASHRAE Standard 62.1-1989R推荐的新风量相对于ASHRAE Standard 62.1-1989较小会导致CO2稳定浓度高达（2000～2500）×10–6，而ASHRAE Standard 62-1989建议CO2极限值为1 000×10–6，这就引发了对ASHRAE Standard 62-1989R的争议。ASHRAE Standard 62-1989在规定1000×10–6为CO2稳定浓度限值时，明确指出该浓度“并不是从危害健康的角度考虑，而是人体舒适感（臭气）的一种表征”。研究表明，假定新风的CO2浓度为300×10–6，典型成年人静坐，7.5L/(s·人)的新风量能使80%的来访者满意。但还没有任何受控研究表明，CO2浓度高于 2500×10–6会对人体健康造成任何影响。已有的CO2浓度超过1000×10–6会导致困倦的观测数据还没有在受控小室研究中得到证实。有鉴于此，ASHRAE Standard 62.1-1989不再将CO2作为所关注的污染物代表，也不再提及1000×10–6这一指标。

11 ASHRAE新风量标准的特征

在ASHRAE Standard 62.1系列标准的发展过程中，ASHRAE Standard 62.1-1989R、ASHRAE Standard 62.1-1999、ASHRAE Standard 62.1-2010、ASHRAE Standard 62.1-2013极具代表性并具有重要的特点[17-19]。ASHRAE Standard 62.1-1989R强调对化学污染和微生物污染的控制，CO2合格只说明人体污染未超标，但不能说明空气品质合格；并且，该标准的不吸烟假定和以已适应者为基准使其高密人群空间的最小新风量远低于ASHRAE Standard 62.1-1989推荐值。ASHRAE Standard 62.1-1999将不成熟的挥发性有机化合物和微生物危害内容去除；同时，该标准定义的室内污染物是有害于健康或引起不舒适，第一次将引起“不舒适”的定为污染物；此外，该标准还规定了室外空气质量，设计数据主要依赖于当地环保部门。ASHRAE Standard 62.1-2010对空气最低过滤与净化要求做出规定；而且，当通风系统必须运行时，对最小新风量做出要求。而在ASHRAE Standard 62.1-2013中，新风量指标考虑了采用需求控制通风这一条件。

12 结语

应当肯定是，GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》的出台解决了我国以往标准或规范中确定新风量指标所存在的问题，如对污染源反映的不完整、缺乏针对性、低密人群建筑的新风量不能保证始终满足室内卫生要求、高密人群建筑新风量没有考虑人员密度的影响等。但同时，也应当看到的是我国在新风量指标所涉及的相关基础研究方面还有大量的问题需要解决，如进一步明确人员污染部分对新风量需求与建筑污染部分对新风量需求之间的关系、从机理上找到新风量与人的各种健康反应之间的关系、建立更加精确的方法评估新风量指标等。另一方面，住房和城乡建设部已将《住宅新风系统技术规程》列入2015年编制计划，备受行业关注，这对指导如何保障绿色建筑的室内环境质量具有重要作用。应当看到的是，四川省（以成都地区为代表）在发展绿色建筑过程中，宜结合我省的室外污染现状确定适合省内需求的合理的新风系统技术方案，即着手地方新风系统技术规程相关准备工作具有重要性。总之，无论是相关基础问题的解决还是新风系统技术规程的编制都将对我国以及四川省绿色建筑技术发展、通风空调工程设计和运行管理调节具有重要的意义。

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Health Requirement and Outdoor Airflow Standard in Building Space

Wang Jun

( College of Architecture and Environment, Sichuan University, Chengdu, 610065 )

As to building space health requirement, selection of indoor typical pollutants concentration limiting value, emerging of outdoor airflow problem, change of outdoor airflow rate, fundamental issue of outdoor airflow rate determination, inspiration of previous research and practical experience, coordination between outdoor airflow needing and building energy saving were stated in this study. Meanwhile, constitution of outdoor airflow standards and their data sources, determination methods of indoor needed outdoor airflow were introduced. In addition, difference among outdoor airflow standards and their characteristics were discussed.

indoor air quality; indoor health; outdoor airflow standard

1671-6612（2016）05-530-09

TU834

A

国家自然科学基金资助项目（51308361）；四川省科技计划项目（2014GZ0133）

2015-07-26

作者（通讯作者）简介：王 军（1983-），男，博士，副教授，E-mail：wangjunhvac@163.com