兰州市绿色建筑室内空气中苯和 TVOC 污染研究

2019-03-06任文理李琳琳陈阳阳

工程质量 2019年11期

任文理，李岩，李琳琳，陈阳阳，田恬

（1.甘肃省建筑科学研究院，甘肃兰州 730050；2.甘肃省绿色建筑与建筑节能工程研究中心，甘肃兰州 730050）

0 引言

近年来，随着建筑业的快速发展，绿色建筑以其独特的节水、节地、节能、节材和保护环境减少污染的特性，渐渐地被人们所熟知。如何做到绿色建筑在建造过程中既保护环境又减少污染，成为人们关注的焦点问题。

为了给居民提供一个“健康、舒适、绿色、环保”的居室环境，将室内空气质量作为评价绿色建筑的关键环节。室内空气污染物的含量是影响室内空气质量的关键因素。室内空气污染物主要有：甲醛（HCHO）、氨（NH3）、苯、总挥发性有机污染物（TVOC）、空气氡、氮氧化物（NOX）、硫氧化物（SOX）、一氧化碳（CO）、颗粒物和病原微生物等。其中，甲醛、苯、TVOC 含量过高是造成室内空气质量低劣的主要原因［1］。苯和 TVOC 主要来源于油漆、涂料、胶类、防水材料和溶剂或稀释剂等，对皮肤、眼睛和上呼吸道有刺激作用，能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统功能，慢性中毒开始时易出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等症状，严重时可损伤肝脏和心血管系统，甚至还会引起“三致”作用［2］。因此，对室内空气中苯和 TVOC 的研究显得至关重要。

本文通过对兰州市绿色居住建筑室内空气中苯和 TVOC 的检测并分析，研究如何降低室内空气中苯和 TVOC 的含量，对提高绿色建筑室内空气质量，减少室内空气污染，促进兰州市绿色建筑产业向前发展具有重要意义。

1 试验方法

1）试验对象。选取兰州市碧桂园二期高层居住建筑，户型为南北通透型。依据 GB/T 50378－2014《绿色建筑评价标准》和 DB 62/T 25－3064－2013《绿色建筑评价标准》，获得一星级绿色建筑设计评价标识。

2）检测仪器。选用气相色谱仪检测苯及检测TVOC，气相色谱仪每年由甘肃省计量院检定。苯采样管为内装 100 mg 椰子壳活性炭不锈钢吸附管；TVOC 采样管为内装 200 mg Tenax-TA 吸附剂不锈钢吸附管。采样管在采样前均按照标准要求活化。

3）检测方法。依据 GB 50325－2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录 F 和附录 G 中的规定，苯和 TVOC 样品均采用热解析-气相色谱法测量，以保留时间定性，峰面积定量。样品采集前关闭门窗 12 h，仪器放置于远离门窗和空调等空气流动较大之处，选择定点测量，小于 50 m2的房间布设一个点，50～100 m2的房间布设 2 个点。每个检测点采样流量为 0.5 L/min，采样时间 20 min。

4）评价标准。依据 GB 50325－2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（2013 版）中规定：Ⅰ类民用建筑工程苯≤0.09 mg·m-3，TVOC≤0.5 mg·m-3。本试验检测对象均属于Ⅰ类民用建筑工程。

2 结果与分析

2.1 室内不同功能区苯和 TVOC 浓度水平

选取精装修的 10 套房间检测，将所检测点位置按照室内不同功能区划分为厨房、客厅、卧室 3 类。以室内空气中苯、TVOC 浓度测定结果平均值作图，如图1 所示。由图1 可知，不同功能区室内空气中苯浓度大小顺序为：卧室＞客厅＞厨房；TVOC 浓度大小顺序为：卧室＞厨房＞客厅。其中，卧室中苯浓度范围为 0.002～0.175 mg·m-3，平均值 0.039 mg·m-3，TVOC 浓度范围为 0.017～0.755 mg·m-3，平均值 0.114 mg·m-3；客厅中苯浓度范围为 0～0.173 mg·m-3，平均值 0.038 mg·m-3，TVOC 浓度范围为 0.012～0.092 mg·m-3，平均值0.050 mg·m-3；厨房中苯浓度范围为 0～0.054 mg·m-3，平均值 0.025 mg·m-3，TVOC 浓度范围为 0.016～0.743 mg·m-3，平均值 0.107 mg·m-3。冯文如等［3］通过研究广州市室内环境中苯的健康风险评价，结果发现，广州市不同环境空气中苯的平均浓度为：卧室0.029 mg·m-3，客厅 0.029 mg·m-3，略低于兰州市室内环境空气中苯的浓度。卧室和客厅室内空气中苯浓度高于厨房，原因可能是卧室和客厅使用的装修材料比厨房的多，且厨房通风状况相较于卧室和客厅略好。卧室和厨房室内空气中 TVOC 浓度远高于客厅，原因可能是卧室和厨房空间小，TVOC 浓度相对高，客厅空间大，TVOC 浓度相对小。

图1 不同功能区室内空气苯和 TVOC 浓度水平

2.2 不同高度室内空气苯和 TVOC 浓度水平

选取精装修的 12 套房间进行检测，其中 2 楼、9 楼、18 楼、30 楼各 3 套房间，室内设 2 个检测点，以室内空气中苯、TVOC 浓度测定结果平均值作图如图2 所示。由图2 可知，不同楼层室内空气苯浓度大小顺序为：2 楼＞9 楼＞18 楼＞30 楼；TVOC 浓度大小顺序和苯的一样。由此可见，随着高度的增加，室内空气中苯、TVOC浓度均逐步降低。顾天毅［4］通过研究兰州市城关区商场不同楼层TVOC污染特征，结果表明，TVOC 污染水平呈现 3 楼＞4 楼＞5 楼。本研究与顾天毅研究结果相一致。

图2 不同高度室内空气苯和 TVOC 浓度水平

2.3 新风系统对室内空气苯和 TVOC 浓度的影响

选取精装修的 6 套房间进行检测，开始以新风系统关闭进行检测，检测完之后打开新风系统，运行 12 h 后检测新风系统打开后的数据，以室内空气中苯、TVOC 浓度测定结果平均值作图，如图3 所示。由图3 可知，开启新风系统后，室内空气中苯、TVOC 浓度明显降低。苯浓度从 0.091 mg·m-3下降到0.036 mg·m-3，降低了 60.4 %；TVOC 浓度从0.385 mg·m-3下降到0.012 mg·m-3，降低了 96.9 %。由此可见，新风系统运行是降低室内空气中苯、TVOC 行之有效的办法，正如相关研究表明［5-6］，新风控制是降低室内空气苯、TVOC 浓度简单有效的方法，通过调高新风量和新风系统效应可有效降低室内空气污染物浓度。

图3 新风系统对室内空气苯和 TVOC 浓度的影响

2.4 绿色建筑室内空气苯和 TVOC 污染来源

选取精装修的 16 套房间和未装修的 16 套毛坯房进行检测。以室内外空气苯、TVOC 浓度测定结果平均值作图，如图4 所示。由图4 可知，室内空气苯、TVOC 浓度大小顺序均表现为：精装房＞毛坯房＞室外。装修前后，苯浓度从 0.040 mg·m-3升高到 0.184 mg·m-3，升高了 3.6 倍；TVOC 浓度从 0.031 mg·m-3升高到0.347 mg·m-3，升高了 10.2 倍。由此可见，装饰装修过程及所使用的材料对室内空气苯、TVOC 浓度的贡献相当大，室外空气对室内空气苯、TVOC 浓度也有一定的贡献，但相对较小。刘建磊［7］通过研究各因素对 TVOC 浓度水平的影响权重发现，装修水平对 TVOC 浓度影响最大。因此，科学合理的装修房屋，减少室内空气苯和 TVOC 源物质，可有效降低室内空气污染。

图4 室内空气苯和 TVOC 的来源

2.5 绿色建筑室内空气苯和 TVOC 污染评价

兰州市绿色建筑室内空气苯、TVOC 浓度水平检测结果如表1 所示。结果表明，兰州市绿色建筑室内空气苯浓度水平为 0～1.18 mg·m-3，平均值为 0.06 mg·m-3，最高值为 1.18 mg·m-3，标准差0.15 mg·m-3；TVOC 浓度水平为 0.002～1.67 mg·m-3，平均值为 0.13 mg·m-3，最高值为 1.67 mg·m-3，标准差 0.25 mg·m-3。依据 GB 50325－2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（2013 版）标准中规定Ⅰ类民用建筑室内空气苯浓度限值 0.09 mg·m-3，TVOC 浓度限值 0.5 mg·m-3。本次检测苯、TVOC 各 98 个样本中，室内空气苯超标率为 8.2 %，TVOC 超标率为 6.1 %。本次检测结果中苯浓度明显高于徐东群等［8］2007 年报道的甘肃省平凉市住宅室内空气苯浓度平均值 0.009 mg·m-3，TVOC 浓度低于其报道的甘肃省平凉市住宅室内空气 TVOC 浓度平均值 0.377 mg·m-3。