哈尔滨住宅建筑室内气体污染物测试分析

崔 巍

(黑龙江工程学院土木与建筑工程学院,黑龙江 哈尔滨 150050)

0 引言

在我国，随着经济的高速发展，室内外空气污染问题尤为突出。近年频发的雾霾天气使得室外大气污染愈发严重，人们被迫减少外出的时间和频率，但不合理的建筑设计、空调系统设计和运行以及众多散发有害物质的建材的使用使得我国的室内空气品质(Indoor Air Quality，IAQ)问题也较发达国家要严重的多，我国每年由于室内空气污染引起的超额死亡数量多，超额门诊数22万人次，超额急诊数430万人次，每年由于室内空气污染造成的损失，按支付意愿价值估计，约为106亿美元[1]。不仅如此，随着北方冬季雾霾加重[2,3]，使得居民有意识地提高了建筑的密封性，这大大削弱了室内外空气的交换，导致室内产生的有害污染气体很难有效排出室外，导致人们患病的几率增加。因此，对室内空气环境和质量进行研究和评价就显得异常重要[4]。

因此开展哈尔滨市民用建筑室内空气品质实地测试，有助于掌握室内空气污染变动的普遍规律，帮助研究人员对室内空气环境的变化做出有效预测，进而采取措施去除污染物，这对于降低室内污染水平，改善室内人居环境，保障室内人员身心健康，具有十分重要的意义。

1 研究方法

1.1 检测指标的选取

本文以室内环境作为测试对象，仅重点选取了以下几个指标测试[5]：甲醛、TVOC、可吸入颗粒物PM2.5和PM10、二氧化碳、温度、相对湿度和空气流速[6,7]。

1.2 采样点选取

本文依据采样点布置原则，选择了客厅、主卧、副卧、厨房和卫生间作为5个参与检测的功能房间[8,9]。其中，按照每个房间大致的面积和实际情况，在客厅设置了3个采样点，以对角线排列，在两个卧室各设置2个采样点，而在厨房和卫生间面积较小的空间设置1个采样点。此外，为了与室外新风和走廊空气质量作对比，也分别在室外和走廊设置了2个对照采样点。

1.3 检测步骤和时长

在测量之前确保住宅在当天没有进行过任何换气通风，室外空气和走廊空气测量数据作为对照组。在室内布点15 min后对所有测点进行第一次检测，监测数据作为本住宅未通风前室内各项污染物数据。之后打开所有房间门窗，对住宅进行全面通风，通风时间大约在10 min，当二氧化碳检测仪显示的室内二氧化碳浓度与室外接近后，可视作室内通风达到要求，记录此时各个测点污染物数据，作为通风结束后室内污染物初始浓度，记录后关闭门窗。通风结束后，为了记录室内各处污染物浓度的增长趋势，我们每隔15 min记录一次各点污染物数据，大约2 h，室内污染物数据趋于稳定，此时停止记录，室内检测结束[10-12]。

图1为检测流程图。

1.4 综合指数评价法

为了反映室内污染物的交互作用对空气质量的影响，找出其综合污染规律及特征，需要综合评价室内空气质量。综合指数评价[13，14]用于表征环境质量现状，是将测定数据整理、分析和归纳成指数值。以算术平均指数P及综合指数I为主要评价指数，算术叠加指数Q为辅助评价指数。

(1)

(2)

(3)

其中，C1为污染物浓度；S1为标准规定上限。

2 结果分析

以《环境空气质量标准》[15]与《室内空气质量标准》[16]中各项污染物的浓度为评价标准[17]，综合五户家庭结果，甲醛超标2.13倍，总挥发性有机物超标2.58倍，二氧化碳超标1.75倍；各项污染物严重程度为：TVOC>甲醛>二氧化碳>PM2.5>PM10。甲醛以及TVOC含量最高的房间是主卧和卫生间，悬浮颗粒物含量最高的房间是副卧，厨房和卫生间的二氧化碳含量最高，说明此处空气新鲜度最差。综合空气品质算术平均指数Q和综合指数I，室内各个房间空气品质按从好到差排列依次是：副卧>客厅>厨房>主卧>卫生间。厨房由于测试阶段未发生烹饪行为，因此空气质量得以保证。主卧室的空气质量较差，污染物主要是甲醛和TVOC，可见家具中甲醛和挥发性有机物含量依然处于严重超标阶段，因此需要在主卧多通风，促进甲醛和挥发性有机物的扩散，或采取一定主动手段净化室内空气。另外，对比室外空气发现，室外悬浮颗粒物严重超标，反映了当地雾霾的严重，而甲醛等污染物则可忽略不计；室内外悬浮颗粒物的巨大差距说明建筑物对雾霾起到了有效的阻隔作用。

当通风结束刚把门窗关上的一段时间内，室内污染物浓度会有一个较快的回升，然后释放速率逐渐放慢，2 h后，主要污染物的浓度增长将极其缓慢，此时甲醛、总挥发性有机物、二氧化碳的浓度指数分别达到了通风前的67%,68%,63%。各类污染物综合指数变化的趋势如图2所示。

3 结语

本文逐时检测了哈尔滨市5个家庭的居住房间室内的主要空气污染物，包括PM2.5,PM10，甲醛，TVOC，二氧化碳。采用姚氏综合指数评价法对住宅的空气品质进行了评价，在所有的污染物中，TVOC和甲醛的浓度超标最为严重，评价结果还显示，住宅的围护结构对室外PM2.5和PM10具有良好的过滤效果。而且通过短暂的通风可以显著改善室内空气品质，关闭门窗后，污染物浓度逐渐提高，2 h之后上升趋势逐渐不明显，因此建议人员在室时，可以室内人员活动较为频繁时，推荐通过1 h短时通风改善室内空气品质。