办公建筑装修工程室内空气质量全过程控制策略及案例分析
2020-02-01张惠敏陈凤娜深圳市建筑科学研究院股份有限公司广东深圳518049
张惠敏,陈凤娜,郑 磊(深圳市建筑科学研究院股份有限公司,广东 深圳 518049)
随着社会生活的日新月异,大多数人每天有 1/3 的时间在办公室内度过。调研数据显示,69.0% 的办公室人员对目前的办公环境不满意,80.0% 的办公建筑都存在需要解决的环境问题。室内空气质量的恶化会对员工健康造成危害。据世界卫生组织(WHO)公布数据,近 30.0% 的新建和新装修的建筑物存在病态楼宇综合征(SBS),20.0%~30.0%的办公室人员健康受到 SBS 影响[1],降低员工的劳动效率和出勤率。美国职业安全及健康管理数据表明,因室内环境质量恶劣而导致生产力降低 1.5%~1.6%[2]。
在众多空气质量问题中,装修引起的室内空气污染问题最为引人关注。根据环境流行病学研究,有 1/3 的“病态建筑”病是装修材料释放的甲醛和挥发性有机化污染所导致[3]。尤其现代办公建筑装修大量使用人工复合材料,空间密闭化,室内污染物不易扩散出去,使得问题更加严峻。
1 传统办公建筑装饰装修工程空气质量污染问题
办公建筑装修工期短、办公空间新风量有限、装修材料复杂等特点使得装修污染问题凸显。传统 “后评估+后处理”的方式,缺乏对材料污染源头和工程过程地管控,若装修完工后不达标则只能进行治理,成本高昂且效果有限,治标不治本。
(1)装修工期短。现代办公空间存在高效率、高租金压力等因素,企业业主要求施工方在尽可能短的时间内完成装修施工工程,快速进入生产经营轨道。一般装修工期为3~6 个月,装修完工后便急于入驻办公,导致装修材料中污染物释放时间不足。
(2)新风量有限。为维持室内温湿度与节约能耗,多数办公室被设计成封闭式空间,通过配置新风系统进行新风补充。暖通设计新风量限量要求是根据能耗和人体生理需求设定,并未考虑装修污染物的排放需求量。过度地室内装潢往往使各种挥发性有机物充斥室内,以至无法满足稀释装修产生的污染物浓度的要求。
(3)装修材料复杂多样。现代办公装修既要满足办公高效实用,又要顾及企业形象及接待客户的需求,保证办公空间的美观大方。因此,办公装修要求和档次越来越高,装修材料和家具的种类愈发多样化,而这些装修材料和家具中通常含有甲醛、苯及苯系物等挥发性有机物。即使施工选材阶段选用环保性能良好的产品,但多种装修材料和家具用量承载率较大,污染物浓度的叠加效应也会增加装修完工后室内空气污染物浓度超标的概率。
(4)设计、施工阶段缺乏有效控制。在既有的装修工程中,人们往往只重视室内空气质量的验收结果,但在设计中未考虑装修材料污染叠加累积、新风量、工期等相关因素,同时缺少相应的室内空气污染预评估工作。此外,在施工阶段过程中针对室内空气质量缺乏有效管理,易造成管控不严、违规引入污染源的情况。
(5)装修工程各参与方对室内空气质量控制意识缺位。在装修工程中,参与方包括企业主、设计方、施工方、监理方材料供应方等。但各方更关注各自单方面的目标,皆缺乏室内空气质量控制方面专业指导与实施路径,多方考虑能力不足,室内质量整体控制环节长期缺乏。如设计师仅对风格效果负责,对装修材料种类和用量对空气污染的影响意识缺位。
2 装修污染室内空气质量保障对策
2.1 多方参与协作机制
工程质量涉及建设单位、设计方、施工方、材料商、家具商、监理、检测机构等多个参与方。项目采用全新的项目管理组织模式,引入室内环境健康顾问角色,指导和协调相关参与方在装修全过程每个阶段落实装修污染控制的工作和措施,及时发现和协调解决环境质量风险。通过组织管理,建立以建设单位为主导,相关方参与,建设单位担总责,相关方各司其职的工程协同模式,确保装修污染控制相关措施要求的落地执行,如图 1 所示。
图 1 工程协同模式示意
2.2 装修全过程预控技术
为解决传统装修“后评估+后处理”问题,项目组以“事前预防”为核心,从设计、工艺、材料、施工、验收及后期使用的全过程阶段采用不同的技术手段进行定量化的预防管控,以合理成本降低室内装修工程引起的室内空气污染风险[4]。本项目装修污染全过程控制流程如图 2 所示。
图 2 装修污染全过程控制流程图
(1)通风评估。项目主要功能房间通过设置机械新风系统保障室内通风,但暖通空调设计是以人员污染(CO2)为依据。因此室内环境健康顾问会根据暖通图纸复核各房间新风量,进而判定新风量设计值是否满足消除装修污染的需求。
(2)污染物控制设计。项目选取办公室、会议室等代表性房间,根据装修设计方案、控制目标、交付计划、通风、环境温度等相关因素,采用室内空气质量预评价模拟平台软件工具,根据 JGJ /T 436—2018《住宅建筑室内装修污染控制技术标准》进行工程装修室内空气质量预评价。分析装修后室内污染物浓度趋势、污染源影响权重,解析污染源和风险点,合理制定了项目各装修材料环保性能控制水平,提供风险控制建议措施。
(3)装修材料质量把控。装修材料质量把控是确保污染物控制设计中提出的装修材料污染物释放率等环保控制要求落地的关键。项目组对装修材料采购和施工使用两个阶段进行质量把控。①采购阶段在装修材料采购下单前进行产品质量考察和样品检测,确保不符合本项目要求的产品不采购,及早解决存在的最大潜在风险。②施工阶段通过对用量大风险高的装修材料进行进场前质量抽检,并确保合格后再投入使用,有效的监督供应商产品生产质量,确保装修材料质量。
(4)施工过程管理。项目组为实现进度与质量的双控,通过动态跟进装修进度、风险管控前置等原则。事先识别施工过程中各项环境污染因素,从对室内环境污染较小的工艺、规范施工要求方面明确污染风险和预控措施。通过室内环境健康顾问每周现场服务,指导和协调相关单位落实装修污染控制的工作和措施,确保装修污染控制相关措施要求的落地执行。
(5)室内空气质量验收。全过程预控技术的最终目的是保证室内空气质量优良。装修完工后对项目代表性房间依据相关标准进行室内空气污染物检测,对管控效果进行核验,确保室内污染物浓度低于限值要求。
(6)室内空气质量运行监测。为保障项目拥有长期健康舒适室内环境,采用室内环境监测仪对典型房间进行室内环境数据连续监测采集。监测参数包括温湿度、甲醛、TVOC、PM2.5、CO2等。办公人员可通过数据平台直接观察室内环境的状况,及早发现环境异常情况,实现健康、舒适的工作环境。
3 案例实施效果分析
3.1 项目概况
深圳市建筑工程质量监督和检测实验业务楼位于深圳市福田区,为既有建筑改造工程,室内装修面积 8 373 m2。房间主要功能为办公室、会议室等。项目装修周期为 2019 年1 月 20 日~2019 年 3 月 25 日,总工期为 91 d。
3.2 模拟预测结果
表 1 为典型房间会议室的装修信息,表中装修材料是根据装修图纸与装饰材料清单筛选的污染风险较大且用量较多的材料。材料污染散发特性参数按照选用材料测试所得的168 h 释放率及其他参数数据,温度、通风换气量按设计取值,施工进度由施工方提供。
表 1 会议室装修信息
图 3 和图 4 分别为通过模拟计算得出的该房间浓度变化曲线和各装修材料浓度负荷图。从模拟预测图可以看出,装修结束后室内甲醛浓度能够满足控制目标限值。
图 3 室内浓度趋势图
图 4 各装修材料浓度负荷图
3.3 室内空气质量检测结果
项目组于 2019 年 4 月 7 号对项目代表性房间的室内空气污染物进行了检测,检测依据为 GB 50325—2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》。门窗关闭 1 h,且通风空调开启。项目检测结果见表 2,结果显示完工后项目室内污染物浓度明显低于标准限值要求。
表 2 典型房间室内空气污染物检测结果 mg ·m-3
3.4 检测结果与模拟结果比较
图 5 为验收时刻房间甲醛实测浓度值与模拟计算结果对比图。验收时刻,甲醛浓度模拟计算结果会议室 01 为 0.027 mg/m3,会议室 02 为 0.023 mg/m3,办公室 01 为 0.014 mg/m3,办公室 02 为 0.011 mg/m3。预测值与计算结果均明显低于标准中甲醛浓度限值要求,结果对比计算浓度与测试结果平均值绝对偏差为(-0.001~0.005)mg/m3,相对偏差比为 -14.3%~22.7%。计算值与预测值差异较小,模拟计算可以较好地预测实际工程室内污染物浓度情况,并通过全过程管控确保了各项措施的执行和效果的达成。
图 5 典型房间甲醛实测结果与模拟计算结果比较图
4 结 语
(1)通过引入室内环境健康顾问角色,协调和指导落实装修污染控制的工作和措施,可解决传统组织中各参与方空气污染的影响意识缺位、室内质量整体控制环节长期缺乏的问题,保障项目进度和质量实现双控。
(2)根据室内空气质量预测模型,对室内空气进行预评估并制定材料污染物释放率控制要求,作为设计优化和材料控制的依据是全过程控制策略中的关键步骤。室内空气质量模拟计算平台基于装修材料环境舱检测数据库和预测模型不断完善,对预评价的推广有重要作用。
(3)对于办公建筑,建立有效的室内空气质量监测,不仅可以为建立室内空气质量与健康数据库提供数据,同时可以加强风险预警,有针对性地采取措施。
(4)当装修工程量大、装修材料批次和种类较多时,装修材料质控中材料的检测和更换对施工进度的影响较大。为避免影响施工进度,快速检测方法便尤为重要,但这一领域仍然空白,需要进一步研究。