基于绿色建筑标准的室内空气污染物防治分析
2022-10-13吕锶锦陈荣清
吕锶锦,陈荣清
(中国建筑工程(香港)有限公司,香港 999077)
随着经济和科技发展水平的不断提高,绿色建筑理念应运而生,绿色建筑行业逐渐兴起。绿色建筑是指在全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。近年来,随着环境保护理念的推广,人们的健康意识和空气质量要求都有了明显提升,绿色建筑标准对室内空气污染物防治愈发关注[1-5]。甲醛、苯等污染物进入室内空气中,会影响人体健康[6-9]。室内空气污染物种类很多,但主要分为3 类[10-12]。一是气体污染物,挥发性有机物(VOCs)是最主要的成分。二是微生物污染物。三是颗粒物,主要是细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)。本文对比分析了不同绿色建筑标准对室内空气污染物的要求,论述了室内空气污染物的防治方法。
1 不同绿色建筑标准对室内空气污染物的要求
目前,我国绿色建筑认定主要依据《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019),少数使用美国绿色建筑评估体系(LEED)和WELL 健康建筑评价标准,中国香港绿色建筑认定大多使用英国建筑研究院环境评估方法(BREEAM)。这些绿色建筑标准对室内空气污染物的分类大致相同,但是其限值存在差异。不同绿色建筑标准对室内空气污染物的限值如表1所示,主要指标有甲醛、苯、总挥发性有机物(TVOC)、氡、PM2.5、PM10、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)。需要注意的是,BREEAM 认可当地的法律法规,因此表1中BREEAM 对室内部分空气污染物的限值以《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019)的最高要求为准[1]。
由表1可以看出,4 种绿色建筑标准对TVOC、PM10和CO 的要求基本一致,WELL 对空气质量的要求最高,尤其是对苯、氡和O3的限值要求;LEED 对空气质量的要求较高,尤其是对甲醛和PM2.5的限值要求;相比WELL、LEED 与《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2019),BREEAM 对TVOC 的限值要求最高。4 种绿色建筑标准中,甲醛、苯、氡和PM2.5的限值变化较大,4 种主要室内空气污染物防治成为绿色建筑认证的重点。
2 室内空气污染物的来源及影响因素
2.1 来源
室内空气污染物主要来自建筑材料和室内装饰材料,部分来自室外大气[13-15]。室外大气中的污染物会随着空气进入室内,受室外大气影响较大的室内空气污染物是PM2.5、PM10。不同室内空气污染物的来源存在稍许差异。甲醛来自人造板材的使用和有机材料的燃烧;苯来源于图文传真机、电脑终端机和打印机等的使用;氡不仅来自建材,还来自地下水和地基土壤,其通过地表和墙体裂缝进入室内。空气污染物的形成过程会间接影响室内空气污染物含量,分析其影响因素,有助于合理评价不同绿色建筑标准对空气污染物的限值要求,尤其是限值要求变化较大的甲醛、苯、氡和PM2.5。
2.2 影响因素
温度和湿度对空气中甲醛、苯、氡、PM2.5等污染物有很大的影响[16-18]。室内空气中,甲醛浓度受温度、湿度影响明显,湿度对甲醛释放量的影响显著,当采样点的环境温度和湿度偏高时,室内空气中甲醛浓度也高,说明室内空气的甲醛浓度与相应采样点的温度、湿度呈正相关[2]。室内氡浓度变化范围为40~100 Bq/m3,平均值为(66.7±12.6)Bq/m3,日变化规律为夜高昼低,与温度呈负相关,与湿度呈正相关[3]。苯浓度与湿度呈正相关[4],PM2.5浓度与PM10浓度变化趋势基本一致。室外PM10浓度明显影响室内PM10浓度[5]。研究发现,室外空气质量、温度、湿度对室内空气污染物含量有很大的影响,控制以上因素有助于防治室内空气污染物。
3 室内空气污染物的防治方法
3.1 新建建筑室内空气污染物防治
新建建筑在施工阶段就可同步实施室内空气污染物防治方案,比如,施工期间要保护场地内容易吸潮变质的材料,安装空气处理机和回风过滤网进行过滤、通风,入住前更换过滤器。过滤和通风能降低室内氡和PM10的浓度,调节室内温度与湿度。自然通风3 h 可使室内氡浓度迅速降低至未通风时的1/4,机械通风对密闭室内氡浓度的降低作用较自然通风更为显著[3],室内使用空气转换装置和及时清洁有助于降低室内PM10浓度[5]。当前,可以通过建筑设计来防治空气污染物,固定门道系统可以捕获进入建筑物的污垢和颗粒物,不同建筑空间都设置可开启窗户,使其可以进入室外空气,改善室内空气质量。不同绿色建筑标准都明确要求安装CO2监测装置,建筑可以安装带有传感器的监控系统来监测特定对象,如温度、湿度、PM2.5、PM10、TOVC、甲醛等,异常时发出警报。
3.2 既有建筑室内空气污染物防治
3.2.1 安装新风系统
根据不同的建筑设计,既有建筑可以安装新风系统,如混合流新风机或者单向新风机,有效防治室内空气污染物。新风系统可以隔绝室外灰尘,往室内输送新鲜空气,调节室内温度和湿度。
3.2.2 利用空气净化技术
目前,空气净化技术主要有物理过滤技术、光触媒技术和离子技术。物理过滤技术一般以活性炭和高效空气过滤器(HEPA)为主,HEPA 可以处理PM2.5、PM10等颗粒物,而活性炭用来吸附甲醛;光触媒技术则通过光催化作用将甲醛、苯系物、VOCs等有机物分解为CO2和水,净化空气;离子技术通常用来去除空气中的颗粒物,尤其是粒径小于0.01 μm的微粒。暖通空调系统(HVAC)可以有效降低管道热量或冷气损耗,具有抗菌、抗微生物和抗过敏作用。要尽可能利用自然能源,保留既有建筑,节约成本,形成人、建筑与自然良性循环的生态环境系统,有效防治室内空气污染物,保证室内空气质量。
4 结论
不同绿色建筑标准对室内空气污染物的分类大致相同,但是室内空气污染物限值存在一定差异,主要体现在甲醛、苯、氡和PM2.5等指标上。当前,室内主要空气污染物(甲醛、苯、氡和PM2.5)的防治成为绿色建筑认证的重点。温度、湿度和室外空气质量能够影响室内空气质量,对于新建建筑和既有建筑来说,室内空气污染物防治方法有所不同,必须结合实际情况,选择合适的防治方法,达到绿色建筑标准。