建筑环境学第五章-空气环境

1第五章建筑空气环境2课程内容1.室内空气品质简介2.室内空气污染源和污染途径3.室内空气品质的评价方法与指标4.室内空气污染物对人体健康的影响5.室内空气污染的去除方法3为什么要研究建筑的空气环境?室内,92%室外,3%交通工具内,5%人们有超过90％的时间是在室内度过的室内空气环境比室外还要重要1.室内空气品质简介4SBS－SickBuildingSyndrome病态建筑综合症：现代都市病症状头痛、恶心疲乏、失眠、记忆力衰退皮肤、粘膜有刺激感（眼红、流泪、咽干等）呼吸紊乱特点离开病态建筑一段时间后即恢复正常只有症状，难以进行医学确诊，无法确定病源1.室内空气品质简介5BRI:BuildingRelativeIllness建筑关联病可由医学认定的病原体所引起的特定疾病，可进行医学确诊，如：过敏性肺炎过敏性鼻炎哮喘军团病有机尘中毒肺癌1.室内空气品质简介6室内空气质量下降的原因强调节能导致的建筑密闭性增强和新风量减少新型合成材料在现代建筑中大量应用散发有害气体的电器产品的大量使用传统集中空调系统的固有缺点以及系统设计和运行管理的不合理厨房和卫生间气流组织不合理室外空气污染中国1.6亿m2/年的竣工面积使得室内空气质量问题显得尤为重要！1.室内空气品质简介7室内空气质量下降的危害危害居住者健康降低劳动效率1985年美国数据，每年因呼吸道感染每年损失医疗费用达150亿美元每年缺勤损失高达590亿美元1.室内空气品质简介8(1)NIOSH的调查(2)WHC的调查问题种类数量(%)数量(%)新风量不足2525271052内部污染物771616512外部污染物48101259建筑材料204272微生物污染26560.4无IAQ问题611232924(1)NIOSH(美国国立劳动安全卫生研究所)1987年发表的对484所办公建筑物的调查结果(2)WHC(加拿大卫生和福利机构)1990年发表的对1362所办公建筑物的调查结果1.室内空气品质简介9正常大气组分常量组分符号含量(ppm)氮气N2780840.00氧气O2209460.00氩气Ar9340.00氖气Ne18.18氦气He5.14氪气Kr1.14氢气H20.502.室内空气污染源和污染途径10室内空气污染物的来源之一：室外来源大气的易变量组分符号含量(ppm)水蒸气H2O130000二氧化碳CO2350甲烷CH41.67一氧化碳CO0.19臭氧O30.04氨气NH30.004二氧化氮NO20.001二氧化硫SO20.001一氧化氮NO0.00052.室内空气污染源和污染途径11室内空气污染物的来源之一：室外来源燃料的燃烧、交通工具、工业企业、城市垃圾等造成的：NOx、SOx、H2S、悬浮颗粒物、烟雾等地层放射性污染被污染的水2.室内空气污染源和污染途径12室内空气污染物的来源之二：室内来源生产工艺工程：有机溶剂的蒸汽、燃烧产生的有毒气体、刺激性气体、生产性粉尘等人员活动厨房燃烧产物卫生间污染设计或管理不良的HVAC系统化学品污染建材、装修材料、日用化学产品家具和办公用品2.室内空气污染源和污染途径13家居活动污染3.室内空气污染源和污染途径14建材、装修材料、日化产品2.室内空气污染源和污染途径15空调设备与管道污染2.室内空气污染源和污染途径过滤器表冷器风道风机16室内污染物的来源2.室内空气污染源和污染途径17污染物类型CO2与其他有害气体：新陈代谢气味：汗液蒸发、呼吸、有机物排泄、微生物分解、氨气等悬浮颗粒物人体呼吸道排气污染149种：CO2、氨、苯、甲苯、苯乙烯、氯仿等病毒、细菌室内空气污染物的来源之三：人体生物污染2.室内空气污染源和污染途径18室内空气污染物的来源之三：人体生物污染人体其他污染物皮肤排泄物：CO2、CO、丙酮、苯、甲醛、甲烷、皮屑(英国：占室内灰尘的90％)、毛发等衣服上的灰尘、细菌烟草的烟气：尼古丁、甲醛、CO等2.室内空气污染源和污染途径19IAQIndoorAirQuality室内空气品质的评价两种思路机械论强调室内空气成分与浓度，采用一系列污染物浓度指标来进行评价。IAQ问题成为单纯的物理化学问题。但低浓度条件下，仪器无法测定时就无能为力。人是标准的提供者，只影响被评价区域受关注的权重。人数和位置一定，IAQ的评价就与人无关。强调人的感觉提出“感知的空气品质”(PerceivedAirQuality)理由：多种污染物存在的条件下，组分比例构成不同，各种组分对人的感觉的影响也会产生变化；空气成分相同条件下，温、湿度不同会导致人对IAQ的感觉不同问题复杂化：空气组分与感知的空气品质是什么关系？3.室内空气品质的评价方法与指标20感知的空气品质丹麦工业大学P.O.Fanger的定义(1989)：品质反映了人们要求的程度，如果人们对空气满意，就是高品质；反之，就是低品质。从纯主观感受出发。ASHRAE62-1989：良好IAQ是空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害浓度指标，并且处于这种空气中的绝大多数人（≥80％）对此没有表示不满意主观感受与客观评价结合。ASHRAE62-1989R：可接受的室内空气品质：同上可接受的感知室内空气品质：必备条件，非充分条件3.室内空气品质的评价方法与指标21室内空气品质的评价方法方法1：测量室内污染物浓度客观评价问题：用什么作为代表性的污染物？(测什么？)低浓度下的测量受到仪器精度的限制方法2：调查问卷主观评价问题：主观评价结果往往与客观评价结果矛盾：客观测量值远远低于控制标准，但主观感觉不好客观测量值可能有些问题，但主观感觉并不差人们感觉不舒服的原因很多，不知道哪些是IAQ的问题（热环境、颜色、照度、工作压力等也有影响）。3.室内空气品质的评价方法与指标22室内空气品质的评价方法室内环境品质(IEQIndoorEnvironmentQuality)大量研究证明，引起病态建筑综合症的并非某一种室内污染物的单独作用，也并非完全由室内空气中的污染物所致，而是多种因素的综合作用。室内空气品质、舒适度、噪声、照明、社会心理压力、工作压力、工作区背景等因素对室内人员生理和心理上的单独和综合的作用。3.室内空气品质的评价方法与指标23室内空气品质的客观评价指标阈值纯客观指标，与暴露水平（暴露时间与暴露剂量）有关阈值的种类时间的加权平均阈值：8h工作日或35h工作周加权平均浓度，在该浓度下日复一日停留的人员几乎均无有害影响。使用最广泛的阈值。短期暴露极限阈值：15分钟暴露无害。最高极限阈值：瞬间暴露无害。时间的加权平均阈值确定的困难低浓度污染物对人体的长期影响难以确定多种低浓度有害物的共同作用难以确定3.室内空气品质的评价方法与指标24室内空气品质的客观评价指标气体污染物浓度：体积浓度(ppm)、质量浓度(mg/m3)放射性气体浓度(Bq/m3)，1Bq/m3表示1m3气体中，每秒有1个放射性原子核发生衰变。悬浮颗粒物质量浓度：mg／m3计数浓度：粒／cm3微生物撞击法：菌落形成单位（CFU）/m3沉降法：个（菌落）/皿3.室内空气品质的评价方法与指标25空气污染的主观评价指标气味人们往往根据气味评判空气质量鼻子的特征比任何测量仪表都灵敏嗅觉有时间适应性：难以定量个体有差异，难以作为客观标准鼻子的灵敏度随空气的温湿度改变P.O.Fanger的研究结论为：IAQ随空气焓值的降低而提高。3.室内空气品质的评价方法与指标26温湿度和IAQ满意度的关系3.室内空气品质的评价方法与指标27鼻子感觉的生理基础3.室内空气品质的评价方法与指标28鼻子感觉的生理基础嗅觉温觉化学感觉3.室内空气品质的评价方法与指标29空气污染的主观评价指标感知负荷(sensoryload)，表征室内污染源的强弱，olf定义：一个标准人引起的感知污染负荷被称为1olf，而其他类型的人或者家具等污染源均被等效为不同数量的标准人，表征成标准人后不同的污染源可以进行简单的叠加室内有3个标准人和4个等效标准人的家具，则该室内的感知污染负荷为7olf。感知空气品质PAQ(PerceivedAirQuality)，表示在一定的通风量情况下人对室内污染源的感觉，pol定义：在一个空间内，1olf的感观负荷的源，在通风量1L/s下的感知空气品质，1pol＝1olf/（L/s）比pol小的常用单位是dp，1dp＝0.1pol。4]98.5)[ln(112PDPAQ不满意率3.室内空气品质的评价方法与指标30典型气味、成分和来源3.室内空气品质的评价方法与指标气味特点化学成分典型气味源臭鸡蛋气味H2S精炼厂、污水厂、垃圾场肥料气味、牲口圈气味主要为硫化物：二甲基硫化物、二甲基二硫化物下水道、堆制肥料、垃圾场烂卷心菜气味甲基硫醇水果工厂、精练厂、化工厂洋葱味丙烷天然气t－丁基鱼腥味胺颜料厂、污水厂、堆肥汗味、体味有机酸，如苯基乙酸衣物霉味醌亚胺、C6-C10氧化物杀虫剂、空调系统、颜料厂31气味的评价指标气味浓度C：阈值稀释倍数(D/T)可感阈可识别阈（比可感阈的污染物浓度高2～5倍）以大部分人（50％）受试者能够识别出的稀释倍数作为气味浓度的识别阈值气味强度I对空气品质的不满意百分比PD对空气品质的可接受度ACC(－1~1)3.室内空气品质的评价方法与指标baCIexp(0.185.28)1001exp(0.185.28)ACCPDACC32室内空气品质标准中国：规定了室内污染物浓度的上限。除污染物浓度外，均考虑了温湿度、风速、噪声、照明等影响，相当于反映了部分IEQ水平公共场所卫生标准，GB16153－1996室内空气质量标准，国标号GB/T18883－2002民用建筑室内污染环境控制规范，GB50325-2001室内装饰装修材料有害物质限量国家标准，GB18580－2001室内空气中甲醛卫生标准GB/T16127住房内氡浓度控制标准，GB/T16146室内空气中细菌总数卫生标准，GB/T17093室内空气中二氧化碳卫生标准，GB/T17094室内空气中可吸入颗粒物卫生标准，GB/T17095室内空气中氮氧化物卫生标准，GB/T17096室内空气中二氧化硫卫生标准，GB/T17097国外：给出了感知空气品质不满意率与新风量的关系欧洲：CENCR1752美国：ASHRAE623.室内空气品质的评价方法与指标33污染物Ⅰ类民用建筑工程Ⅱ类民用建筑工程氡（Bq/m3）≤100≤200甲醛（mg/m3）≤0.08≤0.12苯（mg/m3）≤0.09≤0.09氨（mg/m3）≤0.2≤0.5TVOC（mg/m3）≤0.5≤0.6民用建筑工程室内环境污染控制规范(2001)民用建筑工程室内环境指标Ⅰ类民用建筑工程：住宅、宿舍、医院病房、老年建筑、幼儿园、学校教室等建筑工程；II类民用建筑工程：旅店、办公楼、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆、商场(店)、公共交通工具等候室、医院候诊室、饭馆、理发店等公共建筑工程。3.室内空气品质的评价方法与指标34用大气质量指数法对室外空气的综合品质进行客观评价污染物分指数算术叠加指数综合指数多种污染物衡量标准室外空气质量标准（参考）iiSCRniinRnRRRI121)1)(,,(max实测浓度标准上限niiRP13.室内空气品质的评价方法与指标35国家环保局的中国大气空气质量分级评价客观级别综合指数I说明I0~0.49清洁，适宜人类生活II0.5~0.99未污染，污染物不超标，人类生活正常III1.0~1.49轻污染，至少有1个指标超标，敏感者受害。IV1.50~1.99中污染，2－3个指标超标，人群健康明显受害，敏感者受害严重。V2.00重污染。3－4个指标超标，人群健