搜索
亚洲若干城市住宅建筑室内空气质量比较天津大学环境科学与工程学院卢楠朱能徐友浩摘要：室内空气品质评价是人们认识室内环境的一种科学方法，它是随着人们对室内环境重要性不断加深而提出的新概念，客观而准确地对室内空气品质做出评价是非常必要的。在日本国家卫生署的大力支持下，在韩国汉城，日本东京，台湾地区的台北，中国的天津和香港等东亚5个地区和城市的住宅范畴室内空气品质进行了主观评价和客观测量，目的是进行城市间的横向比较，寻找室内空气品质问题产生的原因，在进行空气品质的客观测量评价过程中，同时进行人的主观评价，提出了我国在建筑发展过程中，应注意有关室内空气品质方面的问题。关键词：室内空气品质挥发性有机化合物甲醛1.引言建筑内部的环境与人类接触的时间、建筑内部的各种形态对人的影响程度，与其他因素相比，可以说是最长最深的。室内空气品质问题是涉及许多学科的复杂问题，室内空气品质评价是人们认识室内环境的一种科学方法，它是随着人们对室内环境重要性认识不断加深而提出的新概念，不可能单纯从某一方面得到全面解决[1][2]。当然，目前关于室内空气品质的评价方法有很多[3]，不同国家和地区，不同人种，不同的文化政治背景，不同的生活习惯的人们，应结合本国实际情况，综合利用室内空气品质的各种评价方法，获得室内空气品质的相关信息，及时改善室内空气品质，达到让人满意的要求。室内空气评价的指标和方法本身应该是动态变化的。10年前的情况与现在有明显的不同，同样的可以预知10年后与今天的情况也会不同，其中的原因是多方面的。因此，在进行室内空气品质评价方法和评价指标研究中，也应该以动态的观点来进行。在日本环境卫生署的支持下，联合中国天津、日本东京、韩国汉城、香港和台湾等地区和城市，就东亚这5个地区和城市的住宅建筑室内空气主要污染物进行了检测，获得各地区典型室内空气品质数据，实现数据共享，从而得出亚洲五城市住宅之间室内空气品质的共性和差异，以及产生这些共性和差异的原因等结果。2.检测方法在研究的东亚5个地区和城市中，东京、汉城和天津可以代表三个不同的发展阶段的都市型城市，在地理纬度有一定的差别。天津作为冬季集中供热系统相对发达，城市发展水平比较先进，在中国大陆有一定代表性。香港和台湾处于亚热带地区，但地理纬度和气候仍有明显的差别，有一定代表性。在天津选取市内冬季，不同地区，不同房屋结构，不同建造年代，不同装饰装修时间和风格的100个房间进行检测，从而对住宅室内空气品质状况进行对比分析。为了尽量减少地区之间的差异，实验过程中5个国家和地区均利用统一的空气采样器，在相同时间段进行空白试验和空气样本的采样。图1、空气采样器1图1所示为本实验采用的日方提供的采样器。采样器一端是2，4-二硝基苯腙，另一端是活性炭气体采样管，分别用来吸收室内空气中甲醛和挥发性有机化合物。将采样器在室内中心离地大约1.2米以上，同时避免直接辐射的位置，放置24小时进行连续采样。采样结束后，将采样器放回密封袋中寄回日本进行统一检测。日本检测的方法虽然精度高，但检测背景没有充分考虑到其他国家的背景情况，各个国家的地理位置，气候条件，人们的生活习惯都会对检测背景产生影响。这样就直接影响空白试验的准确性，即使检测仪器的精度很高也会使整体检测结果受到影响。采样器另一端的活性炭对甲醛也有一定的吸附作用，在某种程度只有通过后续的样本预处理才能将甲醛释放出来，否则会降低甲醛含量测量的准确性[4][5]。3.检测结果分析表1、检测结果pollutioncountry(datano.)FormaldehydeSumofVOCsSumofALL天津（94）58.19097136186.37933247.4739245香港（100）112.310873646.07741526162.1866253台湾（100）87.124373134.80078254122.0317195汉城（96）67.44876657179.9563827256.7759954东京（97）37.53422375187.7481862263.5665099注：图、表所列检测结果的浓度值单位均为：[ug./m3]=[10-6g/m3]050100150200250300FormaldehydeSumofVOCsSumofALLChinaHongKongTaiwanKoreaJapan图2、各国所有住宅室内空气中污染物对比图从表1和图2的结果可以看到：5个地区的所有住宅室内空气中总污染物浓度最高的是日本东京，其次是韩国汉城，中国天津位居第三。但这三个城市的总污染基本在一个水平线上，可以认为由于气候因素造成。在冬季为了抵御寒冷，人们关闭门窗，保持室内舒适的温度，导致住宅室内冬季通风效率下降，使这三个城市总污染浓度偏高。相对较低的是香港，浓度最低的是台北。影响香港和台北的总污染浓度的因素不是通风效果，因为这两个城市住宅建筑的“封闭”程度远远低于天津，汉城和东京。调查显示天津有98%的家庭在这一时间选择自然通风，将室外相对温度较低的新鲜空气短时间引入室内，这样达到的稀释室内空气中污染物的能力远远小于同时期香港和台湾。这一时期香港和台湾的气温较高，人们仍然采用更多的自然通风，源源不断地将新鲜空气引入室内，并将室内污染空气不断带走，使得这两个地区室内空气中总的污染物浓度偏低。5个城市住宅室内空气中甲醛浓度最高的是香港地区，其次是台湾和汉城，再次是天津，最少的是东京。影响甲醛浓度大小相关的因素很多，包括建筑装修材料，建筑物的新旧程度，室内各种化学品使用量大小等，特别是装修材料中的木质板材是甲醛的最主要来源。东京、汉城和天津的室内空气中挥发性有机化合物的浓度几乎相同，其次是明显减少了的香港，最少的是台湾。形成这一情况的原因应该与室内空气总污染浓度的原因一致。其中地区间就烹饪采用的能源方式来说，天津地区主要采用液化天然气或者液化石油气，台湾和香港地区则是以电力为主。这样，2在天津在燃烧过程中产生大量挥发性有机化合物，有可能增加了室内空气污染物中挥发性有机化合物的整体浓度。而利用电力作为主要能源的台湾和香港地区，由于使用了电力这种清洁能源，减少了燃烧产物的二次污染问题，室内空气中挥发性有机化合物浓度偏低。表2、新房检测结果PollutioncountryFormaldehydeSumofVOCs3SumofALL天津124.9124615356.11949481.0319515香港273.216230554.35122057342.2771953汉城89.7365539220.5299483310.2665022东京26.0386402144.3618133178.6730442注：新房是指装修时间未超过检测时间一年的住宅0100200300400500600FormaldehydeSumofVOCsSumofALLChinaHongKongTaiwanKoreaJapan图3、各国新住宅室内空气中污染物对比图从表2和图3可以看出五个城市中新装修的住宅，室内空气中总污染物浓度最高的是天津，其次是香港和汉城，浓度最低的是东京。其中，住宅室内空气中甲醛的浓度最高的是香港地区，其次是天津，再次是汉城，最少的是东京；挥发性有机化合物的浓度最高的是天津，其次是汉城，再次是东京，最少的是香港。地区之间结果的差异是与各个地区不同的地理位置，气候条件，社会经济发展水平，建筑业总体情况，人们生活习惯等因素有关。特别是当天津是冬季的时候，与天津处在几乎相同纬度的汉城和东京也是冬季，然而纬度偏低的香港和台湾则是处在夏季，地区间平均温度差异很大，人们处在不同的气候中生活习惯是完全不同的。就烹饪能源种类和饮食习惯不同，就会对室内空气中挥发性有机化合物的浓度产生影响。冬季天津地区人们主要食用炒制的食品，在液化天然气或是液化石油气的燃烧和食用油的加热过程中，会产生一定量的挥发性有机化合物。汉城人们主要是食用烧烤类食品，在木炭的燃烧和食品的煎炒过程中，会明显地使室内空气中的CO2和CO等浓度升高。香港作为国际大都会，也是饮食的天堂。人们大多数就餐时间是在餐馆里渡过的，这也就减少了由于燃料燃烧造成的各种污染。从表1和表2中也可以看到香港地区不管是所有住宅还是新住宅室内空气中的甲醛含量都远远高出其他四个地区。产生这种情况的原因很复杂，但香港有它自身的特点，一方面香港地区建筑普遍是高层塔楼，通风效果不好。另一方面香港地区人们的室内装饰装修风格追求时尚现代气息，大量采用板式家具。建筑装修材料中的板材是甲醛的最主要来源之一。受这两方面共同影响，香港地区住宅室内甲醛含量严重偏高。在新建住宅中，东京的检测结果值是最低的。这也不难看出即使气候条件相同，由于各地区间经济发展不同，导致人们的生活意识形态不同，对住宅室内的装修要求和标准也不同，这进一步导致了室内空气中污染物浓度的差异。01020304050607080901000100200300400500600FormaldehydeCon.[ug/m3]CumulativeFreguency[%]ChinaHongKongTaiwanKoreaJapanGuideline(WHOandJapan)图4、各城市室内甲醛与世界标准对比图从图4可以看出各城市甲醛含量与世界卫生组织的标准限值比较，低于标准值的约占总检测样本11%，每一个城市都存在一定的超标样本。因此，为客观评价室内空气品质，为人们提供良好的室内环境，必须严格限制室内空气中污染物浓度。4.结论通过对东亚五城市住宅建筑室内空气的客观检测结果研究，得到以下结论：（1）在研究的五个城市中，天津、汉城和东京的住宅室内空气污染物浓度总体水平和VOC总量相当，而处于气候相对温暖的香港和台北，室内空气污染物浓度总体水平和VOC总量呈现较低的水平。特别是VOC总量，香港和台北是前面三城市均值的三分之一至四分之一之间。说明香港和台北的气候温暖导致这二个地区住宅的通风状况明显好于天津、汉城和东京三地的情况，而使前者的住宅室内空气品质好于后者。这一事实进一步反映了住宅建筑中的通风的重要性；（2）从天津市住宅室内空气品质状况分析，虽然住宅室内空气污染物浓度总体水平和VOC总量并不是很低，但甲醛的含量不高。即使在冬季房间相对密闭的情况下，天津市的被测房间内甲醛含量只略微高于汉城，但也是在一个数量级水平。作为装修材料和家具的标志性污染物，甲醛的低含量说明在装修一段时间之后，装修材料和家具不是影响室内空气品质的主要因素；（3）在被研究的东亚五城市中，台北的住宅室内空气污染物浓度总体水平和VOC总量呈现较低的水平。相反，作为社会发展水平和经济发展水平最高的东京，其住宅室内空气污染物浓度总体水平和VOC总量不低。在新建筑中，东京的室内污染微量气体明显低于其它城市。说明东京的建筑材料、装修材料等对室内其它污染的贡献率很低。然而，在建筑物使用一段时间之后，东京的住宅室内空气污染物浓度总体水平和VOC总量并不优于其它城市，究其原因是多方面的，应该从建筑节能、空调通风系统等多方面进行综合分析和确定对策；（4）从结果可知，在住宅建筑的使用过程中，虽然大家认为烹调使用的能源会影响到室内空气质量，但由于中国居民普遍使用抽油烟机，能够及时将污染气体排除，并在厨房和居室之间造成有效的负压，因此烹调使用的能源不是影响室内空气品质的主要因素；参考文献：[1]沈晋明，室内污染物与空气品质评价，通风除尘，1995，（4），10-13[2]中国室内环境网：www.cietc.com[3]沈晋明，室内空气品质评价，暖通空调，1998；28（4）[4]耿世彬，室内空气品质及相关研究[J]，建筑热能通风空调，2001，2：29-33[5]Compendiumofmethodsfordeterminationoftoxicorganiccompoundsinambientair，MethodTO-14，secondedition，U.S.EnvironmentalProtectionAgency，ResearchTrianglePark，NC，EPA600/625/R-