国内外办公室内空气质量研究现状及分析报告.docx

1、国内外办公室内空气质量研究现状及分析报告国外办公室空气质量研究现状及分析随着世界各II城市化进程的加速,建筑业也得到了前所未有的发展.不同形式、功能各异的赴筑大量兴建。同时，由于人民生活水平的稳步提高， 消费结构的不断改善，人们对建筑物的服务水平的要求也在提髙人们不仅 仅满足于建筑物將风遮雨、冬暧夏凉这些垠底线的功能要求，血把更事的|丨 光投向了空内空气品质(indo OT air quality. IAQ )、建筑耗能、理筑系统的 安全可靠运行和经济性上.在过去的2 0多年中,长期生活和工作在现代建筑物内的人们表现出越來 越严重的病态反应.这一问题引起了专家学者们的广泛重视并很快提出了 病态

2、建筑(sick building)和病态建筑综合症(SBS, sick building syndrome) 的概念。根摭世界卫生组织(WHO) 1983年的定义殖态建筑综合症是因 建筑物使用而产生的症状,包括眼睛发红、流島涕、嗓子疼、困倦、头痛、 恶心、头晕、皮狀瘙痒等。近年來，有些专家学者建议将人们对室内气味 产生的不满也纳入到病态建筑综合症中。大呈调査分析表明，人们全天有 超过80 %的时间在空内度过，在这种情况F , SB S的lJ题主要是由于室内空 气鼎质不佳而引起。由于空内空气品质的原因，人们的身心健康和匸作效率受到很大影响.一些现代化密闭写字楼的工作人员受到的影响尤其明显。与此同

3、时.由室内 空气品质问接引起的社会工作效率降低和病休、医疔费用尊社会问题也受到 了广泛的关注。另一方而，为了改善室内空气品质，很可能需要增加建筑和 空调系统的初投资及维护费用，这给业主和工程维护人员也提岀了新的课 题。早在20世纪初.人们C经幵始采用通风的方式來改善宝内空气环境。后 来，制涣空调系统的出现为人们创造了舒适的空调坏境,W0他纪70年代的 全球能源危机,使制冷空调系统这一能源消耗大户面临严重考验，节能降耗 成为空调系统设II的关键环节。人们一方Ifil提髙建筑物的气密性和热绝缘 性，同时降低室内眾小新风量标准，导致室内何害诗染物由于得不到新风稀 禅而浓度提高：另一方而，大虽新型建筑

4、和装饰材料、日用化学品、家用电潴等进入住宅和公英建筑物，便宅内环境河染物的来源和种类H益増多，严 重恶化了室内空气品质。鉴于以上种种原因，人们己经认识到解决空内空气品质问题的重要性与 迫切性，IAQ问题已成为当前建现环境领域内的一个研究热点从叮世纪70 年代末幵始，国内外的专家学者在这方而做了大量的研究工作，01目前尚缺 乏对空内空气品质问题系统全iftl的认识。随着宝内河染II趋严重，人们纷纷把口光投向空调.希望借此摆脱I前 的困境。空调系统的主要功能是维持室内温度、湿度、洁净度以及空气流动 速度等参数在耍求的范内-2003年SARS的肆虐乂对空调提111 1新的耍 求。在特殊情况卜和特瞬环

5、境中，虽然不能艰纯依靠空调系统來解决宅内空 气品质的一切间题.但要求建立以人为木的空调设计理念.营造艮好的宅内 健康环境，做到不仅注重热湿参数，创造一个舒适的环境.更要注重宝内空 气品质的好坏.已是不争的事丈。11前的空调系统往往只是注重宅内的热邂环境而很少考虑宅内空气品 质这一冈索。右些竝然考虑到了室内空气品质，但是过于粗昭，如用以确定 新凤fi的汚染物应由来口人员和室内气体污染源两个方面组成,即室内最小 新风量=人数xRp+地板而积xRb,其中Rp、Rb分别为每人最小斯风虽:指 标10&曲(hp)和毎平方米地板所需的眾小新凤量1.26m3/ (Irn?),这仅 仅给出了一个摄低标准I fu

6、对于不同的建筑应该从理论上进行更加细致的研 究。木课题正是基于这样的廿最而提出的。通过研究空内典型的污染物，探 讨控制这些污染物所需潇风S的确定方法，从I(IJ达到真正提髙宝内空气品质 这一口的。曲于不同建筑在备方ifii存在校大差异，所以本文仅对比较典型的 办公建筑进行研究。空内空气砧质卩】的定义在这？0儿年中经历了许芻变化。眾初人们把室 内空气品质几乎完全等价为一系列污染物浓度的描标.近年来，人们认识到 这种纯客观的定义已经不能完全涵盖IAQ的内容。于是.対宅内空气&质的 定义进行了不断发展国际室内空气品质讨论会、英国特许建筑设备工程师协会(Chm住d Institute of Build

7、ing Services Engineers- CIBSE ) 美圜采暖.制冷和空调工程师协会（American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engiiieei-s, ASHRAE）等都对空内空气吊质傲出了规定。佇的仅考虑了主观 感受（人的满意楼度及舒适楼度）：血有的把客观评价和主观评价结合起 很好的体现了室内空气晶质的内容如“良好的宅内空气品质”、“可 接受的室内空气品质” （acceptable indoor air quality和感受到的可接受 的空内空气品质n （ acceptable perceive

8、d indoor air quality）等。目前应用比 较厂泛的是ASHRAE Standai-d 62-1 999 &旃足可接爱的空内空气品质的通 风H】中对“可接受的空内空气品质的定义：空气中没倚已知的河染物达 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%）对此没傅表乐不满意。这一定义的可操作性强，且相对于其他 定义比絞科学和全面。室内空气污染物的来源主要何三个方而:（1） 室外空气污染。大气中的粉尘、汽车和工业废气中的NOjt、CO、 SO?和可吸入颗粒物：（2） 建筑装修材料和宅内设备。相关河染物如酚醉树脂、關醛树脂类 化合物中的甲醛，加湿剂带来的

9、多种细菌、真菌和他子，粘合剂中的多种挥 发性有机物等,尤其是人工合成的化学材料（其对IAQ的影响已引起业内人 士关注，并对此作了大运研究【心）：（3） 人类I身活动。由人体代谢带来的CO?、烹饪或収暧造成的 NOx、CO和粉尘，吸烟烟雾，清洁剂与杀虫剂中挥发性有机化合物，以及 其他活动引起的可吸入颗粒物等。对于宅内空气河染的种类，不同学者的分类方法有所不同。第一种分类方式是【刃：（1）化学污染：滅、甲醛、苯、屮苯、二甲苯、 漩、脂、VOC.硫、神、錨、铅、汞等可溶性重金属、粉尘颗料物等：（？） 放射性污染：即电离辐射泻染.氟、针、细等放射性核索：（3）生物汚染： 军团菌、放线菌等细菌,曲毎菌、

10、葡萄狀柚雜菌等真菌，病蘭，花粉,虫鏑 等:（4）电磁辐肘：计算机、电视机、微波炉、电磁炉、广播、电视等。笫二种分类方式是周体颗粒、微生物和有害气体。考虑英中微生 物芬依附于固体颗粒或液滴传播，所以可将污染物分为颗粒河染物和有害气 体汚染物，其中的颗粒汚染物包括固体颗粒和微生物。第三种分类方式是：甲醛HCH0及其它挥发性有机化合物VOC （如 苯、甲萊、二甲苯等），二氧化碳C02, 一氧化碳CO,氯及其子体，颗粒 物，菌类（细菌、真菌、病毒、原虫、埔等），它们的主要*源及毒性（作 用部位）见表1-1。第四种分类方式是】：（1）非生物源污染：石棉、CO, CO、甲醛、 NO?、S03.氨、可吸入性

11、微粒、烟、VOC； （2）生物源污染：室内生物过敏 原，真菌、细菌、病寿。表1几种I-要室内污染物的来源和毒性(作用部包)Table 11 Source and taxi city of several maj oi indoof pollutants (effect paits)名称主要来源话性（作用部位）备注甲醛建筑材料.装饰材料（胶合板、枯介 板、隔板等）、家具.办公设备.石 油及燃烧产物、淸洁剂、杀虫剂上呼吸道.肺、神 经.血液、胃肠、心 血管、肝、肾、胚胎建材释放物对 室内污染的主 要评价拒标之CO人体呼吸、吸烟呼吸系统、全身供氧室内通风评价 折标co城烧产物神经、心血管环境烟雾评价

12、 折标之一氟及 并子 体建做材料混凝土、砖、水肺颗粒物燃烧产物、花粉J仮子J瞬、泥土、 粉尘.皮屑吸附多环芳灼（强卅件）菌类人.动物、环境、空调中反复循环的 空气传染耀、变应性疾病室内空气细菌 学评价折标1.2.2国内外室内环境的研究状况及比较1.2.2.L国外室内环境研究简况20世纪70年代起，IAQ研究在国际上开始 受到重视，政府与民问组织、机构投入了大虽的人力和经费从事室内环境问 题的硏究刃。类国成立了专门机构负贵室内环境安全与空气质址.浓国成立 了室内空气质呈监测中心。不少国家投巨资建立了专门用于室内环境研究的 受控环境舱（C ontfoiled Environment Chamber

13、. CEC）,如矣 11 劳伦斯伯克 利实齡室（LBL）的空内环境系、丹麦理工大学的室内环境和能源国际中心 （ICIEE）等叫 目前，國外所从事的室内环境领域的研究工作主要集中在SBS的成因及预防、氟辐肘的控制、室内环境河染与人类健康等方I仏许多国家己经发布了 IAQ标准、检测标准和分析标准、校完备的法律法规,建立了 IAQ监测中心等相应机构，研制开发了一些专用的宅内空气痕 量气体快速检测器和分析仪器，室内环境健康咨ifU、空内环境监测等相关产 业也悄然兴起，空内环境污染己经得到了一定程度的控制.但总体来看，仍 是理论研究较芳，真正做到对室内环境诗染的何效控制还仃漫长的过程o L.2.2.2我

14、国室内环境研究现状及差距国内IAQ研究始于上世纪70年代 末，当时制订了职业安全的车间空气两虽标准。80年代末制订了公其场所 的IAQ标准。90年代以來，由于室内装饰裝修导致的室内空气汚染问题受 到人们的广泛关注.系统的IAQ研究开始展开。2003年，由60多家宅内 环境检测机构参加的中国室内环境联盟在京成立中圖计虽测试学会室内环 境及材料测试分会也在磔备中.口前，国内有关室内坏境方而的研究工作主 耍集中在对燃料燃烧、吸畑等以及不同场合的VOCs排放、室内装修及家具 带來的汚染、室内环境污染的治理与对人体的健廉效应、对篡的检测等儿方 Ifil o与阖外相比，在研究予段、研究广度和深度上及研究的

15、系统性方面差跑 较大。我罔政府-J1 20011-7月开始着千制定相关法观现己经公布并开始实施 的有以下四种:（1） “民用建筑工程宅内环境污染控制规范” （GB 50325-2001 ）,强 制性国家标准,2002年1月1日起实施。此外，述仃“住宅装修工程施工规 范” （2002年5月1日起实施）和“建筑装修工程质量验收标准” （2002年3 月1日起实施）。（2） “空内装饰装修材料仃害物质限:!：标准” GB6566-2M1 GB 18580- 13538-2001 ），共10项强制性圖家标准,2002年1月1日起实 施。（3） “住宅室内装饰装修管理办法”建设部令笫110号，年5月1日

16、 起实施。（4） “室内空气质圮标准” （GB/T1SSS3-2002）,由国家质虽监督检 验检疫总局、卫生部和国家环境保护总局丿U劭颁布,20033月1日实施。其中，宅内空气质虽:标准和民用建筑工程室内环境河染控制规 范有着一定的区别.且使用方法也侑所不同】4】。两个国标的区别：侧重点不同（“规范”主要是从匸程验收的介度出 发，“标准”是从保护人体健康的皿低耍求出发）；限址值不同（“规 范”将限址值分为以住宅为主的类建筑和以办公楼为主的H类建筑，分别 予以规定：“标准”则不进行划分，采用统一的标准）:采样条件不同（“标卅”的采样条件更加严格）:布点原则不同c “标准”的点位布设 更加趙于严遢

17、）。两个圖标的使用方法:在进行室内空气检测时应明确检测口的。如果检 测结处是用于竣工或装饰装修工程的聯收就间以“规范”为准，珂为它对工 程验收的指导性强，并11简乐明了，易于操作：如果检测结果是为了了解居 民的生活，I作坏境中的空气质量是否会对健康产生不利彫响，以便采取必 要的治理措施时，就应该以“标准”为准。相较于“规范”来说，“环准” 的检测范IU更加金面.强调7污染浓度的长期存在性。中国对于IAQ及对策研究较晚，但是以制定浓律规章开始，发展势头嗟 好。虽然备项标准Z间的整合性以及咒施条件还需要进一步探讨，但是可以 说是一项不仅采用了系统的纽密的料学研究成果，而R是融合了国外最新的 技术信

18、息，既为彳亍业的从业者考虑，乂将人民的健康和安仝放在重耍楼置的 政策。1.2.2.3我国IAQ标准与国外IAQ标准的比较 世界各IN对IAQ已有傑入研 究，但H前述没仃一个阂家系统地制订出IAQ标准，主要原因在于IAQ管 理实际操作中的屈难性。部分国家和地区制订的IAQ标准有:届民室内质 量指弓I、办公楼空气质虽:技术指伺、公共楼房过遊细蘭诗染认识与管理指伺 （加拿大）：楼房卫生条例、办公楼卫生条例（11本）山】：办公槎良好宅内空气 质宦指弓1（新加坡）；公共卫生法（韩国）；可接受的IAQ迪风标准（龙国）【均； 办公空及公共场所宅内空气质址管理折引（中国香港）卩可等。比较我圍与部分 国家和地区

19、IAQ标准,可以总结出如卜特点】：（1） M前世界鉛国制订IAQ相关标准的口的不同，内容不统一，而且 多対推荐标卅，总体上可以归纳为5类=空气污渠卫生基准、职业安全标 准、公共场所LAQ标准、居民住宅IAQ指导标卅、啜通空调的行也标准 （HVAC）O（2） 与发达IH家相比，我国IAQ标准包含的指标较全而。彊新颁布的 室内空气顾虽标准金面规定了室内空气四类共19个指标的限：fi值，其中与人们生活和工作长期密切相关的协理性参数4个.化学参数13个，生物性 参数1个，放肘性参数1个。甚至包括主观指标，如无异常哩味。（3） 发达国家的机械迪风行业标浪一般包括IAQ标准,这类标准多数 同时也是职业安全

20、、公共场所或居民住宅的IAQ标准。而我国则在IAQ标准 中包含一些|愎通方面的指标.如新风址、相对湿度和温度等。（4） 倾在我国制定的參个IAQ标卅中均作光一个指标，这主耍是由于我国北方民用建爼工程冬李施工过程中便用含氨基类混凝土防冻剂导致了室 内氨河染。何在发达国家，氨没有被列入IAQ标准。(5)吳国IAQ标准中包括鋭丹.羌国很多房屋建筑使用夫虽木材，氯 丹常被用于防治损害房屋木建筑材料1F1的白蚁U成为宅内主要河染物Z ， 国内则无此问题。(6)由于各圜国情不同，室内污染特点不同，人种、体质特性不同， 因此.冬国IAQ标准值是有差别的.1.2.3室内空气品质的评价方法H前，炖空内空气品质的

21、评价均采取客观评价、主观评价和主务观综 合评价。客观评价是來用宅内空气污染物浓度等指标来评价。空内空气品质的客 观评价方法包括室内空气河染物的检测评价方法、模刪评价方法、灰色理论 评价方法、人体模型评价方法、计算流体幼力学(Computation Fluid Dynamics. CFD) if价法、综合大气质址指数法筹。主观评价即利用人体的主观感觉对空内环境进行描述和判断，主要包括 两方而的工作，一是表达对环境因素的感觉：二是表述环境对键康的影响。 室内空气品质的主观评价方法包括咬觉评价方法、应用分M概念的评价方 法、线性可视模拟比例尺(linear visual analogous rati

22、ng scales , LVARS) 方法、德II的VDI方法、视觉调査评价方法、简单识别方法、潜在的空内空 气污染源识别方法、人的生活方式和活动情况判别方法等。主客观综合评价不仅运用人体的感觉器官作为评价工具，而11述利用专 业仪器对空内空气汚染物进行检测，能克服虹一的主观或客观if价的财限, 从ifu全而正确的反映空内空气狀况。关于空内空气品质的评价方法，在第2章中还会有更加详细的介绍1.2.4空调系统对室内空气品质的影响IU外很多文献乩即】都调査研究了莎响空内空气品质的因索，血文献 27把由于服通空调系统问题所导致的室内空气品质问题的项目归结为：不 合适的室外新凤的引入：不合适的室内空气

23、输送：不当的室内气流分布：凤 机间题：不适宜的清洁材料：脏的空气处理空：性能不如的空气过滤：不良 的同部排风：空气输送阻塞及缺乏状态检测和预见性维护。卜而就具体分析卜空调系统对宅内空气品质的儿项主要影响。1.2.4.1空调系统可能是污染物发生源由于设计不科学或维护不当，空调系 统本身会成为空气诗染物发生源。空调系统可能产生空气污染物的途径主要 有以卜儿种：空调系统的设备用材、处理设各的表而凝水、空调系统施匸残 留物。1.2.4.2空调系统可能是室内空气污染物的传输途径通过这个途径，空调系 统外部的污染物(包括建筑物内部污染源产生的污染物)或空调系统木身产 生的河染物被送风夹带并进入空调房nu。

24、主要表现为返流作用和交义汚染。返流指由建筑物排出的河染气流阿次返回室山。这种现象土耍起四于空 调系统排风与建筑物尾流的相互作用一一由于尾流与门由流动空气的偶联作 用校弱，所以进入尾流的河染物将与整个尾流气体充分混合，然后通过新风 吸入口或渗透重新回流到建筑物内部。在系统研究高层和低层建筑物两阖空 气流型的基础上，研究人员发现，位于建筑物总高度？幻以上的空气与位于 建筑物总髙度1口以卜-的空气很少混合。因此，从防止排风对进风影响的角 度考虑，合适的新风口应设置在建筑物总高度1/3以卜.位置，而排风口应设 在建筑物总高度M3以上位置【旳。分区不当是引发空调系统交义污染的首要途径。在空调系统设讼时，

25、如 果未能充分考虑到各区域的功能和可能产生的污染物类型,来较重污染区 的回流空气与其他空调房何的回流空气混合并重新分配就会引起其他空调区 域的室内污染。另外，由于设计时备功能区的压力差分布不合理或后期运行 管理不当而导致区域间的相互汚染，如卫生何、吸划区、复印室、餐厅等处 的污染源窗入建筑物的其它区熾，发生交叉河渠。1.2.4.3新风的影响入空新凤是保证室内空气龄质良好的必要条件，它包插 新风的“质”和呈”两个方而。传统上确定新凤量的依据是满足人体卫生需要和淸除人体所产生的生物 河染所以房何堆小新风量仅由每个人员址小新风虽指标确定。但是今大通 过对室内的污染源进行分析发现,现代建筑中来I建筑材

26、料、装修材料、家 具等新的污染源所发出的污染强度已述远超过人体产生的汚染。固此用以确 定新风量的污染物应由来口人员和室内气体污染源两个方面组成 ASHRAE 标准B21989R认为：宅内显小新风虽=人数xRp+地板而积xRb,其中Rp、 Rb分别为每人饋小新风虽指标10.8m5/ (lrp )和每平方米地板所需的瑕小 新风fi： 1.26m3/ (h-m2) 然而，纯粹依靠加大新冈.量并不能达到人们预期的效采。理论研究和国内外的许多实际调査都证明,在达到一定新风址后，再加大新风对降低室内 空气中的有害物浓度已不起作用。因此在保证足够的新风量的同时还需要通 过进一步提高新风的质来发挥新风效应。合

27、理选择新风収风口的位迓，尽址引入低河染的新风.提伯浙风直接入 室，减少或者消除新风在处理、传递和扩散过程中的河染.提高新凤过進器 效率，便加入空内的新凤真正起到降低空内河染物浓度，提高空内空气品质 的作用。1.2.4.4 0风的影响恰当的回凤量，应吒满足宅内空气品质的要求，乂符合 节能的理念。文献29m岀，在利用回风的空调方式中.宅内空气汚染物浓 度是随回风率的加大|何增加的。当回风率一定时，它是一极限值。当设计回 风率为90%时，空调房闻的CO2城大浓度将会达到0.991%，它约是初绐浓 度的9.91借.也就是相肖于超过了卫生标冰10倍：同时发现肖回风率卜-降 到80%左右时，対于节能和维护

28、室内空气品质较为有利由于室内#种污染源不断地散发育害物，再加上新风的引入虽然Z前 己经过净化处理，但仍然可能残留着一些右害物质，冈此在采用回风和新风 混合送风的空调方式时，加强对回风的过滤净化仍然I分重要。L1-4.5气流组织的影响利用空外新凤稀释与排除室内仃害气体，是保证宅 内空气阳质的基木措施。一些学者通过现场测试，建立了通风与室内空气品 质上观感受之间的关系別创。但炖于空调房何，提髙新风呈虽改善了室内空 气品质，但同时也增加了空调初投资与运行费用卩叭因此在一定的新风呈F.如何合理地设计通风方式及气流组织方式对提髙迪风、换气效率有着重 要作用。不同的气流组织方式会导致不同的宅内空气品质.以

29、混合通风和过 换通风为例，其差别见表1-2-然血无论是混合式还是置换式通凤，由于个体的差异，它们通常部无浓 做到同时満足每个人的需要。其另一个不足是房可气流会随家具的重新布置 而改变个体化调节方式，以工作区为主要调节区，将新鲜空气直接送到人的呼 吸区，缩短新风邙袋，可以保证人体整体感知空气品质较好。考虑到居住者 个体化偏好的差异，通过周部的冷却或加热的独立调节于段以减小个体差异 对舒适性的影响，同时产生的心理作用也仃助于从感知上提高空气品质从 ifuJii大程度地提髙每一位居住者炖英微坏境的満意程度。我1-2两种通风方式的叱较Table 1-2 Compare oFtwo ventihhon

30、methods比较项目通以方式混合通风置换通风设计目标全室环境均一工作区环境满足要求通风动力机械通风为主羽流浮力为主通风机理气流强烈掺混气流扩SK浮力捉开送风特性大温差高风速小温差低风速上送下回下侧送上回风口當流系数犬送风紊流度小风口掺混性好风口扩散性好流态回流区为蓋流区送风区为层流区温度/浓度分如上下均匀温度/浓度分层通风啖荷消除全室负荷消除工作区负荷空气品质空气昴质接迈于回风空气品质接近于送风1.2.5空调系统设计的若干问题到丨I前为止，主要用于满足热湿要求的空调系统设计己经达到了比较完 善的阶段，无论是IH内还是国外，都建立了一奁比校完整的设计体系，包括 -些规范标准和设计过程。我国的规

31、范标准包括：“采嗫通风与空气调节设讹规范” (GB500L9- 2003 ). “采暖通凤与空气调节制图标准” (GB/T50114-2001 ). “采暧 通风与空气调节术语标准” (GB5015592 )等。列外，还有一些常用的设 计手册，如简明空调设计于册、民用建筑空调设计等。一般的空调系统设讼过程133341 :负荷的计算、送风呈的确定、空调系统的选择.空调设备的选择、气流组织、空调风道及管路系统设汁、空调系 统的运行调巧、空调系统的消声与防振、空调建筑的防火排烟等。空调系统设计述存在着如K的一些特点和问题35:1)空调系统设计对IAQ的影响很大，许多建筑由于不合适的通风而 便宅内空气品质降低。新凤标准感因地制宜，根据建筑物的不同功能，制定 人员渤风虽标冰，同时应给出人员密度。(2)新风不是越多越好，还应注重新风处理和新风质呈。空调系统至 少需要两级过遊，应研制和开发新型高效和易清洗的过浦器。新风空气龄越小对人体越有益。（3） 房问气流组织设计要合理，避免空气短路和产生滞留区。空调系 统的二次汚染问题已经提到议事日程上来。控制宝内相炖湿度，可抑制微生 物生长。对于新风加风机盘管系统，新风承抱全部湿负荷，便风机盘管F工 况运行。设讣双凤机系统时应合理选择风压.以免新凤难以进入。设计和施 工中要控制好系统的运行噪音。（4）