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住宅室内空气质量预测分析研究

 GXF360 2017-06-21
住宅室内空气质量预测分析研究

住宅室内空气质量预测分析研究

□ 上海环科环境评估咨询有限公司 王璐

摘要:通过对装修施工图中各类化学污染材料散发源的计算,结合小型室内空气质量测试舱的测试分析,形成了住宅室内空气质量预测分析研究的一般思路。通过对示范工程项目五个典型房间污染物浓度的测试分析,可以预测装修完成后不同功能房间的甲醛浓度值在0.02~0.04mg/m3之间, TVOC浓度值基本都在0.1~0.4mg/m3之间,满足《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010对于甲醛和TVOC的浓度限值要求。分析污染物浓度构成来源,得出不同功能房间的主要污染物的贡献率,对住宅项目的室内空气质量预测和控制提供了借鉴和参考。

关键词:住宅;室内空气质量示范工程;预测分析

室内空气污染的综合控制涉及建筑工程全寿命周期内各个环节,多种学科交叉,技术内容广泛,实施有效的综合控制策略必定是一个复杂的系统工程。在设计阶段确立建筑室内空气质量控制目标,根据室内装修施工图文件的材料设计和选择,结合建筑材料污染物散发测试手段,可以预测项目完工后的室内空气质量,从而为反馈和修正设计图纸提供依据,这是室内空气污染综合控制系统工程中的重要环节。

1、研究思路

为对示范工程住宅精装修项目室内空气质量的预测分析,需要按照以下几个步骤进行:

一、明确分析目的,确认分析目标;

二、分析室内装修施工图,筛选室内化学污染材料;

三、选择材料样品进行污染物散发率测试;

四、选取典型房间,计算各房间材料用量;根据测试结果,计算不同房间的污染物散发量;

五、对测试及计算数据进行分析总结。

按照上述一般研究步骤,本项目的研究思路如下:

图1 室内空气质量预测分析思路

2、装修材料污染物散发率测试

结合对项目装修图纸的分析,确认本项目的潜在污染散发材料有地板、胶合板、细木工板、乳胶漆等四种,将上述四种建材样品放入小型室内空气质量测试舱进行甲醛和TVOC的散发率测试,测试结果如下:

2.1 装修材料甲醛散发测试结果与分析

五种材料的甲醛散发率测试结果如表1所示,采用第7天的甲醛散发率作为后续模拟计算的参数。

表1 建材甲醛散发率测试结果

测试时间地板mg/(m2·h)胶合板mg/(m2·h)细木工板mg/(m2·h)乳胶漆mg/(m2·h) 7天0.01 0.06 0.01 0.01

2.2 装修材料TVOC散发测试结果与分析

五种材料的TVOC散发率测试结果如表2所示,采用第7天的TVOC散发率作为后续模拟计算的参数。

表2 建材TVOC散发率测试结果

测试时间地板mg/(m2·h)胶合板mg/(m2·h)细木工板mg/(m2·h)乳胶漆mg/(m2·h) 7天0.15 0.08 3.35 0.08

3、项目室内空气质量预测

3.1 功能房间选取

选择本项目中A3户型、B2户型、C3户型、D1户型和K户型等5种不同的户型,综合考虑建材典型污染物散发率测试结果、竣工交付时的装饰装修情况和不同户型不同功能区域潜在的室内空气污染健康风险,将选取标准层不同户型的主卧、次卧(儿童房)、书房、客餐厅、浴室、厨房作为本次室内空气质量预评估的对象。

3.2 室内通风系统状况

根据GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》中的要求,设置新风系统的居住建筑,所需最小新风量宜按换气次数法确定。本项目建筑房间内新房换气次数设计值为按0.8次/小时。按照各房间的体积,即可计算出个房间的通风量值。

3.3 装饰装修材料暴露量量分析

根据项目装修施工图及装修材料表,计算地板、胶合板、细木工板、乳胶漆等四种潜在污染散发材料的暴露量,并以此作为各房间污染物浓度计算的基础数据,见表3。

3.4 室内典型污染物浓度模拟计算

采用ISO 16814中B 3.1.2方法进行稳态条件下的污染物浓度计算:

qv=GhCh,iCh,o×1εv

qv为新风量,m3/h;Gh为污染物的散发速率,mg/h;

Ch,i为室内污染物的浓度,mg/m3

Ch,o为室外污染物的浓度,mg/m3

εv为通风效率。

假设预测的污染物室外浓度为0 mg/m3,室内污染污染物浓度由下式计算:

Ch,i=Ghqv×1εv

从装饰装修材料散发测试的结果来看,地板、胶合板、细工木板、乳胶漆为主要的污染物散发源头,相比较而言,其它材料的散发量可以忽略。因此,将上述基础参数率带入公式计算,计算结果如下表所示:

表3 装饰装修材料暴露量汇总表

户型房间地板(m2)胶合板(m2)细木工板(m2)乳胶漆(m2)甲醛(m2) TVOC (m2)主卧13.49 1.78 1.2 51.66 0.026 0.348儿童房9.26 1.78 0.9 38.59 0.027 0.344客餐厅25.48 10.66 1.18 81.15 0.015 0.13浴室4.44 3.37 0 7.2 0.031 0.148厨房6.34 5.73 0 8.69 0.027 0.118 A3户型主卧12.48 1.74 0.85 43.51 0.026 0.318儿童房10.92 1.78 0.93 41.27 0.028 0.357客餐厅26.25 16.22 1.37 67.21 0.035 0.275浴室5.4 2.13 0 8.16 0.023 0.144厨房10.26 4.96 0 12.7 0.024 0.137 B2户型C3户型主卧13.2 3.33 1.31 57.44 0.03 0.404次卧11.1 1.78 1.09 45.75 0.029 0.39书房11.2 1.78 0.94 41.55 0.027 0.353主卫5.7 3.87 0 8.72 0.031 0.155客餐厅25.16 10.14 1.71 71.88 0.04 0.405浴室4.83 6.49 0 7.59 0.067 0.243厨房8.97 4.32 0 12.4 0.033 0.19

D1户型主卧24.36 14.82 1.91 71.57 0.036 0.219次卧11.7 1.78 1 41.44 0.026 0.37书房10.14 1.78 0.77 35.87 0.027 0.39主卫7.16 3.26 0 10.55 0.025 0.124儿童房11.76 1.78 0.99 40.98 0.026 0.106客餐厅40.3 8.28 1.85 96.18 0.022 0.189浴室5 3.64 0 7.81 0.029 0.176厨房8.14 3.68 0 10.64 0.024 0.157 K户型主卧12.48 1.78 1.03 44.66 0.026 0.344次卧9.92 1.78 0.91 37.72 0.028 0.369书房6.12 1.78 0.75 28.15 0.035 0.452卫生间5.12 3.06 0 8.41 0.03 0.157客餐厅21.35 4.27 1.21 57.43 0.024 0.271厨房6.12 4.97 0 8.38 0.034 0.154

4、数据分析与总结

4.1 不同功能房间浓度分布

根据不同房间的用途,将上述房间类型分进行归类,因儿童房和书房在开发商精装修阶段,在材料使用上并没有本质区别,因此将主卧、次卧、儿童房、书房等功能房间都归类为卧室。归类后,房间类型分为四类:卧室、客餐厅、厨房和卫生间。

图2是根据上述测试结果得出的各房间甲醛浓度分布图。由图可知,此项目各精装修房间的甲醛浓度值基本都在0.02~0.04mg/ m3之间,不同功能房间之间的甲醛浓度值差异不大,卧室、餐厅和厨房的甲醛浓度平均值基本都0.028~0.029 mg/m3之间。卫生间甲醛浓度平均值为0.033 mg/m3,分析其原因,C3户型卫生间的装修采用了大量的胶合板,导致该卫生间的甲醛浓度值为0.67 mg/m3,导致平均值偏大。

图2 不同功能房间甲醛浓度分布(mg/m3

图3是根据上述测试结果得出的各房间TVOC浓度分布图。由图可知,此项目各精装修房间的TVOC浓度值基本都在0.1~0.4mg/m3之间。其中卧室的TVOC浓度值最大,平均值约为0.34 mg/m3;其它房间按照大小顺序依次为客餐厅0.25 mg/m3、浴室0.16 mg/m3和厨房0.15 mg/m3

图3 不同功能房间TVOC浓度分布(mg/m3

4.2 不同装饰装修材料污染物浓度贡献率

根据上述分析,该项目中地板、胶合板、细木工板、乳胶漆是四类潜在的污染散发源,这四种污染物散发的甲醛和VOC类物质共同构成了住宅室内甲醛和TVOC的浓度值。但是不同污染源含有甲醛和TVOC的量是不同的,污染物的散发率也是不同的;不同房间因功能需求各异,导致装修材料的用量是不一样的;因此,分析不同装修材料对于室内污染物浓度贡献率的差异,可以在预测不同功能房间内的主要污染源,对于在前期结合污染物控制目标进行装修材料的选择具有指导意义。

图4是各功能房间不同污染源对甲醛浓度的贡献率平均值的对比图。由图中可以看出,对于卧室,乳胶漆是主要的污染源,其贡献了约61%甲醛散发量;对于客餐厅,乳胶漆也是主要污染源,其贡献了46%的甲醛散发量;对于浴室和厨房,首要污染源为胶合板,其分别贡献了51%和61%的甲醛散发量。而地板对不同功能房间的甲醛贡献量都约为18%。细木工板因用量较少,甲醛散发量也较少,因此相对其它三种污染源,其贡献率都可以忽略不计。

图4 各功能房间不同污染源对甲醛浓度的贡献率平均值

图5是各功能房间不同污染源对TVOC浓度的贡献率平均值的对比图。由图中可以看出,对于卧室和客餐厅,乳胶漆和细木工板的贡献率都较高,分别为40%、36%及36%、33%;对厨房和卫生间,乳胶漆和地板的TVOC的贡献率较高,分别为37%、44%及35%、49%。

对浴室和厨房,细木工板因用量较少,TVOC散发量也较少,可以忽略不计。

图5 各功能房间不同污染源对TVOC浓度的贡献率平均值

5、结论

通过对装修施工图中各类化学污染材料散发源的计算,结合小型室内空气质量测试舱的测试分析,可以在设计阶段预测精装修住宅室内不同污染物的浓度值。

对测试和计算数据进行分析可以得出,

(1)不同功能房间的甲醛浓度值在0.02~0.04mg/m3之间,满足《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010中对于甲醛浓度不大于0.08 mg/m3的规定限值;不同功能房间的TVOC浓度值基本都在0.1~0.4mg/m3之间,满足上述标准对TVOC浓度不大于0.5 mg/m3的规定限值。

(2)乳胶漆是卧室和客餐厅甲醛的主要来源;胶合板是厨房和卫生间的主要来源。乳胶漆和细木工板是卧室和客餐厅TVOC的主要来源,乳胶漆和地板是卫生间和厨房TVOC的主要来源。

参考文献:

[1] 韩继红,朱春等.居住建筑室内空气质量综合保障示范研究[R].2014.

[2] 上海市建筑科学研究院.朗诗虹桥绿郡建筑室内空气质量预评估报告[R].2014.

DOI:10.16116/j.cnki.jskj.2017.06.016

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