張小軍

摘要：探明室內(nèi)裝修污染物濃度有利于后續(xù)空間環(huán)境治理，因此分析新型裝修材料所致室內(nèi)空氣污染空間特征。使用污染物檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)室內(nèi)空間中的甲醛、苯、揮發(fā)性有機(jī)物的濃度與分布特征，并將設(shè)備采集結(jié)果輸入到Airpak軟件與CFD軟件數(shù)值模擬室內(nèi)空氣污染的空間分布特征。試驗(yàn)結(jié)果表明新型裝修材料會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)空間出現(xiàn)空氣污染但是污染程度較輕，新型裝修材料使用越多，空氣污染濃度越高，隨著時(shí)間推移，受到空氣流場(chǎng)影響，污染物濃度有所降低，軟件模擬結(jié)果顯示，室內(nèi)空氣污染物受自然風(fēng)速影響，進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速較高位置污染物濃度較低。

關(guān)鍵詞：新型裝修材料；室內(nèi)空氣污染；空間特征；Airpak軟件；CFD軟件

中圖分類號(hào)：X51 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

目前人們無(wú)論是工作、辦公還是居住休息均更愿意將時(shí)間花費(fèi)在室內(nèi)環(huán)境之中，所以人們每天幾乎會(huì)將超過(guò)80%的時(shí)間消耗在室內(nèi)環(huán)境之中，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與新媒體技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多人群在室內(nèi)辦公。隨著生活水平與經(jīng)濟(jì)條件的進(jìn)步，室內(nèi)裝修行業(yè)也邁進(jìn)飛速發(fā)展的隊(duì)列，不同原料、不同功能以及不同效果的裝修材料不斷涌人市場(chǎng)得到越來(lái)越多消費(fèi)者的認(rèn)可。但是多數(shù)裝修材料由于技術(shù)限制以及條件影響導(dǎo)致裝修材料中含有大量污染性氣體，對(duì)于人體健康造成嚴(yán)重威脅。為保證裝修效果，通常裝修材料中會(huì)添加大量化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)通常包含大量有機(jī)污染物，一旦過(guò)量使用將會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)環(huán)境中出現(xiàn)嚴(yán)重污染隱患，生成大量高毒性、高刺激性、易致癌的有害氣體，如果人類長(zhǎng)期在這種充滿有害氣體的環(huán)境中工作或生活將會(huì)導(dǎo)致人體器官出現(xiàn)刺激感、頭暈、惡心等異常癥狀，大量數(shù)據(jù)顯示，70%兒童罹患白血病是由于長(zhǎng)期處于裝修后污染物濃度較大的環(huán)境導(dǎo)致。幾乎所有新裝修室內(nèi)都存在超標(biāo)污染氣體，即使使用符合綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的裝修材料，仍舊不能保證室內(nèi)環(huán)境中不存在有害氣體。檢測(cè)室內(nèi)空間裝飾材料導(dǎo)致有害氣體分布情況是治理室內(nèi)空間污染的基礎(chǔ)，已經(jīng)有諸多學(xué)者對(duì)這方面問(wèn)題開(kāi)展研究，有很大一部分研究者采用人工智能的方法計(jì)算、檢測(cè)、識(shí)別室內(nèi)環(huán)境中的有害氣體，最常見(jiàn)的方法是氣味識(shí)別法，但是由于污染氣體種類多樣且氣味不固定，部分污染物屬于無(wú)色無(wú)味類型，所以這種方法并不適用于所有室內(nèi)污染物檢測(cè)，還有學(xué)者專門針對(duì)室內(nèi)裝修后產(chǎn)生的甲醛氣體開(kāi)展研究，但是氣體識(shí)別相關(guān)檢測(cè)方法并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，仍舊需要進(jìn)一步研究。

文章／從空間特征分析角度出發(fā)研究新型裝修材料所致室內(nèi)空氣污染問(wèn)題，為今后室內(nèi)空間環(huán)境治理奠定基礎(chǔ)。

1材料方法

1.1儀器設(shè)備

ETA-102甲醛分析儀：常州蒙特儀器制造有限公司；LB-BQ-P智能手持揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)儀：青島路博建業(yè)環(huán)?？萍加邢薰?；CCHZ-1000粉塵檢測(cè)儀：北京中科企慧科技有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1污染物樣品采集

關(guān)閉研究區(qū)域中的全部門窗和負(fù)責(zé)通風(fēng)的排氣通風(fēng)設(shè)備與新風(fēng)系統(tǒng)，確保該室內(nèi)環(huán)境處于完全封閉狀態(tài)，并保持該狀態(tài)2h以上后在整個(gè)室內(nèi)環(huán)境中心位置采集新型裝修材料的污染樣本，采集過(guò)程中還需要適當(dāng)觀察室內(nèi)環(huán)境微氣候的整體變化，確保采集仿品時(shí)室內(nèi)環(huán)境的相對(duì)濕度與溫度控制在25%-80.5%、20℃-28℃范圍之內(nèi)，采集時(shí)間應(yīng)該選擇溫度、氣候較為適宜的春季或秋季。

1.2.2檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)設(shè)定

文章所研究對(duì)象在第一次樣品采集時(shí)，裝修不足一個(gè)月，此后每間隔兩個(gè)月對(duì)該區(qū)域作出一次檢測(cè)，一共檢測(cè)18個(gè)月。

1.2.3判斷標(biāo)準(zhǔn)與控制標(biāo)準(zhǔn)

檢測(cè)過(guò)程中以GB 50325-2001標(biāo)準(zhǔn)作為檢測(cè)衡量標(biāo)準(zhǔn)。以甲醛為例，一類民用建筑中要求室內(nèi)環(huán)境符合標(biāo)準(zhǔn)的甲醛含量為0.09mg／m3。室內(nèi)空間中空氣污染檢測(cè)需要嚴(yán)格依照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，為保證樣本采集過(guò)程中小氣候環(huán)境不會(huì)發(fā)生改變，三種檢測(cè)儀器同時(shí)工作。

1.3室內(nèi)空氣污染空間特征分布情況

流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件（Computational Fluid Dynanucs，CFD）主要用于計(jì)算并分析流場(chǎng)情況，人工環(huán)境系統(tǒng)分析（Fluent Airpak）軟件用于分析氣體流動(dòng)、污染等物理現(xiàn)象，將上文設(shè)備采集的室內(nèi)空間空氣污染物濃度數(shù)據(jù)輸入到這兩個(gè)軟件之中，使用這兩個(gè)軟件分析新型裝修材料所導(dǎo)致的室內(nèi)空氣污染空間特征。室內(nèi)環(huán)境使用Airpak軟件構(gòu)建物理模型，室內(nèi)環(huán)境的物理幾何模型尺寸為5 000 mm*4 000 mm*3 000 mm，模型中模擬布置多種基本室內(nèi)布置家具，室內(nèi)空間模型結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

2結(jié)果

2.1室內(nèi)空間空氣污染物質(zhì)濃度檢測(cè)

經(jīng)過(guò)各儀器設(shè)備，初次檢測(cè)確定室內(nèi)空間污染物的濃度，獲得不同污染物在室內(nèi)不同空間的濃度分布情況，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1中可知，室內(nèi)空間中各個(gè)位置的污染物濃度存在較大差異?？蛷d、臥室、書(shū)房這些家具、裝修材料使用較多的空間，各個(gè)污染物濃度較高，廚房與衛(wèi)生間這些使用裝修材料較少的室內(nèi)空間，污染物濃度也較低，而陽(yáng)臺(tái)作為空氣流動(dòng)性最好的室內(nèi)空間，各污染物濃度也偏低。以表1中室內(nèi)空間甲醛濃度分布為例，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求室內(nèi)環(huán)境之中，甲醛濃度低于0.08 mg*m-3，才可以劃分為合格空間，表1中室內(nèi)空間中各個(gè)位置的甲醛濃度均超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)，且室內(nèi)裝修材料用料較多的地方，甲醛濃度更高，由此可以看出，裝修材料使用越多的室內(nèi)空間，所分布的各污染物濃度越高。

以甲醛為例，與初次檢測(cè)時(shí)間間隔一周時(shí)間，通過(guò)檢測(cè)分析室內(nèi)空間各位置裝修材料使用情況以及甲醛濃度分布情況，分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2中甲醛濃度采集時(shí)間與初次采集時(shí)間間隔一周，基本氣候環(huán)境并沒(méi)有發(fā)生顯著變化，所以兩次甲醛濃度檢測(cè)結(jié)果差異并不大。從表l中的檢測(cè)結(jié)果可以看出，該室內(nèi)空間大部分選用新型裝修材料，但是裝修材料使用越多的室內(nèi)空間，甲醛濃度越高，說(shuō)明這些新型裝修材料仍舊會(huì)給室內(nèi)空間帶來(lái)空氣污染的危害，但是與現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)來(lái)看，新型裝修材料所釋放出的各個(gè)空氣污染物濃度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)裝修材料，由此可以看出，新型裝修材料能夠在一定程度上改善室內(nèi)空氣環(huán)境。

2.2裝修時(shí)長(zhǎng)差異下污染物濃度變化

室內(nèi)污染物漂浮于室內(nèi)空間之中，隨著時(shí)間的推移，在空氣流動(dòng)作用之下，濃度逐漸下降，所以文章研究沒(méi)間隔兩個(gè)月，室內(nèi)空間污染物的濃度變化，有與兩個(gè)臥室所使用的裝修材料類似，污染濃度差異也較小，所以該試驗(yàn)只將主臥檢測(cè)結(jié)果記錄下來(lái)，同時(shí)廚房與衛(wèi)生間空氣污染濃度較為接近，所以只選擇一個(gè)區(qū)域開(kāi)展檢測(cè)，不將衛(wèi)生間的檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。其他室內(nèi)空間空氣污染濃度變化檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2中能夠看出，隨著時(shí)間推移，室內(nèi)空間各個(gè)區(qū)域中的空氣污染物濃度逐漸降低，這是由于受空氣流通影響，各種空氣污染物會(huì)逐漸向室外消散，降低室內(nèi)空氣污染物的濃度。從圖中再一次證明，室內(nèi)使用新型裝修材料較多的區(qū)域，污染物含量更高，而且大量使用木質(zhì)家具與木質(zhì)地板的區(qū)域污染物含量也顯著高于使用瓷磚的區(qū)域，由此可以確定，新型裝修材料之中大量使用木質(zhì)材料，將導(dǎo)致室內(nèi)空間污染物含量更高，這種情況也可能是由于木質(zhì)材料組裝過(guò)程中需要使用大量膠粘材料，造成室內(nèi)空間中污染物質(zhì)的含量顯著高于其他區(qū)域。

2.3空氣污染物空間分布特征

將揮發(fā)性有機(jī)物作為具有代表性的空氣污染物研究對(duì)象，利用Airpak軟件與CFD軟件分析自然通風(fēng)條件之下，室內(nèi)空間中揮發(fā)性有機(jī)物濃度空間特征，以上文中污染較為嚴(yán)重的主臥室作為研究對(duì)象，X方向?yàn)檎?，Y方向?yàn)檎龞|，軟件模擬分析結(jié)果見(jiàn)圖3。

根據(jù)圖3（a）中甲醛濃度空間分布特征計(jì)算得出該區(qū)域平均揮發(fā)性有機(jī)物濃度約為0. 22 mg／m3，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定室內(nèi)空間揮發(fā)性有機(jī)物的濃度不得低于0.6 mg／m3，該室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物濃度為超過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明所研究區(qū)域室內(nèi)空氣質(zhì)量較高，從圖3（a）中能夠看出，進(jìn)風(fēng)口向下位置揮發(fā)性有機(jī)物污染濃度較低，這主要受到來(lái)源于進(jìn)風(fēng)口的空氣氣流速度較高所影響。圖3（b）中污染物濃度分布情況與圖3（a）中情況完全相反，原因與進(jìn)風(fēng)口位置相反有關(guān)，但是兩種結(jié)果中，污染物濃度分布趨勢(shì)較為接近，靠近風(fēng)速較大的室內(nèi)區(qū)域，空氣污染物濃度更低。該位置之中計(jì)算得出揮發(fā)性有機(jī)物的平均濃度為0. 049 mg／m3，顯著低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，污染情況較為適宜。

3結(jié)語(yǔ)

房屋裝修之后存在大量對(duì)身體有害的污染性氣體，檢測(cè)并分析這些空氣污染物在室內(nèi)的濃度以及分布狀態(tài)能夠更好、更便捷制定控制室內(nèi)污染的方法，所以文章分析新型裝修材料所致室內(nèi)空氣污染空間特征。利用設(shè)備采集，同時(shí)結(jié)合Airpak軟件與CFD軟件從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及軟件分析兩個(gè)方面分析所研究室內(nèi)空間中空氣污染物的分布、擴(kuò)散情況，經(jīng)過(guò)多方面分析確定室內(nèi)裝修中，使用多種新型裝修材料景觀也會(huì)產(chǎn)生空氣污染物，但是濃度較低，且裝修材料使用越多，空氣污染濃度越高。室內(nèi)環(huán)境之中，隨著時(shí)間推移，空氣污染物濃度保持下降趨勢(shì)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)空氣流通以及自然風(fēng)場(chǎng)影響，能夠改善室內(nèi)空氣污染問(wèn)題。軟件分析結(jié)果顯示，室內(nèi)空氣污染物在進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速較高位置濃度較低。