新型裝修材料所致室內空氣污染空間特征研究

張小軍

摘要：探明室內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空氣污染空間特征。使用污染物檢測設備檢測室內空間中的甲醛、苯、揮發(fā)性有機物的濃度與分布特征，并將設備采集結果輸入到Airpak軟件與CFD軟件數值模擬室內空氣污染的空間分布特征。試驗結果表明新型裝修材料會導致室內空間出現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，隨著時間推移，受到空氣流場影響，污染物濃度有所降低，軟件模擬結果顯示，室內空氣污染物受自然風速影響，進風口風速較高位置污染物濃度較低。

關鍵詞：新型裝修材料；室內空氣污染；空間特征；Airpak軟件；CFD軟件

中圖分類號：X51 文獻標志碼：A

前言

目前人們無論是工作、辦公還是居住休息均更愿意將時間花費在室內環(huán)境之中，所以人們每天幾乎會將超過80%的時間消耗在室內環(huán)境之中，隨著互聯(lián)網技術與新媒體技術的發(fā)展，越來越多人群在室內辦公。隨著生活水平與經濟條件的進步，室內裝修行業(yè)也邁進飛速發(fā)展的隊列，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得到越來越多消費者的認可。但是多數裝修材料由于技術限制以及條件影響導致裝修材料中含有大量污染性氣體，對于人體健康造成嚴重威脅。為保證裝修效果，通常裝修材料中會添加大量化學物質，這些物質通常包含大量有機污染物，一旦過量使用將會導致室內環(huán)境中出現嚴重污染隱患，生成大量高毒性、高刺激性、易致癌的有害氣體，如果人類長期在這種充滿有害氣體的環(huán)境中工作或生活將會導致人體器官出現刺激感、頭暈、惡心等異常癥狀，大量數據顯示，70%兒童罹患白血病是由于長期處于裝修后污染物濃度較大的環(huán)境導致。幾乎所有新裝修室內都存在超標污染氣體，即使使用符合綠色環(huán)保標準的裝修材料，仍舊不能保證室內環(huán)境中不存在有害氣體。檢測室內空間裝飾材料導致有害氣體分布情況是治理室內空間污染的基礎，已經有諸多學者對這方面問題開展研究，有很大一部分研究者采用人工智能的方法計算、檢測、識別室內環(huán)境中的有害氣體，最常見的方法是氣味識別法，但是由于污染氣體種類多樣且氣味不固定，部分污染物屬于無色無味類型，所以這種方法并不適用于所有室內污染物檢測，還有學者專門針對室內裝修后產生的甲醛氣體開展研究，但是氣體識別相關檢測方法并沒有得到廣泛應用，仍舊需要進一步研究。

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空氣污染問題，為今后室內空間環(huán)境治理奠定基礎。

1材料方法

1.1儀器設備

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)性有機物檢測儀：青島路博建業(yè)環(huán)?？萍加邢薰荆籆CHZ-1000粉塵檢測儀：北京中科企慧科技有限公司。

1.2試驗方法

1.2.1污染物樣品采集

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

1.2.2檢測時長設定

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

1.2.3判斷標準與控制標準

檢測過程中以GB 50325-2001標準作為檢測衡量標準。以甲醛為例，一類民用建筑中要求室內環(huán)境符合標準的甲醛含量為0.09mg／m3。室內空間中空氣污染檢測需要嚴格依照國家標準執(zhí)行，為保證樣本采集過程中小氣候環(huán)境不會發(fā)生改變，三種檢測儀器同時工作。

1.3室內空氣污染空間特征分布情況

流體動力學計算軟件（Computational Fluid Dynanucs，CFD）主要用于計算并分析流場情況，人工環(huán)境系統(tǒng)分析（Fluent Airpak）軟件用于分析氣體流動、污染等物理現象，將上文設備采集的室內空間空氣污染物濃度數據輸入到這兩個軟件之中，使用這兩個軟件分析新型裝修材料所導致的室內空氣污染空間特征。室內環(huán)境使用Airpak軟件構建物理模型，室內環(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布置家具，室內空間模型結構見圖1。

2結果

2.1室內空間空氣污染物質濃度檢測

經過各儀器設備，初次檢測確定室內空間污染物的濃度，獲得不同污染物在室內不同空間的濃度分布情況，檢測結果見表1。

從表1中可知，室內空間中各個位置的污染物濃度存在較大差異?？蛷d、臥室、書房這些家具、裝修材料使用較多的空間，各個污染物濃度較高，廚房與衛(wèi)生間這些使用裝修材料較少的室內空間，污染物濃度也較低，而陽臺作為空氣流動性最好的室內空間，各污染物濃度也偏低。以表1中室內空間甲醛濃度分布為例，國家標準要求室內環(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中室內空間中各個位置的甲醛濃度均超過這一標準，且室內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空間，所分布的各污染物濃度越高。

以甲醛為例，與初次檢測時間間隔一周時間，通過檢測分析室內空間各位置裝修材料使用情況以及甲醛濃度分布情況，分析結果見表2。

表2中甲醛濃度采集時間與初次采集時間間隔一周，基本氣候環(huán)境并沒有發(fā)生顯著變化，所以兩次甲醛濃度檢測結果差異并不大。從表l中的檢測結果可以看出，該室內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空間，甲醛濃度越高，說明這些新型裝修材料仍舊會給室內空間帶來空氣污染的危害，但是與現有研究數據來看，新型裝修材料所釋放出的各個空氣污染物濃度遠低于傳統(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空氣環(huán)境。

2.2裝修時長差異下污染物濃度變化

室內污染物漂浮于室內空間之中，隨著時間的推移，在空氣流動作用之下，濃度逐漸下降，所以文章研究沒間隔兩個月，室內空間污染物的濃度變化，有與兩個臥室所使用的裝修材料類似，污染濃度差異也較小，所以該試驗只將主臥檢測結果記錄下來，同時廚房與衛(wèi)生間空氣污染濃度較為接近，所以只選擇一個區(qū)域開展檢測，不將衛(wèi)生間的檢測結果統(tǒng)計在內。其他室內空間空氣污染濃度變化檢測結果見圖2。

從圖2中能夠看出，隨著時間推移，室內空間各個區(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，各種空氣污染物會逐漸向室外消散，降低室內空氣污染物的濃度。從圖中再一次證明，室內使用新型裝修材料較多的區(qū)域，污染物含量更高，而且大量使用木質家具與木質地板的區(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材料，將導致室內空間污染物含量更高，這種情況也可能是由于木質材料組裝過程中需要使用大量膠粘材料，造成室內空間中污染物質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)性有機物作為具有代表性的空氣污染物研究對象，利用Airpak軟件與CFD軟件分析自然通風條件之下，室內空間中揮發(fā)性有機物濃度空間特征，以上文中污染較為嚴重的主臥室作為研究對象，X方向為正南，Y方向為正東，軟件模擬分析結果見圖3。

根據圖3（a）中甲醛濃度空間分布特征計算得出該區(qū)域平均揮發(fā)性有機物濃度約為0. 22 mg／m3，按照國家標準規(guī)定室內空間揮發(fā)性有機物的濃度不得低于0.6 mg／m3，該室內揮發(fā)性有機物濃度為超過該標準，說明所研究區(qū)域室內空氣質量較高，從圖3（a）中能夠看出，進風口向下位置揮發(fā)性有機物污染濃度較低，這主要受到來源于進風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，原因與進風口位置相反有關，但是兩種結果中，污染物濃度分布趨勢較為接近，靠近風速較大的室內區(qū)域，空氣污染物濃度更低。該位置之中計算得出揮發(fā)性有機物的平均濃度為0. 049 mg／m3，顯著低于國家標準，污染情況較為適宜。

3結語

房屋裝修之后存在大量對身體有害的污染性氣體，檢測并分析這些空氣污染物在室內的濃度以及分布狀態(tài)能夠更好、更便捷制定控制室內污染的方法，所以文章分析新型裝修材料所致室內空氣污染空間特征。利用設備采集，同時結合Airpak軟件與CFD軟件從數據統(tǒng)計以及軟件分析兩個方面分析所研究室內空間中空氣污染物的分布、擴散情況，經過多方面分析確定室內裝修中，使用多種新型裝修材料景觀也會產生空氣污染物，但是濃度較低，且裝修材料使用越多，空氣污染濃度越高。室內環(huán)境之中，隨著時間推移，空氣污染物濃度保持下降趨勢，說明經過空氣流通以及自然風場影響，能夠改善室內空氣污染問題。軟件分析結果顯示，室內空氣污染物在進風口風速較高位置濃度較低。