蘭州市綠色建筑室內(nèi)空氣中苯和 TVOC 污染研究

任文理，李 巖，李琳琳，陳陽(yáng)陽(yáng)，田 恬

（1.甘肅省建筑科學(xué)研究院，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省綠色建筑與建筑節(jié)能工程研究中心，甘肅 蘭州 730050）

0 引 言

近年來(lái)，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，綠色建筑以其獨(dú)特的節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材和保護(hù)環(huán)境減少污染的特性，漸漸地被人們所熟知。如何做到綠色建筑在建造過(guò)程中既保護(hù)環(huán)境又減少污染，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。

為了給居民提供一個(gè)“健康、舒適、綠色、環(huán)?！钡木邮噎h(huán)境，將室內(nèi)空氣質(zhì)量作為評(píng)價(jià)綠色建筑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。室內(nèi)空氣污染物的含量是影響室內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵因素。室內(nèi)空氣污染物主要有：甲醛（HCHO）、氨（NH3）、苯、總揮發(fā)性有機(jī)污染物（TVOC）、空氣氡、氮氧化物（NOX）、硫氧化物（SOX）、一氧化碳（CO）、顆粒物和病原微生物等。其中，甲醛、苯、TVOC 含量過(guò)高是造成室內(nèi)空氣質(zhì)量低劣的主要原因［1］。苯和 TVOC 主要來(lái)源于油漆、涂料、膠類、防水材料和溶劑或稀釋劑等，對(duì)皮膚、眼睛和上呼吸道有刺激作用，能引起機(jī)體免疫水平失調(diào)，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，慢性中毒開(kāi)始時(shí)易出現(xiàn)頭暈、頭痛、嗜睡、無(wú)力、胸悶等癥狀，嚴(yán)重時(shí)可損傷肝臟和心血管系統(tǒng)，甚至還會(huì)引起“三致”作用［2］。因此，對(duì)室內(nèi)空氣中苯和 TVOC 的研究顯得至關(guān)重要。

本文通過(guò)對(duì)蘭州市綠色居住建筑室內(nèi)空氣中苯和 TVOC 的檢測(cè)并分析，研究如何降低室內(nèi)空氣中苯和 TVOC 的含量，對(duì)提高綠色建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量，減少室內(nèi)空氣污染，促進(jìn)蘭州市綠色建筑產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展具有重要意義。

1 試驗(yàn)方法

1）試驗(yàn)對(duì)象。選取蘭州市碧桂園二期高層居住建筑，戶型為南北通透型。依據(jù) GB/T 50378－2014《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》和 DB 62/T 25－3064－2013《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，獲得一星級(jí)綠色建筑設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)。

2）檢測(cè)儀器。選用氣相色譜儀檢測(cè)苯及檢測(cè)TVOC，氣相色譜儀每年由甘肅省計(jì)量院檢定。苯采樣管為內(nèi)裝 100 mg 椰子殼活性炭不銹鋼吸附管；TVOC 采樣管為內(nèi)裝 200 mg Tenax-TA 吸附劑不銹鋼吸附管。采樣管在采樣前均按照標(biāo)準(zhǔn)要求活化。

3）檢測(cè)方法。依據(jù) GB 50325－2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》附錄 F 和附錄 G 中的規(guī)定，苯和 TVOC 樣品均采用熱解析-氣相色譜法測(cè)量，以保留時(shí)間定性，峰面積定量。樣品采集前關(guān)閉門窗 12 h，儀器放置于遠(yuǎn)離門窗和空調(diào)等空氣流動(dòng)較大之處，選擇定點(diǎn)測(cè)量，小于 50 m2的房間布設(shè)一個(gè)點(diǎn)，50～100 m2的房間布設(shè) 2 個(gè)點(diǎn)。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)采樣流量為 0.5 L/min，采樣時(shí)間 20 min。

4）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù) GB 50325－2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（2013 版）中規(guī)定：Ⅰ類民用建筑工程苯≤0.09 mg·m-3，TVOC≤0.5 mg·m-3。本試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)象均屬于Ⅰ類民用建筑工程。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)不同功能區(qū)苯和 TVOC 濃度水平

選取精裝修的 10 套房間檢測(cè)，將所檢測(cè)點(diǎn)位置按照室內(nèi)不同功能區(qū)劃分為廚房、客廳、臥室 3 類。以室內(nèi)空氣中苯、TVOC 濃度測(cè)定結(jié)果平均值作圖，如圖1 所示。由圖1 可知，不同功能區(qū)室內(nèi)空氣中苯濃度大小順序?yàn)椋号P室＞客廳＞廚房；TVOC 濃度大小順序?yàn)椋号P室＞廚房＞客廳。其中，臥室中苯濃度范圍為 0.002～0.175 mg·m-3，平均值 0.039 mg·m-3，TVOC 濃度范圍為 0.017～0.755 mg·m-3，平均值 0.114 mg·m-3；客廳中苯濃度范圍為 0～0.173 mg·m-3，平均值 0.038 mg·m-3，TVOC 濃度范圍為 0.012～0.092 mg·m-3，平均值0.050 mg·m-3；廚房中苯濃度范圍為 0～0.054 mg·m-3，平均值 0.025 mg·m-3，TVOC 濃度范圍為 0.016～0.743 mg·m-3，平均值 0.107 mg·m-3。馮文如等［3］通過(guò)研究廣州市室內(nèi)環(huán)境中苯的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，廣州市不同環(huán)境空氣中苯的平均濃度為：臥室0.029 mg·m-3，客廳 0.029 mg·m-3，略低于蘭州市室內(nèi)環(huán)境空氣中苯的濃度。臥室和客廳室內(nèi)空氣中苯濃度高于廚房，原因可能是臥室和客廳使用的裝修材料比廚房的多，且廚房通風(fēng)狀況相較于臥室和客廳略好。臥室和廚房室內(nèi)空氣中 TVOC 濃度遠(yuǎn)高于客廳，原因可能是臥室和廚房空間小，TVOC 濃度相對(duì)高，客廳空間大，TVOC 濃度相對(duì)小。

圖1 不同功能區(qū)室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度水平

2.2 不同高度室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度水平

選取精裝修的 12 套房間進(jìn)行檢測(cè)，其中 2 樓、9 樓、18 樓、30 樓各 3 套房間，室內(nèi)設(shè) 2 個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，以室內(nèi)空氣中苯、TVOC 濃度測(cè)定結(jié)果平均值作圖如圖2 所示。由圖2 可知，不同樓層室內(nèi)空氣苯濃度大小順序?yàn)椋? 樓＞9 樓＞18 樓＞30 樓；TVOC 濃度大小順序和苯的一樣。由此可見(jiàn)，隨著高度的增加，室內(nèi)空氣中苯、TVOC濃度均逐步降低。顧天毅［4］通過(guò)研究蘭州市城關(guān)區(qū)商場(chǎng)不同樓層TVOC污染特征，結(jié)果表明，TVOC 污染水平呈現(xiàn) 3 樓＞4 樓＞5 樓。本研究與顧天毅研究結(jié)果相一致。

圖2 不同高度室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度水平

2.3 新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度的影響

選取精裝修的 6 套房間進(jìn)行檢測(cè)，開(kāi)始以新風(fēng)系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)完之后打開(kāi)新風(fēng)系統(tǒng)，運(yùn)行 12 h 后檢測(cè)新風(fēng)系統(tǒng)打開(kāi)后的數(shù)據(jù)，以室內(nèi)空氣中苯、TVOC 濃度測(cè)定結(jié)果平均值作圖，如圖3 所示。由圖3 可知，開(kāi)啟新風(fēng)系統(tǒng)后，室內(nèi)空氣中苯、TVOC 濃度明顯降低。苯濃度從 0.091 mg·m-3下降到0.036 mg·m-3，降低了 60.4 %；TVOC 濃度從0.385 mg·m-3下降到0.012 mg·m-3，降低了 96.9 %。由此可見(jiàn)，新風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行是降低室內(nèi)空氣中苯、TVOC 行之有效的辦法，正如相關(guān)研究表明［5-6］，新風(fēng)控制是降低室內(nèi)空氣苯、TVOC 濃度簡(jiǎn)單有效的方法，通過(guò)調(diào)高新風(fēng)量和新風(fēng)系統(tǒng)效應(yīng)可有效降低室內(nèi)空氣污染物濃度。

圖3 新風(fēng)系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度的影響

2.4 綠色建筑室內(nèi)空氣苯和 TVOC 污染來(lái)源

選取精裝修的 16 套房間和未裝修的 16 套毛坯房進(jìn)行檢測(cè)。以室內(nèi)外空氣苯、TVOC 濃度測(cè)定結(jié)果平均值作圖，如圖4 所示。由圖4 可知，室內(nèi)空氣苯、TVOC 濃度大小順序均表現(xiàn)為：精裝房＞毛坯房＞室外。裝修前后，苯濃度從 0.040 mg·m-3升高到 0.184 mg·m-3，升高了 3.6 倍；TVOC 濃度從 0.031 mg·m-3升高到0.347 mg·m-3，升高了 10.2 倍。由此可見(jiàn)，裝飾裝修過(guò)程及所使用的材料對(duì)室內(nèi)空氣苯、TVOC 濃度的貢獻(xiàn)相當(dāng)大，室外空氣對(duì)室內(nèi)空氣苯、TVOC 濃度也有一定的貢獻(xiàn)，但相對(duì)較小。劉建磊［7］通過(guò)研究各因素對(duì) TVOC 濃度水平的影響權(quán)重發(fā)現(xiàn)，裝修水平對(duì) TVOC 濃度影響最大。因此，科學(xué)合理的裝修房屋，減少室內(nèi)空氣苯和 TVOC 源物質(zhì)，可有效降低室內(nèi)空氣污染。

圖4 室內(nèi)空氣苯和 TVOC 的來(lái)源

2.5 綠色建筑室內(nèi)空氣苯和 TVOC 污染評(píng)價(jià)

蘭州市綠色建筑室內(nèi)空氣苯、TVOC 濃度水平檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。結(jié)果表明，蘭州市綠色建筑室內(nèi)空氣苯濃度水平為 0～1.18 mg·m-3，平均值為 0.06 mg·m-3，最高值為 1.18 mg·m-3，標(biāo)準(zhǔn)差0.15 mg·m-3；TVOC 濃度水平為 0.002～1.67 mg·m-3，平均值為 0.13 mg·m-3，最高值為 1.67 mg·m-3，標(biāo)準(zhǔn)差 0.25 mg·m-3。依據(jù) GB 50325－2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（2013 版）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Ⅰ類民用建筑室內(nèi)空氣苯濃度限值 0.09 mg·m-3，TVOC 濃度限值 0.5 mg·m-3。本次檢測(cè)苯、TVOC 各 98 個(gè)樣本中，室內(nèi)空氣苯超標(biāo)率為 8.2 %，TVOC 超標(biāo)率為 6.1 %。本次檢測(cè)結(jié)果中苯濃度明顯高于徐東群等［8］2007 年報(bào)道的甘肅省平?jīng)鍪凶≌覂?nèi)空氣苯濃度平均值 0.009 mg·m-3，TVOC 濃度低于其報(bào)道的甘肅省平?jīng)鍪凶≌覂?nèi)空氣 TVOC 濃度平均值 0.377 mg·m-3。

表1 綠色建筑室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度水平

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)蘭州市綠色建筑室內(nèi)空氣苯和 TVOC 濃度水平的檢測(cè)研究發(fā)現(xiàn)：

1）同一房間不同功能區(qū)室內(nèi)空氣苯濃度水平表現(xiàn)為：臥室＞客廳＞廚房，TVOC濃度水平表現(xiàn)為：臥室＞廚房＞客廳。

2）隨著高度的增加，室內(nèi)空氣中苯和 TVOC 濃度均逐漸降低，因此，建議在購(gòu)房過(guò)程中適當(dāng)選擇高層房屋。

3）新風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行可以顯著降低綠色建筑室內(nèi)空氣苯和 TVOC 的濃度。因此，建議居民在條件許可的情況下盡量加裝新風(fēng)系統(tǒng)。

4）裝飾裝修材料及裝修過(guò)程會(huì)顯著影響室內(nèi)空氣苯和 TVOC 的濃度，因此，建議居民在裝修過(guò)程中盡量精簡(jiǎn)裝修。

5）蘭州市綠色建筑室內(nèi)空氣苯濃度平均值為 0.06 mg·m-3，超標(biāo)率 8.2 %；TVOC 濃度平均值為0.13 mg·m-3，超標(biāo)率 6.1 %。蘭州市綠色建筑室內(nèi)空氣苯和 TVOC 污染相對(duì)較輕。