夏季某高校圖書(shū)館室內(nèi)空氣品質(zhì)的調(diào)查分析

李陽(yáng) 于文艷 任守紅

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院

高校圖書(shū)館是在校師生自習(xí),借閱圖書(shū)和瀏覽書(shū)籍的重要公共場(chǎng)所。圖書(shū)館室內(nèi)藏書(shū)量大，且室內(nèi)人員密度大、流動(dòng)性大、滯留時(shí)間長(zhǎng)，使圖書(shū)館室內(nèi)存在溫度不適、空氣異味、室內(nèi)人員呼吸困難等問(wèn)題，這些問(wèn)題不單直接影響圖書(shū)館內(nèi)師生工作學(xué)習(xí)效率，更與室內(nèi)師生身體健康密切相關(guān)。因此調(diào)查分析高校圖書(shū)館建筑的室內(nèi)空氣品質(zhì)以營(yíng)造健康舒適的閱覽空間十分重要。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 測(cè)試對(duì)象

測(cè)試對(duì)象為呼和浩特市某高校圖書(shū)館401，402 和403 三個(gè)閱覽室，其平面布局如圖1 所示。401 閱覽室室內(nèi)面積471.68 m2，擺放24 列圖書(shū)架，140 個(gè)座位.402 閱覽室室內(nèi)面積278.64 m2，靠墻擺放報(bào)刊架，有160 個(gè)座位.403 閱覽室室內(nèi)面積119.36 m2，靠墻擺放報(bào)刊架，有72 個(gè)座位。

圖1 圖書(shū)館平面布置圖

1.2 測(cè)試時(shí)間與測(cè)試儀器

測(cè)試時(shí)間為2018 年6 月～2018 年7 月，每月進(jìn)行連續(xù)一周的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，每天8:00-20:00 每隔15 min記錄1 次測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試參數(shù)溫度、相對(duì)濕度、CO2濃度、TVOC 濃度。RR002B 型溫濕度記錄儀，工作溫度-25～55 ℃，準(zhǔn)確度±0.3 ℃，工作濕度15%～85%，準(zhǔn)確度5%。Telaire7001 型二氧化碳/溫度檢測(cè)儀。CO2測(cè)量范圍：0～10000 ppm，靈敏度：1ppm，準(zhǔn)確度：50ppm 或5%，英國(guó)CASELL AVOC Pro 總揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)儀。量程為0.1～2000 ppm，精度：±10%或±2 ppm。

1.3 測(cè)點(diǎn)布置

根據(jù)GB/T 18204.1-2013《公共場(chǎng)所衛(wèi)生檢驗(yàn)方法第1 部分：物理因素》中的相關(guān)要求布置測(cè)點(diǎn)[1]。測(cè)點(diǎn)布置如圖2 所示，401 閱覽室布置5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，402 閱覽室布置5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，403 閱覽室布置2 個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)距地面高度1.2 m。

圖2 閱覽室空間測(cè)點(diǎn)布置

2 結(jié)果和分析

2.1 室內(nèi)空氣溫度

室內(nèi)空氣溫度直接影響人的冷熱感，是表征室內(nèi)熱環(huán)境的重要參數(shù)。圖3 和圖4 為夏季圖書(shū)館建筑401，402 和403 三個(gè)閱覽室的室內(nèi)、外溫度逐時(shí)變化曲線。可分析出：

1） 最熱月為7 月，7 月室外氣溫波動(dòng)范圍為22.3～26.9 ℃，室外日平均溫度為25.1 ℃。

2）403 閱覽室室內(nèi)空氣溫度最高，402 閱覽室室內(nèi)空氣溫度居中，401 閱覽室室內(nèi)空氣溫度最低。其原因在于：401 閱覽室南北向開(kāi)窗，403 閱覽室東西向開(kāi)窗，401 閱覽室的自然通風(fēng)條件比403 閱覽室好，因此，401 閱覽室的室內(nèi)空氣溫度低于403 閱覽室?？梢?jiàn)，通風(fēng)狀況對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的影響不容忽視。

3）隨著室外空氣溫度的升高，各閱覽室室內(nèi)空氣溫度的波動(dòng)幅度逐漸減小，室內(nèi)溫度的主要影響因素為室外溫度。

4）各閱覽室室內(nèi)空氣溫度逐時(shí)變化曲線和室外空氣溫度逐時(shí)變化曲線都呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。由于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性，各閱覽室室內(nèi)溫度相對(duì)于室外溫度都存在明顯的延遲，夏季，14:40 室外溫度最高，各閱覽室室內(nèi)空氣溫度在15:00 左右達(dá)到最高。但由于室內(nèi)人體散熱，閱覽室得熱不斷增加，導(dǎo)致閱覽室的室內(nèi)溫度明顯高于室外溫度。

5）圖書(shū)館建筑室內(nèi)空氣溫度波動(dòng)范圍為25.2～30.1 ℃，室內(nèi)空氣溫度偏高，不符合GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》舒適性空調(diào)夏季Ⅱ級(jí)熱舒適度26～28 ℃和GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的夏季空調(diào)室內(nèi)空氣溫度為22～28 ℃的要求[2-3]。而且，溫度高于28 ℃的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)（4 h 20 min～7 h 20 min）調(diào)查問(wèn)卷也顯示絕大多數(shù)人感覺(jué)圖書(shū)館閱覽室下午熱。

圖3 6 月份室內(nèi)、外溫度逐時(shí)變化曲線

圖4 7 月份室內(nèi)、外溫度逐時(shí)變化曲線

2.2 室內(nèi)相對(duì)濕度

圖5 和圖6 為夏季圖書(shū)館建筑401，402 和403 三個(gè)閱覽室的室內(nèi)、外相對(duì)濕度逐時(shí)變化曲線?？梢苑治龀觯?/p>

1）三個(gè)閱覽室室內(nèi)相對(duì)濕度都處在GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的夏季空調(diào)室內(nèi)相對(duì)濕度為40%～80%的范圍內(nèi)，同時(shí)符合GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》舒適性空調(diào)夏季Ⅱ級(jí)熱舒適度室內(nèi)設(shè)計(jì)相對(duì)濕度≤70%的要求。

2）三個(gè)閱覽室室內(nèi)相對(duì)濕度整體呈下降并略有回升的變化趨勢(shì)，基本和室外相對(duì)濕度的變化一致。室內(nèi)、外相對(duì)濕度8:00 最高，17:00 最低。室外相對(duì)濕度波動(dòng)范圍為27%～79%，室內(nèi)相對(duì)濕度波動(dòng)范圍為40%～65%?？梢?jiàn)，室內(nèi)相對(duì)濕度主要受到室外相對(duì)濕度的影響。夏季呼和浩特市高校圖書(shū)館建筑室內(nèi)相對(duì)濕度可以達(dá)到舒適性空調(diào)夏季Ⅱ級(jí)熱舒適度要求。

圖5 6 月各閱覽室相對(duì)濕度逐時(shí)變化曲線

圖6 7 月各閱覽室相對(duì)濕度逐時(shí)變化曲線

2.3 室內(nèi)CO2

圖7 和圖8 為夏季圖書(shū)館建筑401，402 和403 三個(gè)閱覽室的室內(nèi)CO2濃度逐時(shí)變化曲線?？煞治龀觯?/p>

1）室內(nèi)CO2濃度最低月為7 月，其原因是：6 月各閱覽室采取自然通風(fēng)措施，7 月各閱覽室采取機(jī)械通風(fēng)加自然通風(fēng)措施，使室內(nèi)CO2濃度維持較低濃度。

2）402 閱覽室室內(nèi)CO2濃度最高。其原因在于：圖書(shū)館室內(nèi)CO2的主要來(lái)源為室內(nèi)人員的呼吸，402 閱覽室是室內(nèi)人員密集，人員數(shù)量最多的閱覽室。

3）夏季各閱覽室內(nèi)CO2濃度整體呈上升趨勢(shì)但在11:30-14:30、17:00-19:00 有小幅度下降。其原因在于：室內(nèi)CO2濃度與室內(nèi)人員的活動(dòng)規(guī)律有關(guān)，隨著室內(nèi)人員的數(shù)量減少而降低。

4）在6 月份室內(nèi)CO2濃度偏高，不符合GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的CO2濃度上限值0.10%的要求。

圖7 6 月各閱覽室CO2 逐時(shí)變化曲線

圖8 7 月各閱覽室CO2 逐時(shí)變化曲線

2.4 室內(nèi)TVOC

圖9 和圖10 為夏季圖書(shū)館建筑401，402 和403三個(gè)閱覽室的室內(nèi)TVOC 濃度逐時(shí)變化曲線。可以分析出：

1）室內(nèi)TVOC 濃度最低月為7 月，其原因在于：六月各閱覽室采取自然通風(fēng)措施，7 月各閱覽室采取機(jī)械通風(fēng)加自然通風(fēng)措施使室內(nèi)TVOC 濃度維持較低濃度。

2）403 閱覽室室內(nèi)TVOC 濃度最低。其原因在于：TVOC 濃度主要由無(wú)機(jī)材料、人造板、涂料、粘合劑、吸聲和隔聲材料等散發(fā)出來(lái)[4-5]，403 閱覽室內(nèi)放置的桌椅書(shū)架數(shù)量較其它閱覽相比較少，則403 閱覽室內(nèi)TVOC 濃度最低。

3）在夏季室內(nèi)TVOC 濃度符合GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的TVOC 濃度上限值0.6 mg/m3的要求。

圖10 7 月各閱覽室TVOC 逐時(shí)變化曲線

3 綜合指數(shù)法評(píng)價(jià)圖書(shū)館室內(nèi)空氣品質(zhì)

算術(shù)疊加指數(shù)P：

算數(shù)平均指數(shù)Q：

空氣質(zhì)量綜合指數(shù)I：

式中：Ci為某種室內(nèi)空氣污染物的實(shí)測(cè)濃度的均值，ppm/mg/m3；Si為某種室內(nèi)空氣污染物的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度上限值，ppm/mg/m3；Ci/Si為室內(nèi)污染物的分指數(shù)。

表1 為室內(nèi)空氣質(zhì)量等級(jí)判斷標(biāo)準(zhǔn)，表2 為圖書(shū)館各房間室內(nèi)客觀參數(shù)值，表3 為根據(jù)式（1）～（3）計(jì)算得到的圖書(shū)館春夏季各房間綜合指數(shù)。

表1 室內(nèi)空氣質(zhì)量等級(jí)判斷標(biāo)準(zhǔn)

表2 圖書(shū)館各房間室內(nèi)客觀參數(shù)值

表3 圖書(shū)館春夏季各房間綜合指數(shù)

室內(nèi)空氣品質(zhì)由優(yōu)到劣的排列順序?yàn)椋?03 房間、402 房間、401 房間。各房間均處于未污染狀態(tài)。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)夏季呼和浩特某高校圖書(shū)館建筑閱覽室室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。結(jié)果表明：夏季自然通風(fēng)條件下，圖書(shū)館室內(nèi)相對(duì)濕度符合要求，室內(nèi)空氣溫度偏高且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，夏季自然通風(fēng)條件下，降低室內(nèi)空氣溫度是改善圖書(shū)館室內(nèi)熱濕環(huán)境的重點(diǎn)。且僅采取自然通風(fēng)措施不能使室內(nèi)CO2含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。各房間均處于未污染狀態(tài)，針對(duì)圖書(shū)館建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)現(xiàn)狀，提出以下建議：

控制室內(nèi)溫度：

1）通風(fēng)：夏季室內(nèi)溫度高于28 ℃時(shí)，開(kāi)啟風(fēng)扇降低室內(nèi)溫度，改善室內(nèi)熱環(huán)境。

2）遮陽(yáng)：在室內(nèi)設(shè)置活動(dòng)百葉遮陽(yáng)，在保證室內(nèi)照度，不提高照明能耗情況下，減少透光外圍護(hù)結(jié)構(gòu)太陽(yáng)輻射得熱，改善室內(nèi)熱環(huán)境。

3）綠化：圖書(shū)館周?chē)G化區(qū)域種植冠大蔭濃的喬木，增大遮蔭面積，利用樹(shù)木對(duì)太陽(yáng)輻射的減弱作用改善圖書(shū)館室外微氣候。

控制室內(nèi)CO2濃度：

1）高校圖書(shū)館內(nèi)CO2主要來(lái)源于室內(nèi)人員的呼吸，適當(dāng)減少圖書(shū)館閱覽室室內(nèi)座位數(shù)，以降低室內(nèi)人員密度，有利于降低室內(nèi)CO2濃度。

2）室外CO2濃度波動(dòng)范圍為300～500 ppm，高校圖書(shū)館室內(nèi)CO2濃度是室外CO2濃度的2～4 倍，采取通風(fēng)措施可起到稀釋室內(nèi)CO2濃度的作用，可有效降低室內(nèi)CO2濃度。

3）圖書(shū)館室內(nèi)放置盆栽，植物在進(jìn)行光合作用的過(guò)程中，可降低各閱覽室室內(nèi)超標(biāo)的CO2濃度，提高室內(nèi)O2濃度。