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摘要:住宅的室内空气品质问题越来越引起人们的关注,有效的通风换气是保证室内良好空气品质的重要措施。
关键词:自然通风;机械通风;室内空气品质
引言
民用住宅的室内空气品质问题越来越引起人们的关注,据美国环保署(EPA)的统计,室内空气污染常常超出室外2-5倍,北京市有关部门对北京部分居住区及写字楼检测数据表明,室内的甲醛含量普遍超标,最高达到了71倍。这说明,室内空气品质已不仅仅是影响工作、生活效率的问题,其已能直接导致疾病的发生。目前国内外已有的绿色建筑评价体系中均把良好的室内空气品质作为其中重要的评价指标之一。解决好室内的通风换气问题已成为新世纪人居环境重要的研究课题。确保住宅室内有良好的空气品质,最好和最直接的方法就是与室外保持适当的通风换气。在过渡季节及夏季早晚温度较低时候,采用自然通风来实现室内的通风换气无疑是最佳的解决方式。但是在冬、夏季,引入室外新风就意味着需要增加供暖、空调负荷,因此必须寻求良好的空气品质与节能的一个较好的结合点。针对民用住宅的特点,住宅通风换气的研究目标通常主要包括以下两个方面:1.在不使用空调、供暖的时候(如过渡季、夏季的夜晚),通过对建筑单体的模拟分析,得出对建筑规划与单体设计有指导意义的结论,促进建筑室内的风压自然通风;2.在使用空调、供暖设备的时候(夏、冬季),考虑如何合理设计通风换气措施,以保证室内良好的空气品质,同时不至于带入室外过多的冷热负荷,以降低能耗。当前,在我国北方地区,由于节能的要求对门、窗的密封性要求越来越高。在常用的塑钢窗的检测报告中,测试压力为10Pa条件下其冷风渗透量已经小到0.7m3/(m·h),几近封闭。因此,在通常情况下冬季冷风渗透已不能满足住户新风要求。在此情况下,如何保证冬季室内合理的通风换气,已经成为当前较为突出、需要解决的问题。在设计中通常选取0.3次/小时的换气次数作为冬季新风换气标准。这主要是考虑到按照新风设计标准,室内新风换气量通常取为25m3/(h·人),目前住宅的人均面积通常较大,所以取0.3次/小时的换气次数是综合考虑节能要求和住户新风要求的一个较合理的指标。
1用能特点
冬季住宅的取暖方式调查结果如图1所示。其中火炕的比例为52%,火墙的比例为23%,暖气片的比例为19%;另外,火炉的比例为2%,地热的比例为4%,说明北方农村地区冬季的取暖形式主要以火炕为主,其次是火墙、暖气片。随着农村经济水平提高,也有少数住宅采用地热取暖,同时较偏远落后村镇仍存在火炉取暖。
图2?日常炊事能源
2室内污染特点
对农村住宅而言,除秸秆和薪柴燃烧产生的污染外,抽烟行为、房屋装修、室内墙体结霜都构成了农村住宅室内空气污染的主要来源。随着农村经济水平提高,农村住宅开始装修,占74%,没有装修的比例为26%。冬季,结霜是农村住宅取暖效果差,室内温度较低导致的室内墙体结霜,问卷调查数据显示,住宅的室内墙体结霜的比例为31%,没有结霜的比例为69%,说明在冬季,1/3农村住宅的室内墙体有结霜现象,室内环境湿度较高,易滋生细菌、霉菌,产生室内环境污染。
3农村住宅室内温、湿度现状
3.1室内温、湿度概况
住宅室内的热湿环境不仅对居住的舒适性有很大的影响,与室内空气质量的优略也紧密相关。最直接的例子是当室内相对湿度过高时,建筑围护结构的湿度也相应增高,而潮湿的材料是繁殖霉菌与其他微生物的有利环境,这些微生物恰恰也是室内空气受到污染的原因之一,其散布到空气中和物体表面时,会促使物品变质,危害人体健康。农村住宅室内的热状况和湿状况是紧密相连的。我国严寒地区特别是东北地区的农村住宅以火炕为主的采暖方式,这种采暖方式较为科学的创造了相对舒适的局部室内热环境。
3.2可吸入颗粒物污染现状
对于我国严寒地区农村住宅,可吸入颗粒物的污染现状是比较严峻的。冬季室内平均可吸入颗粒物(PM10)浓度范围在0.01~20mg/m3之间,超标率为97%,中值浓度(中值是一种位置的代表值,不会受到极端数值的影响,具有较高的稳定性)为1.05mg/m3,是标准上限的7倍;夏季情况略好,浓度范围在0.01~1.28mg/m3之间,超标率为69%,中值浓度为0.17mg/m3,是标准上限的1.13倍。从空间分布上看,厨房的污染情况远重于卧室;从成因上来看,主要与农村住宅用于取暖和做饭的燃烧活动有关,也与农村住宅室内布局和农民的卫生习惯有关。3.4农村住宅室内空气污染日变化规律室内各种污染物的浓度随人员使用情况以及室内温度变化等因素的影响,在每天不同的时段呈现不同的水平。了解各污染物的变化规律,有利于设计者和使用者采取适当的相应措施,控制室内污染物水平,提高和改善室内空气质量。
4改善室内空气状况的主要途径
4.1控制污染源
污染源控制是指从源头着手避免或减少污染物的产生,或利用屏障设施隔离污染物,不让其进入室内环境。控制污染源是解决室内空气品质问题的最经济、最有效的方法。该方法是从形成室内污染的源头实施控制,称之为“起点控制法”。由于农村住宅室内污染源很多,控制室内污染源是涉及到多专业的复杂问题。
4.2合理进行室内布局
严寒地区的传统农村住宅,厨房大多与卧室连接在一起,这是为了供暖的需要,方便利用厨余热量对火炕、火墙等进行加热。这种取暖方式总的来说是比较节能的,但是它所带来的问题也很多,例如炉灶燃烧产生的污染物容易进入居室之内,对人们的生活空间造成污染。要解决这个问题就应在设计中对农村住宅的各功能房间进行合理的布局。在平面设计阶段注意功能分区,不应使容易产生污染物和气味的厨房、厕所等房间的门直接开向卧室,并采用密封较好的门或隔断隔离这些房间和起居空间,避免污染物满布整个住宅内。
4.3加强室内通风
当起点控制法由于生产工艺、生产成本等条件的限制无法消除或降低污染物的释放量至人们可接受的室内空气品质水平时,可以采用通风空调等手段稀释或净化室内污染物,以满足人们对室内空气品质的要求。由于这些技术措施只有在建筑物投入使用后方可实施,称之为“终点控制法”。
结语
我国严寒地区的农村住宅,长期受外界气候条件、能源条件等限制,普遍存在着室内空气状况不良的情况。尤其是冬季,室内气温过低、湿度过大,不仅热舒适性不能满足要求,反而为了保证室内温度,往往不开窗通风,室内污染物积累过多,无法排出室外。加之火炕等传统采暖方式的存在,由燃烧产生的各种有害物质更加剧了室内空气的污染,对人体健康造成极大的危害。本章在实测分析的基础上,结合国内外研究者的相关研究结论,总结了我国严寒地区农村住宅室内主要的污染物类型、污染程度和日变化规律,指出由燃烧产生的可吸入颗粒物是最为严重的污染物,其次是二氧化碳和一氧化碳。
参考文献
[1]伸浩通.北方地区农村住宅供暖季适宜通风方式研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.
[2]银爱君.室内空气污染的来源及控制措施[J].北方环境,2010,(6):102-104.
论文作者:王力申,肖孝徕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年12期
论文发表时间:2019/10/9
标签:室内论文; 住宅论文; 污染物论文; 农村论文; 室内空气论文; 品质论文; 冬季论文; 《建筑学研究前沿》2019年12期论文;