张 欢
(广东省建筑科学研究院集团股份有限公司 广州 510500)
社会经济的高速发展使得人们生活、工作和学习的压力不断增大,迫使人们在室内停留的时间也逐渐增加。现代城市中,人们至少有80%的时间在室内度过,室内环境已成为人们生活、工作和学习最重要的环境,室内空气品质的好坏直接关系生命的健康[1-2]。良好的室内环境不但可以提高人体舒适度,保证人体健康,还能提高人们的生活质量和工作学习效率[3]。而据世界卫生组织(WHO)统计,办公族每天至少有8 h 是在高层办公室内度过的,这类办公族经常出现头疼、恶心、眼睛酸疼、皮肤干燥等不舒适症状,这些症状都与办公室内空气质量有关[4-5]。
在广州,高层办公建筑作为人们活动的重要场所之一,其室内空气质量对人们的健康会产生重要影响,因此本文以广州市某高层办公建筑为代表,实地测试其正常运营状态下的室内空气质量,调研使用者对室内空气质量的满意程度,分析其室内环境现状及存在的问题。
被测建筑为高层办公楼,地上32层、地下1层,建筑功能为办公室、会议室等。因办公室是人群长时间集中区域,故选取其中一间具有代表性的办公室,测试其室内空气质量。该办公室为大开间布局,有30个办公位和一个小型开放性会客区,共约150 m2,四周玻璃幕墙采光,内侧设置有手动遮阳百叶帘。
广州处于夏热冬暖地区,存在夏季长、冬季短、过渡季节不明显等特点。因此,在建筑正常运营状态下,分别在2月、4月、9月各持续测试4 d,时间为每天8∶30~17∶30,测试期间,每 10 min 采集并记录 1 次数据。测试时间 d1、d2、d3、d4 分别代表第1天、第2天、第3天、第4天。
根据本地区办公建筑内的环境特点,以室内空气温度、相对湿度、照度、CO2浓度、PM2.5 浓度为本文的研究对象。室内空气温度、相对湿度、照度根据《公共场所卫生检验方法 第1 部分:物理因素:GB/T 18204.1-2013》[6]的相关要求进行布点与测试,室内空气的CO2和PM2.5 浓度根据《公共场所卫生检验方法第2 部分:化学污染物:GB/T 18204.2-2014》[7]的相关要求进行布点与测试。
各参数的测试结果与《室内空气质量标准:GB/T 18883-2002》[8]、《健康建筑评价标准:T/ASC 02-2016》[9]、《建筑照明设计标准:GB 50034-2013》[10]中给定的参考值进行比较与分析。
各参数测试所用仪器信息如表1所示。
对该办公建筑的所有使用者开展实地问卷调查,了解他们对室内空气温度、湿度、空气品质、光照情况等的主观感受及满意程度。满意程度共分为非常不满意、不满意、较不满意、刚好满意、较满意、满意、非常满意7 个等级。
表1 测试所用仪器清单Tab.1 Test Instrument List
被测建筑在夏季天气炎热时采用多联机制冷,在冬季气温较低时采用多联机制热,以维持较为舒适的办公环境。办公室每天的室内温度由员工人为设定。过渡季节,由于气温适宜,通常不需要使用多联机制冷或制热。
从图1可以看出:夏季,办公室内空气温度稳定在25℃~29℃之间,这是由于夏季非常炎热,人们开启空调制冷的意愿强烈,较早到达办公室的员工通常会第一时间开启空调制冷,开始温度测试时,办公室的温度已经比较稳定。过渡季节,办公室空气温度在24℃~29℃之间,变化幅度较小。冬季,办公室空气温度在16℃~23℃之间,每天的温度从早到晚、由低而高成规律性变化,这是由于气温较低,人们上班后开启多联机制热,温度逐渐升高的结果。空气温度均符合《室内空气质量标准》的相关要求。
图1 办公室空气温度变化曲线图Fig.1 Air Temperature Curve of Office
从图2可以看出:夏季空气的相对湿度在47%~62%之间,过渡季节空气的相对湿度在51%~73%之间,均满足《室内空气质量标准》的相关要求。而冬季空气的相对湿度在16%~29%之间,低于标准要求,此时,人们通常会感觉比较干燥,可通过在办公室增加一定数量加湿器来提高相对湿度,增加人体舒适性。
图2 办公室空气相对湿度变化曲线图Fig.2 Relative Humidity Curve Office Air
从图3可以看出:除冬季测试的第4 d 外,其他时间测得的 PM2.5 在 9~32 μg/m3之间,满足文献[9]的相关要求。部分时段PM2.5 的升高可能是由于办公室有个别员工吸烟造成的。而冬季测试的第4 d,PM2.5长时间处于异常水平,最高达到99 μg/m3,经调查,是由于当天该办公区举办了春节前的员工及家属活动,外来人员多、吸烟人员多,空气中细小颗粒物浓度异常增大引起的。
图3 办公室PM2.5浓度变化曲线图Fig.3 PM2.5 Curve of Office Air
从图4可以看出:夏季和过渡季节办公室内空气中CO2浓度较小,在400~700 mg/L 之间,冬季办公室内空气中CO2浓度略大,在450~900 mg/L 之间,均满足文献[8]的相关要求。冬季CO2浓度较夏季和过渡季节偏大,可能是由于冬季阴天多、总的日照时间短、部分绿色植物的叶子变黄脱落等原因,导致植物的光合作用明显减弱,大气中CO2浓度增大,室内空气中CO2的浓度也随之增大。
图4 办公室空气中CO2浓度变化曲线图Fig.4 CO2Concentration Curve of Office Air
办公室四周为玻璃幕墙,幕墙内侧虽配置有百叶遮阳帘,但百叶的开启角度由员工人为调整,大部分百叶都未完全关闭,室外太阳光有较大的透过率,办公室内的照度为室内日光灯的光照强度和室外太阳光的光照强度的综合效果。
从图5可以看出:办公室的照度值夏季最大、过渡季次之、冬季最小,但均满足《建筑照明设计标准》的相关要求。夏季,由于室外的太阳光照非常强烈,其对办公室内照度的影响远大于日光灯,室内照度的变化主要取决于百叶的开启状态。正常使用状态下,室内照度维持在500~1 050 lx 的较高水平,当部分百叶开启角度较大时,室内照度值会明显变大,最大超过1 650 lx。每天13∶00 前后,由于休息时段所有遮阳帘的百叶都被完全关闭, 室内照度又明显降低。过渡季节,室内照度受天气变化的影响非常大,当室外晴朗阳光充足时,室内照度可达500~1 000 lx 的较高水平,否则在500~10500 lx 之间波动。而冬季,以阴天为主,所以室内照度基本在500~800 lx 之间,变化非常小。
图5 办公室照度变化曲线图Fig.5 Illuminance Curve of Office
回收的有效调查问卷有126 份,对问卷结果进行整理分析后得出以下结论:
从图1可知,夏季办公室内空气温度在25~29 ℃之间。调研显示,使用者对室内温度较不满意的有8.82%,刚好满意的有33.82%,较满意的有36.76%,满意的有17.65%,非常满意的有2.94%,具体如图6所示。满意度为刚好满意及以上的占91.18%,说明大多数使用者都接受办公室内的温度水平。
从图2可知,夏季空气的相对湿度在48%~62%之间。调研显示,使用者对室内湿度较不满意有11.76%,刚好满意的有32.35%,较满意的有35.29%,满意的有20.59%,没有人非常满意,具体如图7所示。满意度为刚好满意及以上的占88.24%,说明大多数使用者可以接受办公室内的湿度水平。
图6 使用者对室内温度的满意度Fig.6 User's Satisfaction with Indoor Temperature
图7 使用者对室内湿度的满意度Fig.7 User's Satisfaction with Indoor Humidity
从图3、图4可知,夏季办公室内PM2.5 约为10~30 μg/m3,CO2浓度在 400~700 mg/L 之间。调研显示,使用者对室内空气品质不满意的有1.61%,较不满意有8.06%,刚好满意的有33.87%,较满意的有35.48%,满意的有20.97%,没有人非常满意,具体如图8所示。满意度为刚好满意及以上的占90.32%,说明大多数使用者都接受办公室内的空气品质。
图8 使用者对室内空气品质的满意度Fig.8 User's Satisfaction with Indoor Air Quality
从图5可知,夏季室内照度通常维持在500~1 050 lx 之间,极少时间会由于百叶开启角度较大达到1 650 lx。调研显示,使用者对室内光环境较不满意有1.45%,刚好满意的有36.23%,较满意的有40.58%,满意的有20.29%,非常满意的有1.45%,具体如图9所示。满意度为刚好满意及以上的占98.55%,说明基本所有使用者都接受办公室内的光环境。
图9 使用者对室内光环境的满意度Fig.9 User's satisfaction with the Indoor Light Environment
使用者对室内综合环境较不满意有5.80%,刚好满意的有36.23%,较满意的有33.33%,满意的有23.19%,非常满意的有1.45%,具体如图10所示。满意度为刚好满意及以上的占94.20%,说明绝大多数使用者都接受办公室内的综合环境水平。
图10 使用者对室内综合环境的满意度Fig.10 User's Satisfaction with the Indoor Integrated Environment
⑴夏季和过渡季节,该办公室室内空气温度、相对湿度、PM2.5、CO2和照度均满足相关标准要求。
⑵冬季正常办公状态下,该办公室内空气温度、PM2.5、CO2和照度均满足相关标准要求。但相对湿度低于标准要求。
⑶在办公室吸烟会导致室内空气中PM2.5 浓度增加。
⑷调研结果显示,夏季使用者对温度、湿度、空气品质、光环境、综合环境的满意度为刚好满意及以上的占比依次为91.18%、88.24%、90.32%、98.55%、94.20%。总体来说使用者对该高层办公建筑的室内环境接受程度较高。