夏季某高校图书馆室内空气品质的调查分析

李阳 于文艳 任守红

内蒙古工业大学土木工程学院

高校图书馆是在校师生自习,借阅图书和浏览书籍的重要公共场所。图书馆室内藏书量大，且室内人员密度大、流动性大、滞留时间长，使图书馆室内存在温度不适、空气异味、室内人员呼吸困难等问题，这些问题不单直接影响图书馆内师生工作学习效率，更与室内师生身体健康密切相关。因此调查分析高校图书馆建筑的室内空气品质以营造健康舒适的阅览空间十分重要。

1 实验部分

1.1 测试对象

测试对象为呼和浩特市某高校图书馆401，402 和403 三个阅览室，其平面布局如图1 所示。401 阅览室室内面积471.68 m2，摆放24 列图书架，140 个座位.402 阅览室室内面积278.64 m2，靠墙摆放报刊架，有160 个座位.403 阅览室室内面积119.36 m2，靠墙摆放报刊架，有72 个座位。

图1 图书馆平面布置图

1.2 测试时间与测试仪器

测试时间为2018 年6 月～2018 年7 月，每月进行连续一周的现场测试，每天8:00-20:00 每隔15 min记录1 次测试数据。测试参数温度、相对湿度、CO2浓度、TVOC 浓度。RR002B 型温湿度记录仪，工作温度-25～55 ℃，准确度±0.3 ℃，工作湿度15%～85%，准确度5%。Telaire7001 型二氧化碳/温度检测仪。CO2测量范围：0～10000 ppm，灵敏度：1ppm，准确度：50ppm 或5%，英国CASELL AVOC Pro 总挥发性有机物检测仪。量程为0.1～2000 ppm，精度：±10%或±2 ppm。

1.3 测点布置

根据GB/T 18204.1-2013《公共场所卫生检验方法第1 部分：物理因素》中的相关要求布置测点[1]。测点布置如图2 所示，401 阅览室布置5 个测点，402 阅览室布置5 个测点，403 阅览室布置2 个测点，测点距地面高度1.2 m。

图2 阅览室空间测点布置

2 结果和分析

2.1 室内空气温度

室内空气温度直接影响人的冷热感，是表征室内热环境的重要参数。图3 和图4 为夏季图书馆建筑401，402 和403 三个阅览室的室内、外温度逐时变化曲线。可分析出：

1） 最热月为7 月，7 月室外气温波动范围为22.3～26.9 ℃，室外日平均温度为25.1 ℃。

2）403 阅览室室内空气温度最高，402 阅览室室内空气温度居中，401 阅览室室内空气温度最低。其原因在于：401 阅览室南北向开窗，403 阅览室东西向开窗，401 阅览室的自然通风条件比403 阅览室好，因此，401 阅览室的室内空气温度低于403 阅览室。可见，通风状况对室内热环境的影响不容忽视。

3）随着室外空气温度的升高，各阅览室室内空气温度的波动幅度逐渐减小，室内温度的主要影响因素为室外温度。

4）各阅览室室内空气温度逐时变化曲线和室外空气温度逐时变化曲线都呈先上升后下降的变化趋势。由于建筑围护结构热惰性，各阅览室室内温度相对于室外温度都存在明显的延迟，夏季，14:40 室外温度最高，各阅览室室内空气温度在15:00 左右达到最高。但由于室内人体散热，阅览室得热不断增加，导致阅览室的室内温度明显高于室外温度。

5）图书馆建筑室内空气温度波动范围为25.2～30.1 ℃，室内空气温度偏高，不符合GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》舒适性空调夏季Ⅱ级热舒适度26～28 ℃和GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》中规定的夏季空调室内空气温度为22～28 ℃的要求[2-3]。而且，温度高于28 ℃的持续时间长（4 h 20 min～7 h 20 min）调查问卷也显示绝大多数人感觉图书馆阅览室下午热。

图3 6 月份室内、外温度逐时变化曲线

图4 7 月份室内、外温度逐时变化曲线

2.2 室内相对湿度

图5 和图6 为夏季图书馆建筑401，402 和403 三个阅览室的室内、外相对湿度逐时变化曲线。可以分析出：

1）三个阅览室室内相对湿度都处在GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》中规定的夏季空调室内相对湿度为40%～80%的范围内，同时符合GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》舒适性空调夏季Ⅱ级热舒适度室内设计相对湿度≤70%的要求。

2）三个阅览室室内相对湿度整体呈下降并略有回升的变化趋势，基本和室外相对湿度的变化一致。室内、外相对湿度8:00 最高，17:00 最低。室外相对湿度波动范围为27%～79%，室内相对湿度波动范围为40%～65%。可见，室内相对湿度主要受到室外相对湿度的影响。夏季呼和浩特市高校图书馆建筑室内相对湿度可以达到舒适性空调夏季Ⅱ级热舒适度要求。

图5 6 月各阅览室相对湿度逐时变化曲线

图6 7 月各阅览室相对湿度逐时变化曲线

2.3 室内CO2

图7 和图8 为夏季图书馆建筑401，402 和403 三个阅览室的室内CO2浓度逐时变化曲线。可分析出：

1）室内CO2浓度最低月为7 月，其原因是：6 月各阅览室采取自然通风措施，7 月各阅览室采取机械通风加自然通风措施，使室内CO2浓度维持较低浓度。

2）402 阅览室室内CO2浓度最高。其原因在于：图书馆室内CO2的主要来源为室内人员的呼吸，402 阅览室是室内人员密集，人员数量最多的阅览室。

3）夏季各阅览室内CO2浓度整体呈上升趋势但在11:30-14:30、17:00-19:00 有小幅度下降。其原因在于：室内CO2浓度与室内人员的活动规律有关，随着室内人员的数量减少而降低。

4）在6 月份室内CO2浓度偏高，不符合GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》中规定的CO2浓度上限值0.10%的要求。

图7 6 月各阅览室CO2 逐时变化曲线

图8 7 月各阅览室CO2 逐时变化曲线

2.4 室内TVOC

图9 和图10 为夏季图书馆建筑401，402 和403三个阅览室的室内TVOC 浓度逐时变化曲线。可以分析出：

1）室内TVOC 浓度最低月为7 月，其原因在于：六月各阅览室采取自然通风措施，7 月各阅览室采取机械通风加自然通风措施使室内TVOC 浓度维持较低浓度。

2）403 阅览室室内TVOC 浓度最低。其原因在于：TVOC 浓度主要由无机材料、人造板、涂料、粘合剂、吸声和隔声材料等散发出来[4-5]，403 阅览室内放置的桌椅书架数量较其它阅览相比较少，则403 阅览室内TVOC 浓度最低。

3）在夏季室内TVOC 浓度符合GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》中规定的TVOC 浓度上限值0.6 mg/m3的要求。

图10 7 月各阅览室TVOC 逐时变化曲线

3 综合指数法评价图书馆室内空气品质

算术叠加指数P：

算数平均指数Q：

空气质量综合指数I：

式中：Ci为某种室内空气污染物的实测浓度的均值，ppm/mg/m3；Si为某种室内空气污染物的标准规定的浓度上限值，ppm/mg/m3；Ci/Si为室内污染物的分指数。

表1 为室内空气质量等级判断标准，表2 为图书馆各房间室内客观参数值，表3 为根据式（1）～（3）计算得到的图书馆春夏季各房间综合指数。

表1 室内空气质量等级判断标准

表2 图书馆各房间室内客观参数值

表3 图书馆春夏季各房间综合指数

室内空气品质由优到劣的排列顺序为：403 房间、402 房间、401 房间。各房间均处于未污染状态。

4 结论

本文通过对夏季呼和浩特某高校图书馆建筑阅览室室内空气品质进行现场测试。结果表明：夏季自然通风条件下，图书馆室内相对湿度符合要求，室内空气温度偏高且持续时间长，夏季自然通风条件下，降低室内空气温度是改善图书馆室内热湿环境的重点。且仅采取自然通风措施不能使室内CO2含量符合国家标准。各房间均处于未污染状态，针对图书馆建筑室内空气品质现状，提出以下建议：

控制室内温度：

1）通风：夏季室内温度高于28 ℃时，开启风扇降低室内温度，改善室内热环境。

2）遮阳：在室内设置活动百叶遮阳，在保证室内照度，不提高照明能耗情况下，减少透光外围护结构太阳辐射得热，改善室内热环境。

3）绿化：图书馆周围绿化区域种植冠大荫浓的乔木，增大遮荫面积，利用树木对太阳辐射的减弱作用改善图书馆室外微气候。

控制室内CO2浓度：

1）高校图书馆内CO2主要来源于室内人员的呼吸，适当减少图书馆阅览室室内座位数，以降低室内人员密度，有利于降低室内CO2浓度。

2）室外CO2浓度波动范围为300～500 ppm，高校图书馆室内CO2浓度是室外CO2浓度的2～4 倍，采取通风措施可起到稀释室内CO2浓度的作用，可有效降低室内CO2浓度。

3）图书馆室内放置盆栽，植物在进行光合作用的过程中，可降低各阅览室室内超标的CO2浓度，提高室内O2浓度。