新型装修材料所致室内空气污染空间特征研究

张小军

摘要：探明室内装修污染物浓度有利于后续空间环境治理，因此分析新型装修材料所致室内空气污染空间特征。使用污染物检测设备检测室内空间中的甲醛、苯、挥发性有机物的浓度与分布特征，并将设备采集结果输入到Airpak软件与CFD软件数值模拟室内空气污染的空间分布特征。试验结果表明新型装修材料会导致室内空间出现空气污染但是污染程度较轻，新型装修材料使用越多，空气污染浓度越高，随着时间推移，受到空气流场影响，污染物浓度有所降低，软件模拟结果显示，室内空气污染物受自然风速影响，进风口风速较高位置污染物浓度较低。

关键词：新型装修材料；室内空气污染；空间特征；Airpak软件；CFD软件

中图分类号：X51 文献标志码：A

前言

目前人们无论是工作、办公还是居住休息均更愿意将时间花费在室内环境之中，所以人们每天几乎会将超过80%的时间消耗在室内环境之中，随着互联网技术与新媒体技术的发展，越来越多人群在室内办公。随着生活水平与经济条件的进步，室内装修行业也迈进飞速发展的队列，不同原料、不同功能以及不同效果的装修材料不断涌人市场得到越来越多消费者的认可。但是多数装修材料由于技术限制以及条件影响导致装修材料中含有大量污染性气体，对于人体健康造成严重威胁。为保证装修效果，通常装修材料中会添加大量化学物质，这些物质通常包含大量有机污染物，一旦过量使用将会导致室内环境中出现严重污染隐患，生成大量高毒性、高刺激性、易致癌的有害气体，如果人类长期在这种充满有害气体的环境中工作或生活将会导致人体器官出现刺激感、头晕、恶心等异常症状，大量数据显示，70%儿童罹患白血病是由于长期处于装修后污染物浓度较大的环境导致。几乎所有新装修室内都存在超标污染气体，即使使用符合绿色环保标准的装修材料，仍旧不能保证室内环境中不存在有害气体。检测室内空间装饰材料导致有害气体分布情况是治理室内空间污染的基础，已经有诸多学者对这方面问题开展研究，有很大一部分研究者采用人工智能的方法计算、检测、识别室内环境中的有害气体，最常见的方法是气味识别法，但是由于污染气体种类多样且气味不固定，部分污染物属于无色无味类型，所以这种方法并不适用于所有室内污染物检测，还有学者专门针对室内装修后产生的甲醛气体开展研究，但是气体识别相关检测方法并没有得到广泛应用，仍旧需要进一步研究。

文章／从空间特征分析角度出发研究新型装修材料所致室内空气污染问题，为今后室内空间环境治理奠定基础。

1材料方法

1.1仪器设备

ETA-102甲醛分析仪：常州蒙特仪器制造有限公司；LB-BQ-P智能手持挥发性有机物检测仪：青岛路博建业环保科技有限公司；CCHZ-1000粉尘检测仪：北京中科企慧科技有限公司。

1.2试验方法

1.2.1污染物样品采集

关闭研究区域中的全部门窗和负责通风的排气通风设备与新风系统，确保该室内环境处于完全封闭状态，并保持该状态2h以上后在整个室内环境中心位置采集新型装修材料的污染样本，采集过程中还需要适当观察室内环境微气候的整体变化，确保采集仿品时室内环境的相对湿度与温度控制在25%-80.5%、20℃-28℃范围之内，采集时间应该选择温度、气候较为适宜的春季或秋季。

1.2.2检测时长设定

文章所研究对象在第一次样品采集时，装修不足一个月，此后每间隔两个月对该区域作出一次检测，一共检测18个月。

1.2.3判断标准与控制标准

检测过程中以GB 50325-2001标准作为检测衡量标准。以甲醛为例，一类民用建筑中要求室内环境符合标准的甲醛含量为0.09mg／m3。室内空间中空气污染检测需要严格依照国家标准执行，为保证样本采集过程中小气候环境不会发生改变，三种检测仪器同时工作。

1.3室内空气污染空间特征分布情况

流体动力学计算软件（Computational Fluid Dynanucs，CFD）主要用于计算并分析流场情况，人工环境系统分析（Fluent Airpak）软件用于分析气体流动、污染等物理现象，将上文设备采集的室内空间空气污染物浓度数据输入到这两个软件之中，使用这两个软件分析新型装修材料所导致的室内空气污染空间特征。室内环境使用Airpak软件构建物理模型，室内环境的物理几何模型尺寸为5 000 mm*4 000 mm*3 000 mm，模型中模拟布置多种基本室内布置家具，室内空间模型结构见图1。

2结果

2.1室内空间空气污染物质浓度检测

经过各仪器设备，初次检测确定室内空间污染物的浓度，获得不同污染物在室内不同空间的浓度分布情况，检测结果见表1。

从表1中可知，室内空间中各个位置的污染物浓度存在较大差异。客厅、卧室、书房这些家具、装修材料使用较多的空间，各个污染物浓度较高，厨房与卫生间这些使用装修材料较少的室内空间，污染物浓度也较低，而阳台作为空气流动性最好的室内空间，各污染物浓度也偏低。以表1中室内空间甲醛浓度分布为例，国家标准要求室内环境之中，甲醛浓度低于0.08 mg*m-3，才可以划分为合格空間，表1中室内空间中各个位置的甲醛浓度均超过这一标准，且室内装修材料用料较多的地方，甲醛浓度更高，由此可以看出，装修材料使用越多的室内空间，所分布的各污染物浓度越高。

以甲醛为例，与初次检测时间间隔一周时间，通过检测分析室内空间各位置装修材料使用情况以及甲醛浓度分布情况，分析结果见表2。

表2中甲醛浓度采集时间与初次采集时间间隔一周，基本气候环境并没有发生显著变化，所以两次甲醛浓度检测结果差异并不大。从表l中的检测结果可以看出，该室内空间大部分选用新型装修材料，但是装修材料使用越多的室内空间，甲醛浓度越高，说明这些新型装修材料仍旧会给室内空间带来空气污染的危害，但是与现有研究数据来看，新型装修材料所释放出的各个空气污染物浓度远低于传统装修材料，由此可以看出，新型装修材料能够在一定程度上改善室内空气环境。

2.2装修时长差异下污染物浓度变化

室内污染物漂浮于室内空间之中，随着时间的推移，在空气流动作用之下，浓度逐渐下降，所以文章研究没间隔两个月，室内空间污染物的浓度变化，有与两个卧室所使用的装修材料类似，污染浓度差异也较小，所以该试验只将主卧检测结果记录下来，同时厨房与卫生间空气污染浓度较为接近，所以只选择一个区域开展检测，不将卫生间的检测结果统计在内。其他室内空间空气污染浓度变化检测结果见图2。

从图2中能够看出，随着时间推移，室内空间各个区域中的空气污染物浓度逐渐降低，这是由于受空气流通影响，各种空气污染物会逐渐向室外消散，降低室内空气污染物的浓度。从图中再一次证明，室内使用新型装修材料较多的区域，污染物含量更高，而且大量使用木质家具与木质地板的区域污染物含量也显著高于使用瓷砖的区域，由此可以确定，新型装修材料之中大量使用木质材料，将导致室内空间污染物含量更高，这种情况也可能是由于木质材料组装过程中需要使用大量胶粘材料，造成室内空间中污染物质的含量显著高于其他区域。

2.3空气污染物空间分布特征

将挥发性有机物作为具有代表性的空气污染物研究对象，利用Airpak软件与CFD软件分析自然通风条件之下，室内空间中挥发性有机物浓度空间特征，以上文中污染较为严重的主卧室作为研究对象，X方向为正南，Y方向为正东，软件模拟分析结果见图3。

根据图3（a）中甲醛浓度空间分布特征计算得出该区域平均挥发性有机物浓度约为0. 22 mg／m3，按照国家标准规定室内空间挥发性有机物的浓度不得低于0.6 mg／m3，该室内挥发性有机物浓度为超过该标准，说明所研究区域室内空气质量较高，从图3（a）中能够看出，进风口向下位置挥发性有机物污染浓度较低，这主要受到来源于进风口的空气气流速度较高所影响。图3（b）中污染物浓度分布情况与图3（a）中情况完全相反，原因与进风口位置相反有关，但是两种结果中，污染物浓度分布趋势较为接近，靠近风速较大的室内区域，空气污染物浓度更低。该位置之中计算得出挥发性有机物的平均浓度为0. 049 mg／m3，显著低于国家标准，污染情况较为适宜。

3结语

房屋装修之后存在大量对身体有害的污染性气体，检测并分析这些空气污染物在室内的浓度以及分布状态能够更好、更便捷制定控制室内污染的方法，所以文章分析新型装修材料所致室内空气污染空间特征。利用设备采集，同时结合Airpak软件与CFD软件从数据统计以及软件分析两个方面分析所研究室内空间中空气污染物的分布、扩散情况，经过多方面分析确定室内装修中，使用多种新型装修材料景观也会产生空气污染物，但是浓度较低，且装修材料使用越多，空气污染浓度越高。室内环境之中，随着时间推移，空气污染物浓度保持下降趋势，说明经过空气流通以及自然风场影响，能够改善室内空气污染问题。软件分析结果显示，室内空气污染物在进风口风速较高位置浓度较低。