冬冷夏热地区学校体育场馆空气质量检测与评价

邵洪波

1 引言

根据我国供暖地区如何划分，将全国划分为严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和五个地区。其中，夏热冬冷地区主要指，包括安徽、福建、江西、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、上海、江苏、浙江、省等14个省（直辖市）的部分地区。这些地区一年中，有60-89天平均温度稳定低于或者等于5℃，或者有60天日平均温度低于或等于5℃，但75天日平均温度稳定低于或等于8℃。最显著的气候特点是夏季酷热，冬季湿冷，空气湿度较大。

不同地区，体育场馆功能应有所不同，应具有差异性。那么，夏热冬冷地区体育场馆的设计应满足，夏季通过通风和遮挡，减少太阳辐射，防止室内温度过高和潮湿；冬季通过利用太阳增加室内温度和保持适当干燥。体育场馆用来满足教师教学，学生日常活动等的需要，室内空气质量的好坏影响人们锻炼时的舒适感，同时关系到身体健康。本文本文运用文献资料法、问卷调查法、实地检测法、数理统计法等，对本地区二所高校，近体育馆内空气质量进行实测，客观描述室内体育场馆实际情况，探讨改善措施，提高冬冷夏热地区体育场馆使用。

2 研究方法

2.1 问卷调查法

选取二间教室进行空气质量问卷调查，二间教室面积相同。第一间教室没有通风口，仅有一扇门作为空气流通。第二间教室在测试前一天，开窗通风，保证室内外空气流通。上课期间，学生在教室內停留时间超过1个小时，学生通过实际感受填写问卷。

2.2 实地检测法

利用仪器对体育馆、风雨操场、田径场、树荫下等地点进行实际检测。

2.2.1 检测日期

本实验选取冬季分析具体数据，春、夏、秋季没有收集检测数据，数据仅代表冬季体育场馆具体情况，不能代表全年水平。具体时间为2012年12月16日-17日进行，同时，根据天气预报，在手机APP软件获取同时段相同参数数据。时间分别为上午8：00，8：30，9：00，9：30，10：00，10：30，11：00，11：30八个时间节点，表格监测数值均用均值表示，具体数据如表所示。

2.2.2 检测设备

使用威盟士负氧离子检测仪一台（型号：VMS-3000-NEGO-*），深达威二氧化碳测试仪一台（型号：SW-723）。

二氧化碳测试仪：

品牌：深达威；型号：SW-723；CO2：0-9999ppm±（40+3%）；Temperature：0-50℃±0.5；Humidity：0-85%RH

2.2.3 检测方法

利用二氧化碳测试仪检测二氧化碳浓度，利用负氧离子检测仪检测负氧离子、温度、湿度、PM10浓度、PM2.5浓度、甲醛浓度、TVOC浓度（总挥发性有机化合物）。为了保证取样数据的可靠性，根据仪器使用说明，用梯子将高度放置检测仪中心距地高度为1.5m。并且，远离室内发热仪器，远离窗户、门口等，远离学生走动的地方。

每5分钟为一个时段，记录数据值，

2.2.4 检测地点

根据《公共场所卫生标准》（GB9668-2002）规定，检测的每间教室均超过100m?以上，检测采用对角线分布，每间教室设置5个检测点。室外检测点放置在学生活动范围内中心点位置。

2.3 数理统计法

检测数据使用SPSS17.0版本，进行统计分析，检测指标经过统计分析后均采用均值表示。Excel软件进行数据搜集和整理分析。

2.4 文献资料法

通过中国知网，结合文章写作需求，搜索关键词“体育场馆”“空气质量”“负氧离子”等文章，为本文研究提供理论支撑。

3 结果与分析

3.1 室内空气质量主观评价

根据我国空气质量标准 （表2），以此为依据对检测空气质量样本数据进行分析。通过开窗和关窗时馆内空气是否有异味感，开窗和关窗时馆内空气是否有异味感进行描述分析，得出，90%的学生认为，关窗的情况下上课，体育馆内没有异味感，99%的学生认为，开窗的情况下上课，体育馆内没有异味感，说明体育馆异味感较小（图1）。95%的学生认为，关窗的情况下上课，馆内空气有憋闷感，需要透气；82.5%的学生认为，开窗的情况下上课，馆内空气没有憋闷感（图2）。说明体育馆通风和不通风情况下，空气质量主观体验差异较大。提高室内风速可以有效地改善人体的憋闷感感受，即，保证室内体育场馆的通风。

3.2 室内、外空气质量客观评价

3.2.1 负氧离子

世界卫生组织规定：清新空气的负氧离子标准浓度为700-1500个/cm?。从表5可以看出，只有开放教室和树荫下达到，清新空气标准。

选取的开放教室为口字型教学楼，四周均有高大树木，教学楼内中间是空地，并有植被，每间教室都有窗户，在测试前一天开窗，保持室内外空气流通，检测的负氧离子达到3级（表3）。负氧离子较高的原因可能是四周植被茂盛，空气流动，带来含较多氧及负离子的新鲜空气。

监测结果显示，开放教室室内空气中负氧离子比树荫下负氧离子高。空气负氧离子浓度与温度、降雨量、相对湿度基本呈正相关。然而，树荫下空气中负氧离子低于开放教室，可能与风速、温度有关，也可能与树木茂密程度有关，尚需相关实验证明。总的来说，空气中负氧离子浓度均达到了维持人体健康基本需求标准。

3.2.2温度

树荫下温度明显低于其他地点温度，低于标准值（表2）。可以回答负氧离子低的原因，即，当温度低于20℃时，空气负氧离子浓度值随温度上升的速度较为缓慢，可能这是导致树荫下负氧离子低于开放教室的原因之一。我们知道，树木吸收空气中大量的热量，同时树叶不断蒸发水分，树荫下的温度自然比周围要低得多，大树底下好乘凉。

封闭教室温度较高，是因为，测试前一天下课后保持窗户关闭状态，没有保持通风，室内热空气不能很好和室外空气进行流通所致。开放教室温度较低原因在于，其他地点均是风压通风形式降低温度，然而，本文选取的开放教室有风压通风和热压通风两种自然通风形式。

3.2.2 相对湿度

本文选取典型的冬季湿冷天气，当天相对湿度高达95%，测得数据均高于参照标准（表2）。潮湿闷热是细菌霉菌生长的温床，不通风室内二氧化碳、尘埃、皮屑、尘螨、烟雾等其他的有害气体增多，可吸入细微颗粒悬浮污染物增多。带来呼吸系统疾病。运动中，如何保持适当的空气湿度，需要我们找到恰当的方法。

3.2.3 PM10浓度和PM2.5浓度

PM10检测数值均低于国家规范标准值，可以说夏热冬冷地区空气质量标准较好。其中树荫下数值最低；PM2.5浓度均超过国家规定标准值，相比之下，树荫下PM10和PM2.5浓度相对较低，室内上课的教室数值最高，同时，室内上课的教室数值可能和上课人数，和运动强度有关，尚需实验证明。

3.2.4 CO2浓度

体育场馆中人体所释放出的二氧化碳气体是重要的气态污染物，决定着体育场馆中的空气质量。上课中和上课中的单车房二间教室CO2浓度高，其中单车房为密闭的空间，CO2浓度超过国家规范标准值，空气变得浑浊。实验没有考虑单位面积人数和运动强度，风速等因素。最大限度的提高单车房空气流通，是保持CO2低浓度的最佳方法。

4 思考

4.1 风雨操场

风雨操场是学生在风雨天气下能进行室内体育活动的场所。笔者认为，不同地区，风雨操场的概念应有所区别，严寒和寒冷地区，主要是遮挡风沙，遮挡雨雪；夏热冬冷、夏热冬暖和温和地区，除了有挡风遮雨的功能外，还应体现通风的功能，更好的与室外空气进行流通。严寒和寒冷地区冬季体育馆有供暖设施，室内气候干燥，需要加湿器；然而，夏热冬冷地区，空气湿度较大，需要除湿，应根据天气实际情况进行通风，必要时使用空调进行人工通风。

4.2 开辟室外公园教室

公园教室是指，在树木较多的地方开辟一定面积的健身活动场地，同时还要通风、遮阳、隔热。传统体育课是在操场和体育馆进行，满足学生跑、跳、投等田径运動需要。然而，大学体育课除了体育专业学生需要田径场上课外，大学公共课几乎不上传统的田径课，而开设更加丰富的休闲体育课程，因此，夏热冬冷地区的大学体育课上课地点也不限制在田径场，可以是更多形式。根据数据显示，负氧离子较多的地方是树荫下，那么，针对，体适能、嗒嗒球、器械健身、健美操、瑜伽、太极、体育舞蹈等，不需要快速移动，大范围移动的体育项目，既可以在室内上课，也可以在树荫下上课。避开了室内负氧离子少、PM10浓度高、CO2浓度高的缺点，充分利用树下负氧离子高，温度低，PM10和PM2.5浓度的优点。

4.3 因地制宜设计体育馆

增加空气流通有：自然通风和人工通风两种。本文选取的浙师大风雨操场具有代表性，有风压通风和热压通风两种自然通风形式，教学楼被植被围绕，负氧离子较高。相比综合馆，场馆内各教室窗户为封闭式，不可打开，虽然安装中央空调，但，调查显示，大部分教室在上课期间均不开空调，更没有穿堂风设计，造成空气难以流通，给人憋闷感。或许，此设计可以很好的保持室内温度，适合严寒和寒冷地区学校。因此，针对夏热冬冷地区体育场馆建设，在条件允许情况下，应多设计有风压通风和热压通风两种自然通风形式的体育馆，而不仅仅满足风压通风一种形式。

本文系2021年度高校国内访问学者“教师专业发展项目”（FX2021125）。

（作者单位：金华职业技术学院）