1、霧霾天氣條件下建筑室內環境污染現狀及對策1 引言2015 年 12 月初，我國部分地區連日出現嚴重霧霾天氣，京津冀等地啟動了空氣重污染紅色、橙色預警。根據大氣重污染應急預案，相關地區采取了工業企業停限產、施工工地停工、機動車限號行駛、中小學停課等應對措施， 給人們的正常生產生活帶來諸多不便。當霧霾來襲時，人們通常的做法是待在室內并關閉門窗，減少戶外活動和室內外空氣對流。隨著社會發展、人民生活水平提高，大多數人每天在室內度過80%90%的時間。室內已不再僅僅是躲避惡劣天氣的場所，而是良好的工作與學習環境和優雅舒適的休憩之地， 因此室內空氣質量已引起人們的重視。早在 20 世紀中期，人們逐漸認識到

2、室內空氣污染有時比室外更嚴重，至今室內空氣污染問題已成為許多國家極為關注的環境問題之一 1。本文關注的重點是在霧霾天氣下室內環境污染的現狀，并針對污染問題提出幾點應對措施。2 霧霾的定義、內涵和成因霧霾是人們對霧和霾的統稱，經研究發現，霧霾既不屬于霧也不屬于霾，但與霧和霾可以相互轉化。 文獻 2 指出，霧霾是大量微小水滴和多種氣溶膠混合浮游空中， 大氣成分指標大于霾的限值， 能見度小于 10 km，相對濕度大于 90%的空氣混濁現象。也就是說霧霾是霧與霾的混合物， 既有霾的特性也有霧的特性， 主要用 PM2.5 含量來表述污染嚴重性。霧霾形成的原因可歸納于三點：當地土質結構。以徐州為例，該地屬

3、于黃河沉積區，細砂質土壤，容易產生二次揚塵；受天氣或氣候影響。冷空氣較弱，空氣濕度小，無風或微風。以徐州為例，統計資料顯示，徐州近3 年平均風速由 2.2 m/s 降低為 1.9 m/s，不利于污染物擴散； 受人為活動影響， 人們生產生活過程中排放的污染物（汽車尾氣、建筑施工、工業廢氣等），主要污染物包括PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等， 尤其是 PM2.5 對霧霾形成的貢獻最大， 對人們的影響最為嚴重 3。3 我國建筑室內環境污染變化趨勢20 世紀 80 年代以前，我國廣大農村地區和部分城市居民生活用能源以煤或薪材為主，室內污染物主要是燃燒所產生的CO2、CO、SO2、NOx；20

4、 世紀 90 年代初期，室內環境污染主要來源于室內吸煙、燃煤、烹調以及人體呼出的CO2等 100 種有害物質； 20 世紀 90 年代末期，隨著住宅改善和居民生活水平提高，特別是裝修建材行業的快速發展，由裝飾材料所造成的污染成了室內污染的主要來源；近幾年，隨著大氣空氣污染嚴重和霧霾天氣的出現， PM2.5 等大氣污染物通過建筑門窗縫隙進入室內，進一步加劇了室內環境污染（表1）。4 室內空氣污染物來源4.1 室內污染源大量文獻表明，在我國引起室內空氣污染最主要的原因是來自室內裝修的裝飾材料 1。室內空氣污染的污染源還有某些建筑主體，比如建筑施工中使用的混凝土外加劑和氨水為主要原料的防凍劑等。除此

5、之外，人體排出的大量新陳代謝廢棄物、抽煙煙氣、室內燃料燃燒產物、烹飪油煙、 空調系統、家用化學品等也都是引起室內空氣污染的來源。4.2 室外污染源室內空氣污染和室外空氣污染密切相關，近年來室內空氣品質變差的部分原因就是因為室外大氣污染日益嚴重4。大氣污染給室內環境帶來惡劣影響，破壞了人們賴以生存的健康舒適的生活和工作環境，并干擾了暖通空調系統的正常運行。大氣污染物通過大門和各種建筑孔口進入室內， 是室內空氣品質惡化的主要室外污染源。霧霾天氣下，自然通風、過渡季節利用新風等用于改善室內熱環境或空氣品質的節能措施都會把室外污染顆粒物帶到室內，加劇室內環境污染。同時，由人們衣物、鞋帽攜帶的灰塵也被帶

6、入室內。5 室內空氣污染的特征室內空氣污染與大氣空氣污染相比， 由于污染源和所處的環境均不同，其污染特征也不相同。室內空氣污染的主要特征有以下幾點。（ 1）不易察覺性。人們在同一環境內長時間工作、生活，會對該環境產生適應性，對其中的污染物的敏感度降低，不易被察覺。（ 2）具有累積性。室內由于受圍護結構的遮擋，其環境相對封閉，從污染物進入室內到濃度升高，再到排出室外濃度漸趨于零，將會是一個漫長的過程， 在此期間如不采取有效措施就會使污染物在室內逐漸積累，導致污染物濃度上升直至危及人體 1。（ 3）污染物的復雜性。室內空氣中常見的污染物包括甲醛、苯等化學性污染物和細菌、真菌、病毒等生物污染物以及顆

7、粒物、重金屬等物理污染物， 其污染的多樣性不僅包括污染物種類的多樣性， 還包括污染源的多樣性， 前面已經提到過污染物的來源分為室內污染源和室外污染源。 此外，文獻 5 中還指出室內空氣污染具有明顯的季節特征，一年中夏季和冬季污染較為嚴重。（ 4）影響范圍廣，影響時間長。化學工業污染往往影響到的是直接進行生產的勞動者， 與此不同，室內污染產生的危害幾乎涵蓋了整個社會中的人群，室內空氣中的污染物會涉及到每一個在室內生活、工作和學習的人員。并且據調查表明，大多數人大部分時間處于室內環境，這就容易使人長期暴露在室內空氣的污染中， 即使濃度很低的污染物，在長期作用于人體后，也會影響人體健康。6 室內顆粒

8、物污染 據中國室內環境監測工作委員會檢測調查分析，在室外霧霾天氣時， 80%的室內環境細顆粒物超標，室內環境的細顆粒物已經成為我國家庭中的主要污染物。 由于人們大多數時間是在室內度過的，人們開始逐漸開始關注室內顆粒物污染對人體健康的影響。室內顆粒物可隨著呼吸進入呼吸道甚至進入人體肺泡， 并且顆粒物還可以作為有毒物質如重金屬、 多環芳烴等的載體， 從而給人體帶來極大的危害。室內環境中顆粒物一部分來源于室內，比如抽煙、烹飪、家務等都是室內顆粒物污染源， 盡管室內顆粒物污染源具有很強的影響，室外空氣對室內顆粒物濃度的影響仍然非常大。 研究發現，對沒有空調器的住宅， 室外空氣中細顆粒物對建筑圍護結構的

9、平均滲透率達 70%，而對有空調器的住宅平均滲透率也有 30%；對于沒有明顯室內污染源的住宅， 70%的 PM2.5 和 65%左右的 PM10 來自室外；對于有重要室內污染源的住宅， 室內 PM2.5 和 PM10 中仍然有 55%60%來自室外 6 。近年來霧霾天氣頻繁侵襲我國中東部大部分地區， 全國各大城市深受其害，大氣中的 PM2.5 會通過建筑通風和圍護結構滲透進入室內，因此室外 PM2.5 濃度的嚴重超標成為了室內 PM2.5 濃度超標的最主要因素。7 霧霾天氣下室內空氣污染控制措施霧霾天氣下室內空氣品質改善可考慮以下三點： 污染源控制、改善通風狀況和室內空氣凈化。 室內空氣污染控

10、制的基本流程如圖 1 所示。7.1 污染源控制由前面第 4 節分析可知，我國室內空氣污染物來源主要為室內裝飾材料及家具和室外 PM2.5 污染。對于室內污染源， 可通過研發具有相同功能但不含有害有機揮發物的材料或通過標準和法規對室內建筑材料中有害物含量進行限制等辦法來進行有效的控制。我國室內的PM2.5 污染主要來自于室外，因此在規劃選址的階段，應遠離工業集中區，并進行建筑周邊大氣中污染物濃度調查或測試，了解周圍環境背景濃度，并綜合風向等氣象資料優化選擇空調風口的位置7。7.2 改善通風狀況國內外的調查和試驗均已表明， 通風稀釋是改善室內空氣品質簡單而又有效的方法。 但是在室外 PM2.5 污

11、染嚴重的霧霾天氣， 單純增加通風換氣量反而會加劇室內 PM2.5 污染，那么在這種情況下， 就需要采取在自然通風的基礎上增加空氣凈化器等措施使室內環境得到改善。與自然通風相比， 機械通風最大的優點就是可以合理組織氣流并能夠實現對新風的集中處理，但是機械通風需要額外消耗大量電能，因此在使用過程中會通過采用排風熱回收的方式節省一部分空調能耗。通常對于沒有自然通風的建筑物， 越來越多使用新風換氣機來改善室內空氣質量， 新風換氣機依靠機械送風和排風在室內形成合理有效的氣流組織，這種獨立的室內外空氣置換和凈化系統在排除室內污濁空氣的同時對送入室內的新風進行過濾等處理， 并且以新風和排風進行熱量交換的形式回收排風中的能量， 從而在空調使用期降低空調能耗。7.3 室內空氣凈化室內空氣凈化是改善室內空氣品質的一項重要措施， 它能夠從空氣中分離和去除一種或多種污染物， 實現這種功能的設備稱為空氣凈化器。空氣凈化是室內空氣污染源控制和通風稀釋不能解決問題時不可或缺的補充，此外，在冬季供暖、夏季使用空調期間，使用空氣凈化器可減少新風量以及降低采暖或空調能耗， 因此它是最節約能源的空氣凈化方法之一。目前，空氣凈化技術大致可分為捕獲型和破壞型兩類，如圖 2 所示，不同的空氣凈化技術往往針對不同種類的污染物效果比較明顯