室内空气品质评价是认识室内环境的一种科学方法,是随着人们对室内环境重要性认识的不断加深所提出的新概念。它反映在某个具体的环境内,环境要素对人群的工作、生活适宜程度,而不是简单的合格不合格的判断。室内空气品质评价分为现状评价和影响评价两类,影响评价是指对拟建项目的评价,这里要讨论的是室内空气品质现状评价,简称为室内空气品质评价。
过去,人们拘泥于工业污染和卫生防疫的框框,仅依据污染物的上限值,简单地判断室内空气品质是否合格,这种方法不能解决目前存在的问题。这种评价缺乏像国外集中医学、建筑技术、环境监测、建筑设备工程、环境心理学、居住心理学等多学科的综合研究模式和科学的方法,难于得到真正有用的信息,其结果也缺乏公正性、权威性和可比性。目前国内对室内空气品质评价方法尚未建立统一标准。现将国内外评价室内空气品质一些较为成熟的综合和单项评价方法和评价指标做一简要介绍。
一、EEI
EEI为当量评价指标,是评价室内环境的综合指标。由于室内环境的一些因素也会影响到人们对IAQ的反映。所以有人觉得用综合性更强、结合IAQ指标的室内环境综合指标EEI来作为评价IAQ的综合指标更具合理性。
最佳的室内环境并非是由一个环境参数和某个确定的设计或控制点决定的。举例来说,最狭义的IAQ意味着房间空间空气免受烟、灰尘和化学物质污染的程度。稍为广义地说,它包括空气温度、湿度和空气流速,而热环境这一词还需包括视觉因素,如亮度、色彩、空间感。另一方面,允许水平的IAQ还取决于暴露时间的久暂,个人生理条件及经济观点。从实用的观点来看,最佳的环境决定于IAQ推荐值或允许范围的客观标准加上居住者的期望或者说主观看法,下限称之为节能允许值或推荐值,上限是IAQ所能达到的极限。
二、主观评价与客观评价相结合的综合评价方法
这一评价过程序主要有三条路径,即客观评价、主观评价和个人背景资料。
客观评价就是直接用室内污染物指标来评价室内空气品质的方法。选择具有代表性的污染物作为作为评价指标,来全面、公正地反映室内空气品质的状况。通常选用二氧化碳、一氧化碳、甲醛、可吸入性微粒(IP)、氮氧化物、二氧化硫、室内细菌总数,加上温度、相对湿度、风速、照度以及噪声共12个指标来定量地反映室内环境质量。这些指标可以根据具体对象适当增减。客观评价中需要测定背景指标,是为了排除热环境、视觉环境、听觉环境以及人体工效活动环境因子的干扰。
主观评价主要是通过对室内人员的问询得到的,即利用人体的感觉器官对环境进行描述和评价。主观评价引用国际通用的主观评价调查表格结合个人背景资料。主观评价主要归纳为四个方面,人对环境的评价表现为在室者和来访者对室内空气不接受率,以及对不佳空气的感受程度,环境对人的影响表现为在室者出现的症状及其程度。最后综合主、客观评价,作出结论。根据要求,提出仲裁、咨询或整改对策。
三、IAQ等级的模糊综合评价
室内空气品质目前就是一个模糊概念,至今尚无一个统一的、权威性的定义。因此有人尝试用模糊数学方法加以研究[13],由于该方法考虑到了室内空气品质等级的分级界限的内在模糊性,评价结果可显示出对不同等级的隶属程度,故更符合人们的思维习惯,这是现有的指数评价方法所不能及的。该方法的关键是建立IAQ等级评价的模糊数学模型,确定各类健康影响因素对可能出现的评判结果的隶属度。
四、应用CFD技术对室内空气品质进行评估
近二十年来,CFD(Computational Fluid Dynamics)技术已被应用于建筑通风空调设计领域。该方法利用室内空气流动的质量、动量和能量守恒原理,采用合适的湍流模型,给出适当的边界条件和初始条件,用CFD的方法求出室内各点的气流速度、温度和相对湿度;并根据室内各点的发热量及壁面处的边界条件,考虑墙面间的相互辐射及空气间的对流换热,得到室内各点的辐射温度,结合人体的衣着和活动量,利用Fanger等人的研究成果,求得室内各点的热舒适指标PMV(Predicted Mean Vote)。同时利用室内空气的流动形式和扩散特性,得到室内各点的空气年龄,从而判断送风到达室内各点的时间长短,评估室内空气的新鲜度。
五、“通风效率”和“换气效率”评价指标
这两个指标是从发挥通风空调设备和系统的效应,进行有效通风,提高室内空气品质出发提出来的。利用室外新风稀释与排除室内有害气体或气味,仍是保证室内空气品质的基本措施,并认为有效通风是提高室内空气品质的关键。近年来国外学者对通风评价方法进行了大量的研究,提出了通风系统的评价指标:
换气效率,定义为室内空气的实际滞留时间与理论上的最短滞留时间的比值。它是衡量换气效果优劣的一个指标,与气流组织分布有关。
通风效率,定义为排风口处污染物浓度与室内污染物平均浓度之比。它表示室内有害物被排除的速度的快慢程度。
六、空气耗氧量COD(Chemical Oxygen Demand)
空气耗氧量是通过反应方法测定室内挥发性有机化合物VOC被氧化的空气耗氧量,表征室内VOC的总浓度。其原理是基于空气污染物中的有机物可被重铬酸钾—硫酸液完全氧化,根据有机物被氧化时消耗的氧气量推算出空气耗氧量的含量。国内在1989年人防工程平时使用环境卫生标准中,采用了用空气耗氧量作为地下旅馆、影剧院、舞厅、餐厅的环境卫生标准的一个指标。标准于1998年被国家技术监督局和卫生部颁布为国家标准。
COD与室内空气品质的其他指标如二氧化碳、一氧化碳、空气负离子、甲醛浓度、微生物等有显著的相关性,说明它是综合性较强的室内空气污染指示指标。