本文将讨论对室内空气质量产生消极影响的20大原因。此处需要指明的是室内空气质量隶属于室内环境质量。本文将不讨论与空气无关的问题,如人类工程学、采光、噪音等,尽管这些问题也很重要。以下讨论基于作者27余年来判断和处理室内空气质量问题的经验,做出简单说明。本文中不包括所有对室内空气质量产生消极影响的问题。
1. 不可清洗的内置通风设备表层
大型空气运输管道和风机盘管外壳内部通常涂有玻璃纤维材料。涂玻璃纤维材料的目的通常是降低噪音和减少热传递。问题是这种材料最终会分解,分解后会导致纤维和微粒被排入室使用空间,进而影响人体健康。此外,涂有玻璃纤维材料的设备可能会成为积聚灰尘的容器,以现有可行的技术并不能将其彻底清洗干净。如果玻璃纤维材料受潮或浸湿,积聚的灰尘也会成为滋养霉菌生长的营养物。
2. 室外空气太多
绿色建筑的一大趋势是增加室外空气的流入量,因而导致“越多越好”的观念盛行。然而,“任何事情都要坚持适度原则”这一古老的谚语会更适用于这种情况,尤其是当室外空气很干燥的时候。
如果一座建筑物的室内空气不再循环或者极少循环(如室外空气占100%或接近100%),且室外空气的相对湿度很低(如小于20%),则可能引起使用空间的湿度低于正常水平,这会给人体健康带来诸多不利影响。过敏性症状如眼、鼻和呼吸道刺激;充血;打喷嚏都可能与空气过度干燥有关。此外,有研究(如《流感病毒传播依赖于相对湿度和温度》,洛温等,2007)表明病毒性感染在干燥的环境比在湿润的环境中更易传播。
3. 高频用水区域内的纤维素材料
含有纤维素的材料存在于高频用水域内,如浴室(尤其是淋浴周围),清洁工具壁橱以及厨房,如果这些材料受潮或浸湿,则会成为“霉菌的食物”。导致霉菌生长最常见的纤维素来源是干式墙上的纸。纤维素的其他重要来源还有壁纸粘合剂和一些地毯底布(如黄麻或其他植物性底布),特别是将它们用于潮湿的环境中,如有淋浴的浴室。木立筋或扁头地毯钉也有助于霉菌滋生。然而,细菌定植在木材上所持续的时间比其定植在干式墙纸和其他类似材料的时间长的多。
为防止高频用水区域内的霉菌滋生,应使用覆盖有玻璃纤维的干式墙或水泥板一类的产品。这些材料不含纤维素,在极其潮湿的环境中也不会滋生霉菌。如果要使用经过特别处理的含纤维素建筑材料,建筑设计师和承包商在指定或使用这些材料之前,应认真参考制造商的测试结果及其针对预期用途的适用性。经过处理的纤维素中包含的抑制霉菌生长的化学制剂有时可能会被洗掉,使这些材料再次受潮后容易滋生真菌。
4. 空气通风口附近的房顶污染源
一般而言,建筑通风孔如下水道系统管道、浴室、烹调、复印室、清洁工具壁橱、升降机井、应急发电机、锅炉排气以及冷却塔的通风孔都置于房顶。通常房顶都围有护栏,这样可能导致污染物在房顶堆积,特别是在无风或少风的时候。这些污染物包括硫化氢(如下水道臭气或臭鸡蛋气味的臭气),一氧化碳,氮氧化物以及微粒(燃烧产物),军团杆菌(雾化水源)以及化学制品或其他腐臭气味(浴室和清洁工具壁橱)。
就其本身而言,这些建筑排放物可以适当地置于房顶。但当建筑通风设备系统中的室外空气通风口也被置于同一区域中,问题就出现了。许多污染物重于空气,可能会被夹带进建筑物内的空气中,引起烦扰、恼怒或健康问题。标准过滤方法,甚至使用通过最低效率报告值评级的高效过滤器都无法去除其中诸多污染物。
5. 新建筑物通风设备表面的建筑污垢和碎片
建筑物建造期间如无良好的室内管理,各种潜在污染物来源会残留在建筑物的隐蔽区域,如通风系统和内壁。空气静压箱可能会因为缺乏对建筑灰尘的控制而积聚污垢。丢弃的食物和饮料一类的垃圾会腐坏发臭,进而引发其他危险,如招致害虫。如果该情况发生于通风系统的供给端,则尤其容易出现问题。
6. 开关换气扇
这一原因颇有争议,在高湿度和低湿度两种环境中的应用有所不同。开关换气扇进行空气循环时,我们假定其节约能源。尽管可能会节约能源,但是也会产生负面影响,如减少空气过滤(过滤器中没有空气流动=没有过滤空气),产生污浊或糟糕的混合空气,这将导致更大的温差和“陈腐的”空气。此外,经常开关换气扇将增加换气扇元件的磨损程度并降低运转效率,正如一辆汽车在高速公路上可以行驶得很远很快,但在城市的公路上行驶则完全相反。
7. 新建筑物重使用的危险材料
很多人都存在一种错误的理解,即建筑材料中不再使用石棉。制造和使用包括石棉在内的多种建筑材料在美国仍然是合法的,例如地板砖、屋面乳香和毛毡、垫圈、池石膏和水泥管(美国环境保护局)。俄罗斯、中国、巴西等地仍开采石棉,并且将石棉应用于世界各地的建筑产品。美国每年从巴西进口约1000吨石棉以应用于各种用途。新产品使用的其他危险材料包括铅(人造草皮、地板砖及夹具、小百叶窗、焊料)及中国制造的干式墙(又名腐蚀性石膏板)中所含的斜方晶系环辛硫(与潮湿环境下产生的硫化氢气体有关)。
由于建造新型绿色建筑时鼓励重新使用已拆毁建筑的旧材料,一些危险材料就会残留于这些再利用材料中,例如:用于新建筑框架的木材所用木制品防腐剂中含砷,循环利用的混凝土中含石棉和铅,窗户嵌缝和灯镇流器中含多氯联苯,而恒温控制器中含汞。
8. 建筑外壳问题导致真菌滋生
来自室外来源,如高度潮湿、雨雪、极端温度,以及与设计、建造或维修不足有关的景观浇水的水分或湿气入侵都司空见惯。例如:热桥接在天冷时使室内空气凝结,承重墙构造阻碍了适当的排水或干燥,倾斜不当的园林绿化,倚靠外墙的花盆密封不良,窗口井较落后,天窗密封不良,屋顶平台倾斜不当或不平,缺少屋顶防水板等。
9. 空气处理机组难以使用
如果空气过滤器难以更换或不更换就难以使用,那么在适当的时间间隔内用尺寸合适的过滤器进行更换的机会就有所减少。清洗和维修空气处理机组的冷却/加热线圈、冷凝盘以及风扇便成为一项全天候的工程,需要在密闭的空间内进行,切割金属薄片,使用剪刀或车载式吊车电梯和/或各种专用工具,适当维修空气处理机组的可能性大大降低。空气处理机组如果缺少合适的空气过滤器、线圈变脏、冷凝物聚集以及湿度上升,就会导致空气质量恶劣或能源效率降低。
10. 空气处理机组位置不当或安装错误易使冷凝物积聚
炎热或潮湿天气下风机盘管产生的冷凝物需排出。通常情况下冷凝物排入下水道,下水道处会发出臭气。由于冷凝物通常积聚于空气处理机组的负压侧且冷凝物没有排出,这些臭气便会被夹带入通风设备。如果没有安装用于阻止这些臭气的P型存水弯(或安装、维修不当),那么建筑物内的居民便会察觉到这些臭气。
除了气味问题,冷凝盘若排水不当可能会溢水,进而引起其下方的建筑材料有水渍或潜在的真菌滋生。为防止这些现象发生而进行的冷凝盘二次设计也可能无法使冷凝盘正常运转,或者会使排水区域内冷凝盘的位移指示器功能不起作用(如清洁工具壁橱内的污水盆或其他鲜有人去的地方)。如果这些地方不断聚集水分且打湿建筑材料,就会滋生真菌。
11. 低挥发性产品的不恰当和不正确使用
阻止或限制与新建筑物空气污染物相关的方式之一是适当规范和使用排放废气的材料,或者使用排放最少或不排放化学蒸汽或微粒的材料。大多数绿色评估体系、标准和准则只提及“挥发性”化合物,不包括微粒;更为重要的是,没有提及半挥发性化合物,这些半挥发性化合物排放废气的速度更慢,无法使用现行的空气测试方法进行测量或通过吹洗建筑物来减少这类化合物。
提到的“挥发性”化合物在应用之后会很快消失,建筑物入住后不会残留很大数量的“挥发性”化合物。然而,半挥发性化合物如阻燃剂,聚氯乙烯中的塑化剂,混凝土和墙板等,涂料、杀虫剂、化学香料等中的重石油烃可能会长期残留并以低浓度状态影响身体健康。
注意:“挥发性”使用引号是由于这一术语并未被绿色产业完整地定义。
当建筑材料达到规定的挥发性有机化合物低排放水平但是应用不当时,就会引发另一问题。例如,屋顶乳香作为竹地板下的地板湿密封胶,达到了该类别允许范围内的排放水平,但会使室内挥发性有机化合物的水平升高。此外,用于鉴别挥发性有机化合物排放(如涂料、粘合剂,家具和地板等)可接受浓度的标准以美国加州环境健康危害评估办公室出版的《室内空气质量暴露指引》为基础,该指引并未达成共识。可接受材料或源排放模型假设,如果一个小房间里有挥发性有机化合物(只有)排放物,那么居住者就会暴露于含有这些材料或源排放物的建筑物之内。这一模型的正确性尚待检测。
12. 入住绿色建筑之前的空气质量评估参数和方法不适当
当前各种绿色建筑评估体系、标准和准则评估室内空气质量所使用的方法是不再进行评估(如吹洗—详见第13条)或者使用一些快速测试法,但快速测试法使用的参数价值可疑,而且定义不清,特别是对于挥发性有机化合物而言。对于该领域专家而言,要在何种材料可被称为挥发性有机化合物这一问题上达成共识已经很困难,更不用说如何测量挥发性有机化合物及其可接受水平。将挥发性有机化合物归入总挥发性有机化合物一类以及指定总挥发性有机化合物的可接受数量,就好比说尽管每立方米空气所含细菌总数不超过500是可接受的,但如果该500个细菌中有10%是耐药结核分枝杆菌,那么这500个细菌也是不可接受的。另一方面,如果每立方米空气所含细菌总数为1000,其中90%是无害的皮肤细胞,那么这每立方米所含的1000个细菌便不能代表不可接受的情况。
挥发性有机化合物不仅仅存在测量参数问题。在不知道微粒类型的情况下测量微粒总数(粒径小于等于10微米的可吸入颗粒物)与总挥发性有机化合物一样存在问题。在没有固定燃烧源的空置建筑内测量一氧化碳是浪费资源,也会产生误导性结果(如漏报)。
最后,大多数绿色建筑评估体系、准则和标准指定的(或未指定的)方法不是太笼统而无法得出复验性结果,就是不经常被该领域从业者使用。例如,领先能源与环境设计已指定美国环境保护局发布的《测定室内空气的空气污染物方法集成》。这些方法已经过时并不为多数人(但这些人不全是室内空气质量专业人员)所用。找到使用这些方法的实验室就已属幸运了。
13. 太依赖于建筑物的吹洗
如果挥发性有机化合物或细颗粒在施工完成时已释放,那么用室外空气吹洗建筑物可能会有一些作用。然而,施工过程中所使用的多数挥发性有机化合物因施工过程中的正常通风而消失已久。此外,正如前所述,半挥发性化合物释放气体速度较慢,这类化合物用吹洗的方法效果甚微。释放微粒(如覆盖家具、地毯和吊顶板的织物)的建筑材料用吹洗方式的效果也未必显著。而且室外空气也并非总是“干净的”。
14. 由于空气处理机组的设计、维修或安装问题,每级的过滤器不能正常运转
尽管多数绿色建筑评估体系、准则和标准都明确指出绿色建筑应使用高效过滤器(如最低效率报告值为13或更高与最低效率报告值为8或更低),但并未要求空气处理机组提供常用的过滤器尺寸,也未要求不能留有缝隙或密封必须完善有效。如果过滤器尺寸不合适或密封不完善,那么最小阻力路径就会成为过滤器之间或未有效密封区域之间的缺口。其结果是未经过滤的空气通过线圈,线圈上会积聚微粒,导致运转低效或潮湿环境下细菌滋生。这些未经过滤的微粒也将进入建筑物内的气流中。
15. 在屋顶或窗户就位前安装干式墙
这一原因不解自明。无论气候多么干燥,总会有出现雨雪的可能性。如果完成建筑外壳之前便安装内部干式墙,且干式墙被雨雪打湿,那么就会导致真菌滋生,还会由于干式墙被隐藏或覆盖而难以拆除。
16. 没有针对缓解氡气的设计或构造
氡是室内空气污染物最重要的污染源之一,导致每年20000起肺癌死亡案例(美国环境保护局)。氡来自于土壤中的铀分解,存在于美国及世界各地的各种土壤浓聚物中。氡通过建筑物的裂缝及渗透地基来侵入建筑物内,因为氡质量重,易在建筑物底部聚集,尤其是地下室内。
相对简单的缓解方法就可以降低氡带来的危险。这些方法包括提供使氡气流出室外而非流入室内的替代路径;施工过程中安装缓解氡气的设备(如石板下土壤气体积聚结构和通过石板排气)比完成施工后再安装花费较少,更易实施。若施工过程中不安装氡缓解装置,则不大可能在发现建筑物内氡含量上升后再采取缓解行动,进而会导致建筑物内存在这种重要的,可预防的且危险的室内空气污染物。
17. 吊顶板上回风静压箱内的玻璃纤维绝缘层暴露
经空气传播的玻璃纤维会刺激人体呼吸道系统、眼睛和皮肤。安装于梁架或悬于吊顶板顶端的无晶面或暴露的玻璃纤维绝缘层会向空气中释放纤维,使居住者处于纤维的包围之中。这一情况的发生是由于纤维释放的区域是回风静压箱,或者是由于维修人员拆卸吊顶板进行维修活动,如查看机械设备、线路和水管装置等。
18. 水管装置缺陷
施工过程中会出现影响水管装置的问题,如未适当安装的密封圈,未紧密加固的固属物以及安装干式墙时穿过水管进行钉合。这些问题不会立即在施工过程中或施工完成后短期内被察觉。长时间的缓慢渗漏会使建筑材料潮湿,进而导致真菌滋生。
19. 通风口和回风口之间的路径太短
尤其是在小型办公区域内,一个易于纠正的问题是房间内的回风口放置于通风口附近。与平衡循环室内空气相反,室内的空气几乎直接从通风口流入回风口,增加了控制温度的机会,气流分布问题则导致较差的室内空气质量。
20. 有污染源的房间没有进行负压处理
建筑物内储存或使用物品的房间(或举办活动的房间)可能会产生经空气传播的潜在污染物,这些房间应置于负压之下以防止污染物进入其它使用空间。例如产生烹饪气味或燃烧产物的休息室或厨房,储存清洁剂或其他危险物品的清洁工具壁橱,产生臭氧或油墨颗粒等气体的复印室及打印室,当然还有浴室。
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