室内空气品质评价方法
-
室内空气品质评价
建筑的宗旨不仅是为室内人
员提供安全、
健康、
舒适的环境，
而且
还应使室
内工作人员的工作效率提高。
室内空气品质评价是人们
认识室内环境的一种科学
方法，
它是随着人们对室内环境重要性
的认识的不断加深而推出的新概念。
进行
室内空气品质评价的目
的就是要保证造就一个人类早已适应的良好环境，
而不是
创造一
个
“舒适”
的环境要人去适应。
而室内
空气品质所涉及的是室内低度污染，
评价室内品质并不是一个简单的合格不合格的问题，
而是一个满意的程度。
因此
用一般的卫
生检疫方法是无法评价的，
也不可能揭示出室内空气品质中存在的问
题。由于各国国情、生活背景不同，室内污染特点也各不一样，人们对室内环境
的反
应、
感觉和接受也有差异。
所以不能直接套用国外的评价方法。
我们已逐步
开始建立既符合国际通用模式又符合我国国情的科学
方法，
从而得出真正有用的
数据，
对室
内空气品质做出公正权威的评价，
以便有效发现和解决目前存在的问
题。
室内空气品质评价一般分为现状评价和影响评价，
目前
一般采用量化监测和
主观调查相结合的手段。
鉴于此，
本文将对室内空气品质的评价方法进行较全面
的综述，
< br>总结出广大研究人员取得的研究成果，
同时也介绍了本文在该方面的研
究进展，以期对我国室内空气品质评价方法的制定提供一定的依据。
主观评价方法
主观评价是指依靠人们在给定的环境中的自我感觉来评价室内空气中长期
低浓度污染
的。
主观评价的任务
主观评价主要有两个方面工作，一是表达对环境因素的感觉
;
二是表述环境
对健康的影响。
本课题的主观评价首要任务是依靠人们在给定的环境中的自我感觉来评价
室内空气中长
期低浓度污染。
对于感觉的研究是属于心理学的范畴，
感觉不能
用
任何直接的方法来测量。
感觉的产生需要有适当的刺激作用，
即能引起感觉器官
有效反应的刺激。对刺激物有反应的感觉系统
如眼、鼻、喉、面部皮肤和其他体
表共五个。
有的对累积剂量发
生反应，
但其反应不象味觉那样迅速和剧烈。
许多
化学物质同时具有气味和刺激的特性，
如甲醛，
在人
体引起的反应往往并非局限
于某一种感觉，
同时刺激眼和鼻最为
常见。
两者通常不易被人们所区分，
但可感
知。
所有感觉信息以某种方法合成一个完整的信号，
但是迄
今为止还不知道这一
过程是怎样进行的。尽管如此，进行感觉效应定性方面的评价
(
如气味的性质
)
是
很方便的，能够公正、合理、科学地作出主观的判断
[
刘向新译
.
室内空气质量一
有机污染物，北京
:
人民卫生出版社
]
在长时间的接触下，嗅觉系统产生适应。适
应现象是指感觉
器官在同一刺激持续作用下，
敏感性发生变化的现象。
整个过程
中刺激物的性质、
强度没有变化，
但由
于连续或重复刺激，
使感觉器官的敏感性
发生暂时的变化。一般
情况下，强刺激的持续作用使敏感性降低
;
而弱刺激的持
续作用使敏感性增强，
这点在进行嗅觉测定时应予以注意。
但感觉刺激的适应现
象不明显，而且有时并不存在，如二氧化碳、甲醛等一
些指标或替代物。它们可
以用来估计或预测化学物质的气味或感觉刺激力，
这也是我们将它们作为本课题
的评价指标的另一依据。
另一任务是要求室内人员表述环境对健康的影响。
如果仅局限于
探索影响机
体健康的空气中有害物的闭值，
大大降低了主观评价
的作用。
随着大量研究的深
入和发展，
已发现长期低浓度污染不只是影响机体的健康，
而且会引起免疫功能
的变化。
免疫反应是机体的一个重要的防护与调节机制。
由
于免疫系统受损，
就
会增加人的发病率，
甚至有发生肿瘤的可能。
室内污染对免疫系统的不良反应往
往
低于其阑值，
一些分子物质进入人体的长期过程，
可能与某种蛋
白结合成抗原，
抗原刺激机体产生免疫反应，
不一定会遵循剂量
一反应的关系。
通常对人的免疫
功能影响的表现为
:
对免疫功能产生压抑作用，或者产生免疫缺损，或者改变防
御机制、降低机体的抵抗力，或者产生变态反应
(allergy)
。可见这些正是诱发建
筑病综合症的内在因素。
大
量研究证实，
由于长期低浓度污染影响，
也会导致神
经系统的损伤，表现为行为的改变及心理功能的变化。如易怒、头痛、疲倦、好
激动等，
这些也正是建筑病综合症的典必表现。
这种检测也
是只能依造主观评价。
尤其是在缺乏确定某些污染物可接受性的客观评价手段时，
对于可接受性的判断
只能来自于公正的主观评价。
主观评价表格制定依据
感觉刺激的影响能根据自我感觉症状和不适感的程度而定。
自我感觉
的表达
难于准确，为防止室内人员采用老自的评价基准和尺度而引起一些不必要的误
差，
需要一定的训练。
对伴随着不同反应程
度而出现的感觉征兆要有一明确的定
义。按不适感的程度进行分级评估，则比较确定。因
此在实践中，有必要为受试
者制定一种用数值表示不同反应程度的标准。其中一种是评判
法
(
或称两项选择
法
< br>)
，
另一种是描述法
(
或称多项选择法
)
，
它
详细规定各种征兆的分类或对于每一
种反应程度的评价标准。
这
将使容易产生误解的语言表达转化为可以用精确的数
字来表示，
是最有效的方法与措施。
受试者根据自己的感觉勾出最能描述这种感
觉程度的数字。
有了这些数字的描述，
才能对各种反应进行
数学上的分析。
这一
组数值称为等级标度
(rating
scale)
。这种方法称为可联机的直接
调查
(online
questionnaire)
。
等级标度中的级差称为绝对判断跨距
(Spa
n of absolutejudgement)
。
级差定义
为能感觉到的最小的刺激强度的差值。
一般人能够不混淆地处理的感觉
< br>量级不会超过七个，
所以主观评价的等级标度往往根据不同的对象分为五个或七<
/p>
个。
如评价热环境常采用七级，
评价空气
品质常采用五级。
通常采用等级均分法
(method
of
graded
di-chot
omies)
，这将易于检验，有可能仅用内在的数据以验证
某
个等级标度并得出各个等级的心理学宽度。
在心理学测试中，
可
靠性十分重要。
它是指一个测验在相同的情况下产生同样答案的可信程度。
为了能提取最大的信
息
量
以
及
取
得
最
大
的
可
靠
度
，
主
观
评
价
还
包
< br>摇
背
景
调
查
(background
questionnaire)
。背景调查主要分两个部分，一部分是个人资料调查，另一部分是
排他性调查。
如果室内人员反映头痛，
要排除因照明、
噪声和操作电脑引起的因
素，并得到本人的认可，才能确定是由室内空
气品质所引起。因此光环境、声环
境和电脑调查称为排他性调查。
另外要提高本课题的评价质量以及可比程度，
主
观评价规范化
和标准化是目前最迫切的任务
[
沈晋明
.
室内污染物与空气品质评价
.
通风除
尘，
1995;
14
（
4
）
]
。为此直接引进国际
通用的主观评价调查表格
(questionary )
。这种
表格的设计充分地反映了上述的思路，仅根据哈尔滨地区具
体情作了改动。
【可以参见附录】
客观评价方法
直接用室内污染物指标
来评价室内空气品质的方法，
即量化监测的方法称为
客观评价。
涉及到室内空气品质的低浓度污染物太多，
不可能样样都测，<
/p>
需要选
择具有代表性的污染物作为评价指标，
来全面、
公正地反映室内空气品质的动态。
这些指标有一氧
化碳、可吸入性微粒、氮氧化物和二氧化硫、甲醛、温度、相对
湿度、风速、照度以及噪
声等
1 2
个指标来全面、定量地反映室内环境质量，这
些评价指标也可根据具体评价对象适当增减。要进行室内空气品质的客观评价，
就必须确定室内的空气品质标准。
我国在
2002
年
11
月制定了室内空气质量标准
GB/'n
8883
-2002
，其中包括室内空气质量标准及污染物检测方法，标准中规定
室内空气应无
毒、无害、无异常嗅味〔中华人民共和国国家标准，室内空气质量
标准
< br>GEV
卫
8883-2002
〕
。
现将国内外一些较为成熟的综合和单项的室内空气
(
环
境
)
品质客观评价方法以及评价指标做详细介绍。
1
．
综合指数法
【桑稳娇，
< br>杨松等
室内空气品质评价方法
安全与环境工程
2004
11
（
4
）
】
综合指数法属于客观评价法，
是指直接用室内污染物浓度指标来评价室内空
气品质。
室内环境中涉及到室内空气品质的低浓度污染物太多，
不可能样样都测
出，
需要选择有代表性的污染物作为评价指标。
这些代表性污染物必须是稳定的、
长期存在的，
容易测到的，
且测试成本低廉。
我国室内烟雾污染的评价指标有一
氧化碳、可吸入性颗粒、氮氧化物和二氧化硫，除此之外，二氧化碳、氨气、硫
化氢等可作为室内人的生物散发物的污染程度的评价指标，
还可作为反应室内通
风情况的评价指标。
甲醛浓度是评价建筑材料有机性挥发物对室内空
气污染的主
要指标。
另外，
室内细菌总
数可作为室内空气细菌学的评价指标，
它可反应室内
人员密度、
活动强度和通风状况。还有臭氧、尼古丁、温度、相对湿度、风速、
照度、
悬浮粒子等都可作为室内空气品质的基本评价指标。
具体评价对象还可根
据环境不同适当增减评价指标。
评价指
标数据只能在处于舒适范围内的排除了热环境、
视觉环境、
听觉
环境
以及人体工效活动环境因子的干扰的背景测定指标中选取，
然后整理、
分析和归
纳成指数值以表征环境质量现状。
其中分指数定义为污染物浓度
C
i
C
与指标上限
值
S
i
5
之比，
S
i
可采用现有规范标准中的指标数据，其倒数看作其权重系数，形
象地表示了某个污染物浓度与其标准上限值之间的距离
【沈晋明室内空
气品质的
评价暖通空调，
1997, 27( 4): 22-
25
】
。由分指数有机组合而成的评价指数能够综
合反应室内空气品质的优劣。借用算术平均指数及综合指数作为主要评价指数，
算术叠加指数作辅助评价指数。
各种评价指数如下：
（
1
）算术叠加指数
P
：它表
示各个分指数叠加值。
P
C
i
S
i
（
2
< br>）综合平均指数
Q
：它代表各个分指数的算术平均值。<
/p>
Q
1
C
i
n
S
i
(3)
综合指数
I
：它适当兼顾最高分指数和平均分指
数。
C
1
C
2
C
n
1
C
i
I
max
S
,
S
< br>S
n
S
1
2
n
i
以上个分指数可以较为全面地反映出室内地平均污染水平和各种污染物之
间地污染程度上地差异，并可确定出室内主要污染物。
由于室内环境中的污染物浓度很低，
短期内对人体健康不会有明显作用。
一
般将室内空气品质分为五
个等级，所对应的综合指数如下表所示
:
表
1
Table 1 The
classifition of IAQ
综合指数
室内空气品质等级
等级评语
0.49
Ⅰ
清洁
0.50
－
0.99
Ⅱ
未污染
1.00
－
1.49
Ⅲ
轻污染
1.50-1.99
Ⅳ
中污染
2.00
Ⅴ
重污染
综合指数法可以确定室内主要污染物及其水平，评定室内空气品质的等级，
并可针对评价过程中发现的问题，提出整改对策。
当量评价指标【耿世彬
.
室内空气品质及相关研究「
J].
建筑热能通风空调
，
2001( 2)
【
EEI
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
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长短，
个人生理条件及经
济观点。从实用的观点来看，最佳的环境取决于
IAQ
推荐值或允许范围的客观
标准加上届住者的期望或者说
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。
3.
室内空气品质的模糊评价
【室内空气品质的模糊综性合评价
初春玲，曹叔维
等
建筑热能通风空调
1999
（
3
）
模糊综合评判通俗地讲，就是对需要评判的同类性质的不同对象作出符合
人体
大脑思维的一种比较判断方法。具体地讲，就是利用模糊数学的处理方法，
综合考虑影响
对象总体性能的各个指标，
通过引入隶属函数同时考虑各指标在影
响对象中的重要程度，经过模糊变换得到每一个被评判对象的综合、优劣度。
2.1.
各单项指标的隶属函数的构造
由独立同分布情形下的中心极限定理【潘承毅，何迎军编著
.
数理统计的原
理和方法
.
同济大学出版社，
1993
】可知，对于常用的数理统计量
均具有渐近正
态性，
为此本文采用的隶属函数均取为正态分布型
，
由于量化时都只有上界，
故
此处均采
用戒上型
(
偏上型
)
< br>的降半正态模糊分布。其统一表达式为【王凡编著
.
模糊
数学与工程数学
.
哈尔滨船舶工程学院出版
社，
1988
】
渐半正态模糊分布：
1
x
a
(
x
)
k
(
x
a
)
2
(
k
0)
x
a
e
通过计算分别
求得上述七项评价指标的模糊分布计算式为：
1
x
700
(
k
1
1.171
< br>
10
6
)
co
2
:
1
(
x
)
k
(
x
700)
2
1
x
700
e
1 x
7
(<
/p>
k
1
0.01
2
10)
co
:
2
(
x
)
k
(
x
7)
2
2
x
7
e
1 x
105
(
k
3
5.203
10
5
)
粉尘：
3
(
x
)
< br>k
(
x
105)
2
3
x
105
< br>
e
1 x
70
(
k
4
1.1
71
10
4
)
甲醛：
4
(
x
)<
/p>
k
(
x
70)
2
4
x
70
< br>
e
1 x
a
(<
/p>
k
1
1.17
1
10
6
)
氡：
<
/p>
5
(
x
)
k
(
x
a
)
2
5
x
a
e
值得说
明的是，上述表达式的
a
、
k
的值按下述思路确定的：以隶属度
(
x
)
0.9
的
x
作为负荷标准要求的指标值。由于这几项指
标标准都只有上界，
所以可以认为表
1
中的值
（设为
s
）
的隶属度为
0.9
；
而
a
是
(
x
)
1
和
(
x
)
1
的
分解
点，
根据文献
【王凡编著
.
模糊数学与工程数学
.
哈尔滨船舶工程学院出版社
，
1988
】中的隶属函数图像，认为将
a
定为
s
值的
70
％是较为合理的。
2.2
模糊评价方法总述
设评判对象集
X
(
x
1
,
x
2
,
x
3
x
m
)
< br>其中
x
i
(
i
1~
m
)
表示有
m
个不同的场所。
根
据
事
物
的
性
质
，
< br>选
定
几
种
指
标
作
为
评
判
标
准
，
即
评
判
因
素
集
合
U
(
u
1
< br>,
u
2
,
u
3
u
n
)
，其中
u
j
(
j
1~<
/p>
n
)
表示
n
个评判指标。对各场所的室内空气
测定后有表
2
所示的数值。在表中，
x
i
u
j
(
i
1~
m
,
j
1~
n
)
表示对第
i
个场所的
第
j
个指标的测量值。
根据所给定的隶属函数求出单因素评判结果，
可得
X
U
的模糊关系矩阵
R
:
X
U
0,1
，用
r
ij
表示对
象
x
i
对因素
u
j
的评价结果，则有
评判矩阵
R
0