李陽 于文艷 任守紅

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院

高校圖書館是在校師生自習(xí),借閱圖書和瀏覽書籍的重要公共場所。圖書館室內(nèi)藏書量大，且室內(nèi)人員密度大、流動性大、滯留時間長，使圖書館室內(nèi)存在溫度不適、空氣異味、室內(nèi)人員呼吸困難等問題，這些問題不單直接影響圖書館內(nèi)師生工作學(xué)習(xí)效率，更與室內(nèi)師生身體健康密切相關(guān)。因此調(diào)查分析高校圖書館建筑的室內(nèi)空氣品質(zhì)以營造健康舒適的閱覽空間十分重要。

1 實驗部分

1.1 測試對象

測試對象為呼和浩特市某高校圖書館401，402 和403 三個閱覽室，其平面布局如圖1 所示。401 閱覽室室內(nèi)面積471.68 m2，擺放24 列圖書架，140 個座位.402 閱覽室室內(nèi)面積278.64 m2，靠墻擺放報刊架，有160 個座位.403 閱覽室室內(nèi)面積119.36 m2，靠墻擺放報刊架，有72 個座位。

圖1 圖書館平面布置圖

1.2 測試時間與測試儀器

測試時間為2018 年6 月～2018 年7 月，每月進行連續(xù)一周的現(xiàn)場測試，每天8:00-20:00 每隔15 min記錄1 次測試數(shù)據(jù)。測試參數(shù)溫度、相對濕度、CO2濃度、TVOC 濃度。RR002B 型溫濕度記錄儀，工作溫度-25～55 ℃，準(zhǔn)確度±0.3 ℃，工作濕度15%～85%，準(zhǔn)確度5%。Telaire7001 型二氧化碳/溫度檢測儀。CO2測量范圍：0～10000 ppm，靈敏度：1ppm，準(zhǔn)確度：50ppm 或5%，英國CASELL AVOC Pro 總揮發(fā)性有機物檢測儀。量程為0.1～2000 ppm，精度：±10%或±2 ppm。

1.3 測點布置

根據(jù)GB/T 18204.1-2013《公共場所衛(wèi)生檢驗方法第1 部分：物理因素》中的相關(guān)要求布置測點[1]。測點布置如圖2 所示，401 閱覽室布置5 個測點，402 閱覽室布置5 個測點，403 閱覽室布置2 個測點，測點距地面高度1.2 m。

圖2 閱覽室空間測點布置

2 結(jié)果和分析

2.1 室內(nèi)空氣溫度

室內(nèi)空氣溫度直接影響人的冷熱感，是表征室內(nèi)熱環(huán)境的重要參數(shù)。圖3 和圖4 為夏季圖書館建筑401，402 和403 三個閱覽室的室內(nèi)、外溫度逐時變化曲線?？煞治龀觯?/p>

1） 最熱月為7 月，7 月室外氣溫波動范圍為22.3～26.9 ℃，室外日平均溫度為25.1 ℃。

2）403 閱覽室室內(nèi)空氣溫度最高，402 閱覽室室內(nèi)空氣溫度居中，401 閱覽室室內(nèi)空氣溫度最低。其原因在于：401 閱覽室南北向開窗，403 閱覽室東西向開窗，401 閱覽室的自然通風(fēng)條件比403 閱覽室好，因此，401 閱覽室的室內(nèi)空氣溫度低于403 閱覽室?？梢?，通風(fēng)狀況對室內(nèi)熱環(huán)境的影響不容忽視。

3）隨著室外空氣溫度的升高，各閱覽室室內(nèi)空氣溫度的波動幅度逐漸減小，室內(nèi)溫度的主要影響因素為室外溫度。

4）各閱覽室室內(nèi)空氣溫度逐時變化曲線和室外空氣溫度逐時變化曲線都呈先上升后下降的變化趨勢。由于建筑圍護結(jié)構(gòu)熱惰性，各閱覽室室內(nèi)溫度相對于室外溫度都存在明顯的延遲，夏季，14:40 室外溫度最高，各閱覽室室內(nèi)空氣溫度在15:00 左右達到最高。但由于室內(nèi)人體散熱，閱覽室得熱不斷增加，導(dǎo)致閱覽室的室內(nèi)溫度明顯高于室外溫度。

5）圖書館建筑室內(nèi)空氣溫度波動范圍為25.2～30.1 ℃，室內(nèi)空氣溫度偏高，不符合GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》舒適性空調(diào)夏季Ⅱ級熱舒適度26～28 ℃和GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的夏季空調(diào)室內(nèi)空氣溫度為22～28 ℃的要求[2-3]。而且，溫度高于28 ℃的持續(xù)時間長（4 h 20 min～7 h 20 min）調(diào)查問卷也顯示絕大多數(shù)人感覺圖書館閱覽室下午熱。

圖3 6 月份室內(nèi)、外溫度逐時變化曲線

圖4 7 月份室內(nèi)、外溫度逐時變化曲線

2.2 室內(nèi)相對濕度

圖5 和圖6 為夏季圖書館建筑401，402 和403 三個閱覽室的室內(nèi)、外相對濕度逐時變化曲線?？梢苑治龀觯?/p>

1）三個閱覽室室內(nèi)相對濕度都處在GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的夏季空調(diào)室內(nèi)相對濕度為40%～80%的范圍內(nèi)，同時符合GB 50736-2012《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》舒適性空調(diào)夏季Ⅱ級熱舒適度室內(nèi)設(shè)計相對濕度≤70%的要求。

2）三個閱覽室室內(nèi)相對濕度整體呈下降并略有回升的變化趨勢，基本和室外相對濕度的變化一致。室內(nèi)、外相對濕度8:00 最高，17:00 最低。室外相對濕度波動范圍為27%～79%，室內(nèi)相對濕度波動范圍為40%～65%。可見，室內(nèi)相對濕度主要受到室外相對濕度的影響。夏季呼和浩特市高校圖書館建筑室內(nèi)相對濕度可以達到舒適性空調(diào)夏季Ⅱ級熱舒適度要求。

圖5 6 月各閱覽室相對濕度逐時變化曲線

圖6 7 月各閱覽室相對濕度逐時變化曲線

2.3 室內(nèi)CO2

圖7 和圖8 為夏季圖書館建筑401，402 和403 三個閱覽室的室內(nèi)CO2濃度逐時變化曲線?？煞治龀觯?/p>

1）室內(nèi)CO2濃度最低月為7 月，其原因是：6 月各閱覽室采取自然通風(fēng)措施，7 月各閱覽室采取機械通風(fēng)加自然通風(fēng)措施，使室內(nèi)CO2濃度維持較低濃度。

2）402 閱覽室室內(nèi)CO2濃度最高。其原因在于：圖書館室內(nèi)CO2的主要來源為室內(nèi)人員的呼吸，402 閱覽室是室內(nèi)人員密集，人員數(shù)量最多的閱覽室。

3）夏季各閱覽室內(nèi)CO2濃度整體呈上升趨勢但在11:30-14:30、17:00-19:00 有小幅度下降。其原因在于：室內(nèi)CO2濃度與室內(nèi)人員的活動規(guī)律有關(guān)，隨著室內(nèi)人員的數(shù)量減少而降低。

4）在6 月份室內(nèi)CO2濃度偏高，不符合GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的CO2濃度上限值0.10%的要求。

圖7 6 月各閱覽室CO2 逐時變化曲線

圖8 7 月各閱覽室CO2 逐時變化曲線

2.4 室內(nèi)TVOC

圖9 和圖10 為夏季圖書館建筑401，402 和403三個閱覽室的室內(nèi)TVOC 濃度逐時變化曲線?？梢苑治龀觯?/p>

1）室內(nèi)TVOC 濃度最低月為7 月，其原因在于：六月各閱覽室采取自然通風(fēng)措施，7 月各閱覽室采取機械通風(fēng)加自然通風(fēng)措施使室內(nèi)TVOC 濃度維持較低濃度。

2）403 閱覽室室內(nèi)TVOC 濃度最低。其原因在于：TVOC 濃度主要由無機材料、人造板、涂料、粘合劑、吸聲和隔聲材料等散發(fā)出來[4-5]，403 閱覽室內(nèi)放置的桌椅書架數(shù)量較其它閱覽相比較少，則403 閱覽室內(nèi)TVOC 濃度最低。

3）在夏季室內(nèi)TVOC 濃度符合GB/T 18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的TVOC 濃度上限值0.6 mg/m3的要求。

圖10 7 月各閱覽室TVOC 逐時變化曲線

3 綜合指數(shù)法評價圖書館室內(nèi)空氣品質(zhì)

算術(shù)疊加指數(shù)P：

算數(shù)平均指數(shù)Q：

空氣質(zhì)量綜合指數(shù)I：

式中：Ci為某種室內(nèi)空氣污染物的實測濃度的均值，ppm/mg/m3；Si為某種室內(nèi)空氣污染物的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度上限值，ppm/mg/m3；Ci/Si為室內(nèi)污染物的分指數(shù)。

表1 為室內(nèi)空氣質(zhì)量等級判斷標(biāo)準(zhǔn)，表2 為圖書館各房間室內(nèi)客觀參數(shù)值，表3 為根據(jù)式（1）～（3）計算得到的圖書館春夏季各房間綜合指數(shù)。

表1 室內(nèi)空氣質(zhì)量等級判斷標(biāo)準(zhǔn)

表2 圖書館各房間室內(nèi)客觀參數(shù)值

表3 圖書館春夏季各房間綜合指數(shù)

室內(nèi)空氣品質(zhì)由優(yōu)到劣的排列順序為：403 房間、402 房間、401 房間。各房間均處于未污染狀態(tài)。

4 結(jié)論

本文通過對夏季呼和浩特某高校圖書館建筑閱覽室室內(nèi)空氣品質(zhì)進行現(xiàn)場測試。結(jié)果表明：夏季自然通風(fēng)條件下，圖書館室內(nèi)相對濕度符合要求，室內(nèi)空氣溫度偏高且持續(xù)時間長，夏季自然通風(fēng)條件下，降低室內(nèi)空氣溫度是改善圖書館室內(nèi)熱濕環(huán)境的重點。且僅采取自然通風(fēng)措施不能使室內(nèi)CO2含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)。各房間均處于未污染狀態(tài)，針對圖書館建筑室內(nèi)空氣品質(zhì)現(xiàn)狀，提出以下建議：

控制室內(nèi)溫度：

1）通風(fēng)：夏季室內(nèi)溫度高于28 ℃時，開啟風(fēng)扇降低室內(nèi)溫度，改善室內(nèi)熱環(huán)境。

2）遮陽：在室內(nèi)設(shè)置活動百葉遮陽，在保證室內(nèi)照度，不提高照明能耗情況下，減少透光外圍護結(jié)構(gòu)太陽輻射得熱，改善室內(nèi)熱環(huán)境。

3）綠化：圖書館周圍綠化區(qū)域種植冠大蔭濃的喬木，增大遮蔭面積，利用樹木對太陽輻射的減弱作用改善圖書館室外微氣候。

控制室內(nèi)CO2濃度：

1）高校圖書館內(nèi)CO2主要來源于室內(nèi)人員的呼吸，適當(dāng)減少圖書館閱覽室室內(nèi)座位數(shù)，以降低室內(nèi)人員密度，有利于降低室內(nèi)CO2濃度。

2）室外CO2濃度波動范圍為300～500 ppm，高校圖書館室內(nèi)CO2濃度是室外CO2濃度的2～4 倍，采取通風(fēng)措施可起到稀釋室內(nèi)CO2濃度的作用，可有效降低室內(nèi)CO2濃度。

3）圖書館室內(nèi)放置盆栽，植物在進行光合作用的過程中，可降低各閱覽室室內(nèi)超標(biāo)的CO2濃度，提高室內(nèi)O2濃度。