胡起靖

(蘇州圖書館，江蘇 蘇州 215002)

隨著我國房地產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑和室內(nèi)裝修材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。建筑材料與裝飾材料造成的室內(nèi)環(huán)境污染卻日益嚴(yán)峻，我國新裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量現(xiàn)狀不容樂觀。為提高我國建筑室內(nèi)裝飾裝修質(zhì)量，提升建筑室內(nèi)空氣質(zhì)量，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部于2018年9月發(fā)布《住宅建筑室內(nèi)裝修污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T 436-2018)，自2019年1月1日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)將室內(nèi)空氣質(zhì)量通過分級控制的方式，分情況確定裝飾裝修工程的空氣質(zhì)量要求，滿足不同定位的項(xiàng)目要求，以保障用戶對室內(nèi)環(huán)境的健康需求。標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施彌補(bǔ)了我國現(xiàn)行室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不足，強(qiáng)化了對住宅裝修工程室內(nèi)空氣質(zhì)量的技術(shù)規(guī)范管理，為裝修住宅室內(nèi)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評估和控制提供了科學(xué)依據(jù)。

目前針對裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合評價(jià)的方法主要為綜合指數(shù)法[1-2]。綜合指數(shù)法兼顧了污染物平均水平和最大水平，但是當(dāng)污染物水平波動(dòng)較大時(shí)不能正確評價(jià)室內(nèi)空氣質(zhì)量狀況[3]。評價(jià)依據(jù)多以GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。以上標(biāo)準(zhǔn)雖然明確了室內(nèi)空氣污染物標(biāo)準(zhǔn)濃度限值，但未將住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量劃分等級，不能反映用戶住宅健康需求和裝飾裝修工程不同定位要求。

屬性識別理論模型基于屬性集理論和屬性測度的概念，在屬性測度空間和有序分割類概念的基礎(chǔ)上，評價(jià)過程采用屬性識別準(zhǔn)則和置信度準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)對評價(jià)對象屬性識別綜合評價(jià)模型的建立[4-5]。該模型能充分利用有序分割概念，更細(xì)微地將屬于同一級別的評價(jià)指標(biāo)因子進(jìn)行比較，從而能更好地對事物進(jìn)行有效識別和比較分析[6]，相較于綜合指數(shù)法具有明顯優(yōu)勢[7]，目前已在建筑工程[8]、企業(yè)績效評價(jià)[9]、水土保持[10]、教育研究[11]等領(lǐng)域的評價(jià)、分析、決策中得到了廣泛應(yīng)用。

本研究以JGJ/T 436-2018《住宅建筑室內(nèi)裝修污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，采用屬性識別模型，旨在為裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量尋求一個(gè)客觀合理，而且更加科學(xué)有效、功能優(yōu)越的綜合評價(jià)和研究分析方法。

1 模型基本理論與計(jì)算方法

1.1 建立分類標(biāo)準(zhǔn)矩陣

設(shè)評價(jià)對象空間X有n個(gè)評價(jià)對象，每個(gè)評價(jià)對象有m個(gè)評價(jià)指標(biāo){I1,I2…Im}，每個(gè)評價(jià)指標(biāo)有k個(gè)評價(jià)等級{C1,C2…Ck}，對于每個(gè)評價(jià)指標(biāo)Ij有相應(yīng)的評價(jià)等級分類標(biāo)準(zhǔn){aj1,aj2…ajk}，則評價(jià)對象空間X的分類標(biāo)準(zhǔn)矩陣為：

C1LCk

式中ajk滿足aj1aj2…>ajk。

1.2 確定權(quán)重

采用超標(biāo)倍數(shù)法，根據(jù)污染物的污染小權(quán)重則小和污染大權(quán)重則大的原則，來確定權(quán)重。計(jì)算公式為:

(1)

式中，cj—評價(jià)因子的監(jiān)測值；sj—評價(jià)因子各濃度標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)平均值；Wj—評價(jià)因子的歸一化權(quán)重值。

1.3 確定樣本屬性測度

計(jì)算第i個(gè)評價(jià)對象第j個(gè)指標(biāo)值xij屬于ct類(1≤t≤k)的屬性測度為uijt。設(shè)aj1

當(dāng)xij≤aj1時(shí)，取uij1=1，uij2=…uijk=0

當(dāng)xij≥ajk時(shí)，取uijk=1,uij1=…uijk-1=0

tl+1。

1.4 綜合屬性測度

由單指標(biāo)屬性測度和指標(biāo)權(quán)重可以得到綜合屬性測度uit:

(2)

式中，wij—第i個(gè)評價(jià)對象第j個(gè)評價(jià)指標(biāo)的歸一化權(quán)重；1≤i≤n,1≤t≤k。

1.5 對象的識別與排序

采用置信度識別準(zhǔn)則。設(shè)置信度λ(0.5≤λ≤1，一般取0.6～0.7)，用下式進(jìn)行計(jì)算：

(3)

如果ti≥λ，則認(rèn)為xi屬于ct級別。

按照評價(jià)準(zhǔn)則進(jìn)行評分，對評價(jià)對象進(jìn)行比較分析，用下式進(jìn)行計(jì)算：

(4)

式中，qxi—第i個(gè)評價(jià)對象的評價(jià)分?jǐn)?shù)；ni=k+1-i，依次取k～1之間遞減的正整數(shù)。

2 模型應(yīng)用

2.1 對裝修住宅不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價(jià)

2.1.1 評價(jià)因子與標(biāo)準(zhǔn)

以中國測試技術(shù)研究院對成都市不同季節(jié)新裝修住宅室內(nèi)污染物檢測結(jié)果為實(shí)例應(yīng)用對象，該項(xiàng)目檢測了200戶不同裝修時(shí)間的商品住宅用戶，檢測因子為甲醛、苯、TVOC，取平均值反映不同季節(jié)與污染物濃度關(guān)系。數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同季節(jié)污染物檢測結(jié)果[12] 單位：mg/m3

以《住宅建筑室內(nèi)裝修污染控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ/T436-2018)為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以甲醛、苯、TVOC為評價(jià)指標(biāo)，建立室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)分組標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。

表2 室內(nèi)空氣質(zhì)量分組評價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 單位：mg/m3

2.1.2 評價(jià)單指標(biāo)屬性測度

根據(jù)1.3，代入表1不同季節(jié)污染物檢測結(jié)果和表2室內(nèi)空氣質(zhì)量分組評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可計(jì)算得到不同季節(jié)相關(guān)污染物單指標(biāo)屬性測度，結(jié)果如表3所示。以春季苯污染物為例，其濃度值0.06介于二級標(biāo)準(zhǔn)值0.05和三級標(biāo)準(zhǔn)值0.09之間，隸屬于一級的屬性測度為0，隸屬于二級的屬性測度為：(0.09-0.06)/(0.09-0.05)=0.75，隸屬于三級的屬性測度為：(0.06-0.05)/(0.09-0.05)=0.25。

表3 相關(guān)污染物單指標(biāo)屬性測度

2.1.3 權(quán)重值

根據(jù)式(1)，代入表數(shù)據(jù)，可計(jì)算得到各季節(jié)相關(guān)污染物標(biāo)的單指標(biāo)權(quán)重，結(jié)果如表4所示。以春季為例，其苯污染物的單指標(biāo)權(quán)重計(jì)算為：(0.06÷0.063)/(0.08÷0.06+0.06÷0.063+1.55÷0.388)=0.152，相應(yīng)地求得其他污染物單指標(biāo)權(quán)重。

表4 污染物單指標(biāo)權(quán)重

2.1.4 綜合屬性測度

根據(jù)各季節(jié)相關(guān)污染物標(biāo)的單指標(biāo)權(quán)重，結(jié)合式(2)，可計(jì)算得到各季節(jié)評價(jià)對象屬性測度，結(jié)果如表5所示。以春季為例，其一級屬性測度的計(jì)算為：0×0.212+0×0.152+0×0.636=0；二級屬性測度的計(jì)算為：0×0.212+0.75×0.152+0×0.636=0.114；三級屬性測度的計(jì)算為：1×0.212+0.25×0.152+0×0.636=0.250；不達(dá)標(biāo)屬性測度的計(jì)算為：0×0.212+0×0.152+1×0.636=0.636。

表5 不同季節(jié)評價(jià)綜合屬性測度

設(shè)置信度λ=0.7，由(3)式判斷各季節(jié)裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合評價(jià)級別。以春季為例：當(dāng)t=4時(shí)，0+0.114+0.2+0.636>0.7。因此，判定春季的裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量為不達(dá)標(biāo)。同理，求得其他年份環(huán)境空氣質(zhì)量的評級。可知成都市裝修住宅室內(nèi)空氣只有在冬季達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)，在其他三個(gè)季節(jié)均為不達(dá)標(biāo)。

按式(4)可計(jì)算得到不同季節(jié)的裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量得分，分?jǐn)?shù)越大，說明空氣質(zhì)量越好。以春季為例，得分計(jì)算為：4×0+3×0.114+2×0.25+1×0.636=1.478。同理，可求得其他季節(jié)裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量得分，結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量具有明顯的季節(jié)性，裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量的變化趨勢與氣候氣溫成反向相關(guān)關(guān)系。不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量按優(yōu)劣排序?yàn)椋憾?春季>秋季>夏季。冬季由于氣候氣溫較低，裝飾裝修材料中的污染物釋放較慢，室內(nèi)空氣質(zhì)量明顯要優(yōu)于其他時(shí)期；夏季氣候氣溫最高，相應(yīng)地裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量最差，但是和春季、秋季整體差異不是很大。這和裝修材料污染物釋放速度與溫度存在相關(guān)性有關(guān)[13]。

圖1 不同季節(jié)裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量變化趨勢

在文獻(xiàn)[12]的相關(guān)研究內(nèi)容中，有關(guān)分析結(jié)果根據(jù)污染物超標(biāo)現(xiàn)象，表明夏、秋季節(jié)的污染物超標(biāo)率要明顯高于冬、春季節(jié)。與文獻(xiàn)[12]采用污染物超標(biāo)率基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析的研究方法相比，本研究基于污染物檢測結(jié)果，采用的模型分析方法能夠以量化形式反映出不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣程度和先后排序，并且能結(jié)合時(shí)間要素，形成變化趨勢，反映出裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量變化和季節(jié)氣候要素之間存在的內(nèi)在規(guī)律。本研究得出的研究成果可以作為文獻(xiàn)[12]相關(guān)研究內(nèi)容的補(bǔ)充和延伸，同時(shí)為研究裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量變化的季節(jié)性提供一種新的研究分析方法。

2.2 對裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價(jià)

以上海市一戶精裝修住宅室內(nèi)污染物檢測的結(jié)果為實(shí)例應(yīng)用對象。該住宅部位包括大廳、主臥和兩個(gè)次臥，檢測項(xiàng)目為甲醛、苯、TVOC，檢測數(shù)據(jù)具有一定代表性，檢測結(jié)果見表6。

表6 裝修住宅不同部位污染物檢測結(jié)果[14] 單位：mg/m3

該裝修住宅不同部位綜合屬性測度計(jì)算結(jié)果如表7所示。

表7 裝修住宅不同部位綜合屬性測度

設(shè)置信度λ=0.7，按(4)式對該住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量綜合評價(jià)級別進(jìn)行判斷。可知該精裝修住宅室內(nèi)空氣只有大廳達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)，其他部位均為不達(dá)標(biāo)。按式(5)計(jì)算裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量得分，計(jì)算結(jié)果如圖2所示。

圖2 裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量柱形圖

由圖2可知，該精裝修住宅大廳的室內(nèi)空氣質(zhì)量要明顯優(yōu)于其他部位。不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量按優(yōu)劣排序?yàn)椋捍髲d>主臥室>次臥室1>次臥室2。這主要是由于住宅的不同部位使用功能不同，因此在裝飾裝修材料使用、家具配置等方面有所區(qū)別，此外也與房間空間大小、空間布局、自然通風(fēng)條件等密切相關(guān)。

與文獻(xiàn)[14]采用單項(xiàng)指標(biāo)分析法進(jìn)行超標(biāo)污染物分析相比，本研究采用的模型研究方法能對裝修住宅不同部位的室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行多因子綜合評價(jià)，能夠以量化形式反映出裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣程度，并反映出裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量跟使用功能的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。本研究為裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量的使用功能關(guān)聯(lián)性研究提供了新的研究分析方法。

2.3 評價(jià)結(jié)果驗(yàn)證比較

采用單項(xiàng)指標(biāo)分析法和文獻(xiàn)[1]中的綜合指數(shù)法，對本文2.1部分“裝修住宅不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量”和2.2部分“裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量”進(jìn)行評價(jià)結(jié)果驗(yàn)證，其結(jié)果如表8和表9所示。其中綜合指數(shù)法模型為：

式中，I為空氣質(zhì)量指數(shù)，Ci為第i種污染物濃度，Si為第i種污染物評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值，n為污染物個(gè)數(shù)。

由表8和表9可知，三種評價(jià)方法針對不同評價(jià)對象的等級評價(jià)結(jié)果完全一致，印證了屬性識別模型評價(jià)結(jié)果的正確性。相比之下，單指標(biāo)分析法僅考慮評價(jià)對象中單個(gè)指標(biāo)的污染程度，不能充分反映評價(jià)對象的綜合環(huán)境質(zhì)量狀況，不能實(shí)現(xiàn)評價(jià)對象優(yōu)劣程度的排序。

表8 裝修住宅不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)結(jié)果比較

表9 裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)結(jié)果比較

綜合污染指數(shù)和屬性識別模型在評價(jià)對象優(yōu)劣程度的排序上不完全一致，這是由于綜合污染指數(shù)的計(jì)算模型僅考慮了污染物平均水平和最大水平，但是未能充分利用各個(gè)污染物之間污染物水平差異的信息，因此在反映綜合污染效應(yīng)上與屬性識別模型存在差別。以表8裝修住宅不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)結(jié)果為例，綜合污染指數(shù)評價(jià)的結(jié)果為夏季優(yōu)于春季時(shí)期，屬性識別模型評價(jià)的結(jié)果為春季時(shí)期優(yōu)于夏季時(shí)期。根據(jù)裝修材料污染物釋放速度與溫度相關(guān)性的有關(guān)研究成果，由于夏季氣溫更高，裝修材料污染物釋放速度更快，夏季時(shí)期裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量應(yīng)當(dāng)劣于春季時(shí)期，因此屬性識別模型的評價(jià)結(jié)果更為客觀合理。

綜上，屬性識別模型能夠綜合利用評價(jià)對象不同評價(jià)指標(biāo)的屬性測度，信息利用度更高，能夠反映污染物的累積影響和綜合污染效應(yīng)；能夠?qū)Σ煌脑u價(jià)對象進(jìn)行綜合評價(jià)和優(yōu)劣排序，以數(shù)字量化的形式直觀反映出不同評價(jià)對象綜合質(zhì)量的差異程度，因此在裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)中具有更好的優(yōu)越性。

3 結(jié)論

(1)屬性識別模型可以科學(xué)合理地對裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行綜合評價(jià)。通過對室內(nèi)空氣評價(jià)因子評價(jià)等級屬性測度進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)結(jié)合各評價(jià)因子污染濃度差異對室內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量的影響，進(jìn)行綜合屬性測度計(jì)算，信息利用度高，能夠反映污染物的累積影響和綜合污染效應(yīng)，評價(jià)結(jié)果經(jīng)驗(yàn)證符合客觀實(shí)際情況。在此基礎(chǔ)上，通過評分準(zhǔn)則能夠?qū)Σ煌脑u價(jià)對象進(jìn)行綜合評分和優(yōu)劣排序，以評分的形式直觀地反映出不同評價(jià)對象綜合質(zhì)量的差異程度，顯示出該模型在應(yīng)用中所具有的功能優(yōu)越性。

(2)該模型研究方法能夠以量化形式反映出不同評價(jià)對象室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣程度。能結(jié)合時(shí)間要素，形成變化趨勢，反映出裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量變化和季節(jié)氣候要素間存在的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和規(guī)律；能夠反映出裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量跟使用功能的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。為裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量研究提供了新的研究思路和分析方法。

(3)通過對新裝修住宅不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價(jià)，結(jié)果顯示裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量具有明顯的季節(jié)性，裝修住宅室內(nèi)空氣質(zhì)量的變化趨勢與氣候氣溫成反向相關(guān)關(guān)系。不同季節(jié)室內(nèi)空氣質(zhì)量按優(yōu)劣排序?yàn)椋憾?春季>秋季>夏季。冬季室內(nèi)空氣質(zhì)量明顯要優(yōu)于其他時(shí)期，能達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)；夏季和春季、秋季整體差異不是很大，均為不達(dá)標(biāo)。

(4)通過對精裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量的評價(jià)，結(jié)果顯示裝修住宅不同部位室內(nèi)空氣質(zhì)量跟使用功能有高關(guān)聯(lián)性。精裝修住宅大廳的室內(nèi)空氣質(zhì)量要明顯優(yōu)于其他部位，不同使用功能部位室內(nèi)空氣質(zhì)量按優(yōu)劣排序?yàn)椋捍髲d>主臥室>次臥室，其中大廳能達(dá)到三級標(biāo)準(zhǔn)，其他部位均為不達(dá)標(biāo)。