李峰 呂永安

(西安建筑科技大學(xué)體育學(xué)院 陜西西安 710055)

作為大空間建筑的一種形式，現(xiàn)代體育館的布局和功能由單項(xiàng)向綜合性、相對(duì)集中的建筑群體發(fā)展，由單一功能轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合功能，因此場館內(nèi)的環(huán)境很大程度上會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員的健康狀況，尤其是在運(yùn)動(dòng)應(yīng)激狀態(tài)下，當(dāng)館內(nèi)空氣中污染物的含量超過了人體所能適應(yīng)或正常的生理范圍后，就會(huì)引起感覺不適，生理生化功能障礙[1]。隨著人們對(duì)綠色體育的追求，體育場館理念的革新也體現(xiàn)了綠色、健康的特點(diǎn)。體育場館的室內(nèi)環(huán)境問題來源和傳統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境污染問題有些類似，但也有其獨(dú)特的特點(diǎn)。如何針對(duì)這種污染的特殊性提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施是保證館內(nèi)空氣質(zhì)量的關(guān)鍵，因此，該文對(duì)各種污染然來源及解決的方法做一綜述，為體育場館內(nèi)空氣污染的治理提供一定的理論依據(jù)。

1 體育場館內(nèi)微環(huán)境的組成要素及其標(biāo)準(zhǔn)

體育場館微環(huán)境是從空間的尺度來定義，具體表現(xiàn)為體育館內(nèi)物理環(huán)境（聲、光、電、磁等）、器械（運(yùn)動(dòng)設(shè)備）、陳設(shè)（館內(nèi)裝修）等為主的環(huán)境；從環(huán)境與健康領(lǐng)域來說，是指體育館與館內(nèi)人員所形成的人—物環(huán)境，包括室內(nèi)微環(huán)境與體內(nèi)微環(huán)境[2]。通常認(rèn)為館內(nèi)微環(huán)境生態(tài)平衡應(yīng)包含溫度環(huán)境、濕度環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境和室內(nèi)空氣品質(zhì)環(huán)境[3]。而體育場館內(nèi)空氣品質(zhì)可以用“五度”概況，即溫度、濕度、清潔度、照度、新鮮度。

1.1 體育場館溫、濕度的特點(diǎn)

作為反映人舒適度的重要參數(shù)，溫度和濕度是影響人體熱感覺、熱舒適的最主要的兩個(gè)因素。我國《體育館衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB9668—1996規(guī)定了相對(duì)濕度為40%～80%，規(guī)定了冬季采暖地區(qū)的溫度應(yīng)大于等于16℃，我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB18883—2002則規(guī)定了夏季室內(nèi)溫度應(yīng)為22℃～28℃。大型體育場館可以通過現(xiàn)代空調(diào)技術(shù)滿足館內(nèi)人員對(duì)舒適度的要求，可是采用集中式中央空調(diào)時(shí)，如何節(jié)能是綠色體育場館面臨的重要挑戰(zhàn)。運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的不同也要求體育場館環(huán)境要隨之調(diào)節(jié)，人們對(duì)比賽和觀賽的舒適度要求越來越高，如何在保證引入一定新風(fēng)量以滿足人們舒適性要求的前提下達(dá)到節(jié)能減排的目的，是未來綠色、智慧體育館發(fā)展的方向。例如，室內(nèi)游泳池，為了保證運(yùn)動(dòng)員比賽的舒適性，館內(nèi)空氣溫度、風(fēng)速和相對(duì)濕度都必須保證在一定的數(shù)值范圍。如果空氣溫度過低，運(yùn)動(dòng)員從水中出來便會(huì)發(fā)生顫抖；通風(fēng)方面，因游泳池的池水不斷蒸發(fā)，館內(nèi)余濕量較大，需要及時(shí)采取通風(fēng)措施，尤其是在冬季，余濕量會(huì)散發(fā)到空氣中形成水霧，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面結(jié)露。再比如，當(dāng)進(jìn)行冰球賽時(shí)，也必須采用通風(fēng)和空調(diào)的方法解決冰面起霧和圍護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)露的問題[4]。因此，研究體育館內(nèi)溫濕度的合理控制，對(duì)建設(shè)綠色、智慧體育館這樣的高大空間具有重大的意義[5]。

1.2 體育場館內(nèi)空氣的清潔度

物理污染、化學(xué)污染、生物污染、放射性污染源是四大空氣污染類型，同時(shí)也是體育場館內(nèi)環(huán)境污染的主要來源。我國《體育館衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB9668—1996規(guī)定了室內(nèi)空氣中的可吸入顆粒物（PM10）應(yīng)≤0.25mg/m3；細(xì)菌總數(shù)（撞擊法）應(yīng)≤4000cfu/m3；甲醛應(yīng)≤0.12mg/m3；二氧化碳應(yīng)≤0.15%。另外，我國《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB188832002還規(guī)定與引入了新風(fēng)有關(guān)的二氧化硫、二氧化氮、臭氧及氨、苯系物、TVOC等污染物的允許濃度。2006年，我國衛(wèi)生部印發(fā)的《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》針對(duì)于集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)出風(fēng)口的細(xì)菌總數(shù)與真菌總數(shù)都做出了規(guī)定，其數(shù)值不能大于500cfu/m3，PM10應(yīng)≤0.15mg/m3。生物污染因子在室內(nèi)空氣中積聚的濃度越高，人體被傳染上相關(guān)疾病的危險(xiǎn)性就越大[6]。

1.3 體育館內(nèi)的照度

由于體育館多為封閉型建筑，因此館內(nèi)的采光問題對(duì)比賽和訓(xùn)練來說就顯得非常重要。體育館內(nèi)照度要求為1lux，比賽時(shí)觀眾席的照度要求大于5lux。體育中心建筑外部空間比較開敞，隨著四季變換，陽光的不同角度照射，可以產(chǎn)生不同的光感，使建筑群體外部空間更顯層次感，視覺效果更佳。當(dāng)前體育館的設(shè)計(jì)建造技術(shù)可以滿足白天和夜晚的比賽照明需求，但是長期處于人工光線環(huán)境中人也會(huì)因此產(chǎn)生心理和身體上的不適感。因此，在體育館的設(shè)計(jì)中應(yīng)多使用便于自然采光的屋頂或側(cè)高窗設(shè)計(jì)，盡量減少人工照明時(shí)間，多采用自然光線。針對(duì)于特定的比賽項(xiàng)目，為了避免眩光、強(qiáng)光直射現(xiàn)象對(duì)比賽造成破壞，從而影響運(yùn)動(dòng)員正常水平的發(fā)揮，需要對(duì)光線進(jìn)行特殊處理。

1.4 體育場館內(nèi)空氣的新鮮度

空氣的新鮮度是空氣品質(zhì)的另一個(gè)重要指標(biāo)[7]，隨著體育科學(xué)的發(fā)展、人們健康意識(shí)的提高、科技的進(jìn)步、運(yùn)動(dòng)員和觀眾對(duì)比賽時(shí)體育場館內(nèi)環(huán)境的追求，綠色、智慧體育場館的理念深入人心，其目的也是實(shí)現(xiàn)與促進(jìn)人、建筑和自然三者之間高度的和諧統(tǒng)一。對(duì)于體育館內(nèi)人員來說，無論是運(yùn)動(dòng)員還是觀眾，總是希望通過引入新風(fēng)，達(dá)到一定的舒適度，而從功效上來說，引入新風(fēng)的主要目的是通過稀釋館內(nèi)空氣污染物，使館內(nèi)空氣中的氧氣與二氧化碳的比例盡可能接近大氣中的自然狀態(tài)，從而保證室內(nèi)空氣新鮮度[8]。《體育館衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB9668—1996規(guī)定了觀眾席的新風(fēng)量應(yīng)每人≥20m3/h。研究證明，在人群密度大且相對(duì)封閉的室內(nèi)，二氧化碳的增加量和氧氣的減少量相比，前者對(duì)人體健康造成的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后者[9]。

2 體育館內(nèi)微環(huán)境污染的特征及其危害

與城市環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境等宏觀環(huán)境相比，體育館內(nèi)微環(huán)境有著獨(dú)特的特征：第一，影響因子多且變化多樣，主要體現(xiàn)在空氣品質(zhì)多變、熱濕環(huán)境變化大、氣流組織分布形式多樣、光環(huán)境不穩(wěn)定、噪聲來源廣、放射性物質(zhì)難測、微生物指標(biāo)多樣等多種因素；第二，場館多為封閉或半封閉狀態(tài)，與外界環(huán)境交換少，擴(kuò)散和稀釋能力差；第三，場館內(nèi)暴露人群變化大、人員承受能力差異大；第四，人體暴露時(shí)間長；第五，微環(huán)境的影響因子對(duì)健康損害機(jī)理復(fù)雜，閾值劑量尚不清楚。館內(nèi)環(huán)境中的絕大多數(shù)污染物都是借助于空氣傳播，可以引起各種刺激癥狀和過敏反應(yīng)，即建筑物綜合征(SBS)[10]、建筑物關(guān)聯(lián)癥(BRI)和多元物質(zhì)過敏癥(MCS)，通過人的呼吸和皮膚對(duì)人體造成危害[11]，因此，室內(nèi)空氣質(zhì)量毋庸置疑成了室內(nèi)環(huán)境問題的研究重點(diǎn)。

2.1 體育館內(nèi)物理污染及其危害

體育館內(nèi)物理性的污染主要包括噪音污染、光污染、熱污染、水污染等。噪音污染主要有體育館舉行比賽、文藝演出和車輛交通所產(chǎn)生的噪聲，極易造成頭暈、耳鳴和包括噪聲性耳聾在內(nèi)的聽覺疲勞、感音神經(jīng)性聽力減退，以及記憶力減退、注意力不集中、心悸、乏力、失眠等植物神經(jīng)功能紊亂和貧血等[12]。體育館內(nèi)熱污染主要是指室外熱空氣和室內(nèi)空調(diào)及人員活動(dòng)產(chǎn)生熱量的累積效應(yīng)超過了人體所能適應(yīng)的熱舒適范圍而對(duì)人體產(chǎn)生的不良效應(yīng)[13]。熱污染會(huì)對(duì)館內(nèi)人員的心理產(chǎn)生不利的影響，從而影響訓(xùn)練或比賽成績。體育館水污染主要是場館運(yùn)行過程中人員用水及器械運(yùn)營的消耗用水，如果處理不當(dāng)會(huì)造成循環(huán)水污染，從而造成病菌的滋生。

2.2 體育館內(nèi)化學(xué)污染及其危害

體育館內(nèi)空氣中各種化學(xué)物質(zhì)最為繁多，主要包括甲醛、苯系物、氨氣、總揮發(fā)性有機(jī)物、氡及其子體和懸浮顆粒物等，其污染及對(duì)健康的影響是當(dāng)前最為活躍的研究熱點(diǎn)[14]。各種化學(xué)物質(zhì)污染的來源主要是塑膠地板、聚氨酯跑道海綿墊，以及大量的觀眾、運(yùn)動(dòng)員、教練員所產(chǎn)生大量的二氧化碳、氨污染。可導(dǎo)致上呼吸道刺激癥狀、局部呼吸道黏膜免疫調(diào)節(jié)異常和吞噬、清除病毒、細(xì)菌等異物的功能下降，很容易誘發(fā)下呼吸道即氣管、支氣管及肺部的炎癥反應(yīng)和感染，累及整個(gè)呼吸系統(tǒng)。尤其是芳香烴類等兩種以上化學(xué)物質(zhì)蓄積時(shí)，可致中毒癥狀，不僅損傷局部黏膜，還可能出現(xiàn)耳鼻咽喉的異常表現(xiàn)，進(jìn)而影響全身。PM10和PM2.5對(duì)人類的危害非常嚴(yán)重，PM2.5微粒是非常小的顆粒，可以直接沉積在肺里。這些污染的特點(diǎn)是成分比較復(fù)雜，濃度不是特別高，但是作用時(shí)間比較長，對(duì)館內(nèi)人員的健康造成急性和慢性的損害。

2.3 體育館內(nèi)生物污染因素

體育館內(nèi)空氣生物污染因子主要包括細(xì)菌、真菌（包括真菌孢子）、花粉、病毒、生物體有機(jī)成分等。室內(nèi)生物污染因子的來源具有多樣性：有的生物污染因子來自室外并隨空氣進(jìn)入室內(nèi)[15,16]；有的建筑材料會(huì)形成向室內(nèi)釋放生物污染物的污染源，如浴室、衛(wèi)生間管道內(nèi)，環(huán)境的相對(duì)濕度比較高，室內(nèi)的建筑材料和設(shè)備容易孳生細(xì)菌和真菌等微生物，一般來說，當(dāng)空氣中致病性物質(zhì)達(dá)到感染劑量時(shí)，往往會(huì)引起傳染病、過敏性疾病、致癌及致突變，并且還會(huì)隨著患者打噴嚏、咳嗽等生理活動(dòng)形成二次生物氣溶膠并加以傳播。

2.4 體育館內(nèi)放射性污染

放射性污染是建筑用混凝土、瓷磚等所產(chǎn)生的污染，初次還會(huì)產(chǎn)生很多的射線，對(duì)人體產(chǎn)生很大的影響作用。電磁輻射長時(shí)期大劑量充斥室內(nèi)空間會(huì)影響人的免疫、生殖和代謝功能，由于能破壞人體所固有的生物電流及其磁場，進(jìn)而引起體內(nèi)微環(huán)境生態(tài)平衡失調(diào)，使神經(jīng)系統(tǒng)和體液調(diào)節(jié)功能紊亂，出現(xiàn)頭疼、乏力、疲倦、煩躁、易激動(dòng)、失眠等[17]。

3 體育館內(nèi)微環(huán)境污染的防范措施

體育館內(nèi)部空氣質(zhì)量的好壞，直接影響到運(yùn)動(dòng)員的比賽情緒和觀眾的觀賞心情。解決這一問題，首先必須處理好建筑中的自然通風(fēng)換氣問題，使建筑能“自然”“自由”的呼吸。為了確保給場館內(nèi)人員提供一個(gè)良好的空氣品質(zhì)環(huán)境，減少館內(nèi)非訓(xùn)練因素對(duì)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練及比賽造成不利的影響，需要采取科學(xué)、有效的應(yīng)對(duì)措施來防范場館運(yùn)營過程中所產(chǎn)生的各種不利因素。第一，要處理和避免活動(dòng)空間的噪聲，除了對(duì)館外環(huán)境做相應(yīng)的規(guī)劃調(diào)整以保證較少的噪聲影響外，還應(yīng)該做好內(nèi)部的聲環(huán)境設(shè)計(jì)，比如在比賽廳周圍的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，應(yīng)設(shè)置一定的隔音、吸聲處理。第二，由于體育館人流量比較大的特點(diǎn)，在舉辦大型體育賽事的時(shí)候，比賽場地的空氣更新這一問題就顯得尤為突出，盡量采用自然通風(fēng)，及時(shí)更新場館內(nèi)的空氣，營造潔凈、清新的比賽環(huán)境，也可以在一定程度上緩解觀眾和運(yùn)動(dòng)員急躁的心理；在觀眾廳中，如果不注意通風(fēng)換氣的設(shè)計(jì)，很容易造成室內(nèi)的空氣污染，進(jìn)而影響人們觀賽心情和運(yùn)動(dòng)員比賽狀態(tài)。第三，針對(duì)館內(nèi)生物污染，研究各種污染源的散發(fā)特性、傳播機(jī)理、相互耦合作用的形式及特點(diǎn)、人群健康效應(yīng)暴露—反應(yīng)關(guān)系的定量評(píng)價(jià)、室內(nèi)生物污染多指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系才是有效控制建筑室內(nèi)生物污染的前提條件和重要基礎(chǔ)。

4 體育館內(nèi)微環(huán)境的研究趨勢(shì)

第一，室內(nèi)環(huán)境生物污染物種類繁多，大小不一，且分布廣泛，還因人員活動(dòng)千差萬別而有所不同。因此，針對(duì)不同類型建筑的不同功能區(qū)域開展建筑室內(nèi)配套的污染現(xiàn)場測試技術(shù)、方法、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)及館內(nèi)污染模擬與優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的研究才是有效實(shí)現(xiàn)管內(nèi)空氣污染控制的關(guān)鍵所在。

第二，建立館內(nèi)空氣污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。對(duì)大量不同功能類型的場館污染狀況進(jìn)行調(diào)查、檢測，系統(tǒng)地研究館內(nèi)污染源種類、污染來源、污染途徑、污染機(jī)制、運(yùn)動(dòng)人群暴露水平，進(jìn)而系統(tǒng)地針對(duì)體育場館污染健康危害及暴露，建立一套適合我國體育場館污染的多指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系。

第三，根據(jù)污染物的傳播機(jī)理、擴(kuò)散規(guī)律、運(yùn)動(dòng)人群暴露特點(diǎn)，研發(fā)相應(yīng)的消毒除菌設(shè)施、設(shè)備和健康材料及技術(shù)。

總之，針對(duì)于大空間體育場館內(nèi)空氣質(zhì)量的研究，目前仍有許多亟待解決的問題，為了給館內(nèi)人員營造一個(gè)良好空氣質(zhì)量的環(huán)境，使運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽時(shí)盡量少受非自身因素的影響，應(yīng)該綜合各方面的條件，采取各種措施來保證館內(nèi)的空氣質(zhì)量。